KR20120052087A - 기판 검사방법 - Google Patents

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Abstract

인쇄회로기판 상에 형성된 부품의 터미널 팁 위치 설정방법은 기판 상에 형성된 부품의 터미널 및 터미널과 인접하여 형성된 솔더에 대하여 측정된 측정 높이를 기 설정된 기준 높이와 비교하여 가상 팁 라인을 설정하는 단계, 터미널의 길이 방향을 따라 터미널의 폭 방향에 대한 중심 라인을 설정하는 단계, 및 가상 팁 라인 및 중심 라인의 교차점으로부터 중심 라인을 따른 측정 높이를 이용하여 터미널의 팁 위치를 설정하는 단계를 포함한다. 따라서, 보다 정확한 터미널 팁 위치를 획득할 수 있다.

Description

기판 검사방법{METHOD OF INSPECTING BOARD}
본 발명은 기판에 실장된 부품을 검사하는 기판 검사방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 정확한 터미널 영역을 검출하여 부품의 실장 상태를 검사할 수 있는 기판 검사방법에 관한 것이다.
일반적으로, 전자장치 내에는 적어도 하나의 인쇄회로기판(printed circuit board; PCB)이 구비되며, 이러한 인쇄회로기판 상에는 칩(chip)과 같은 소자를 포함한다.
일반적으로, 상기 칩과 같은 소자는 솔더(solder)를 이용하여 상기 인쇄회로기판에 장착된다. 이와 같은 상기 인쇄회로기판에 장착된 소자의 불량 여부를 판단하거나 상기 소자와 연결된 패드 등의 불량 여부를 판단하기 위하여, 상기 칩의 터미널과 솔더의 정확한 영역 설정이 필요하다.
종래에는 상기와 같은 불량 여부를 판단하기 위하여 2차원 영상을 촬영하여 촬영된 2차원 영상을 이용하여 왔다. 그러나, 2차원 영상에서 상기 터미널의 영역과 상기 솔더 조인트의 영역을 구별하는 것은 각 영역의 색상이 유사하고 조명에 민감하여 용이하게 구별하기 어렵고, 카메라에 의한 노이즈에 영향을 많이 받아 정확한 영역 구별이 되지 않는 문제점이 있다.
따라서, 상술한 문제점들을 방지할 수 있는 터미널의 검사 방법이 요청되고 있다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 터미널 팁 위치를 정확하게 획득하여 터미널 영역과 솔더 영역을 보다 정확하게 구분할 수 있는 터미널 팁 위치 설정방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 예시적인 일 실시예에 따른 터미널 팁 위치 설정방법은 터미널 및 몸체로 이루어진 부품이 실장된 기판의 높이를 측정하여 측정된 측정 높이를 기 설정된 기준 높이와 비교하여 가상 팁 라인을 설정하는 단계, 상기 터미널의 길이 방향을 따라 상기 터미널의 폭 방향에 대한 중심 라인을 설정하는 단계, 및 상기 가상 팁 라인 및 상기 중심 라인의 교차점으로부터 상기 중심 라인을 따른 상기 측정 높이를 이용하여 상기 터미널의 팁 위치를 설정하는 단계를 포함한다.
예를 들면, 상기 기준 높이는 상기 터미널의 팁 두께이며, 상기 터미널의 팁 두께는 상기 기판의 캐드(CAD) 정보 또는 부품 정보로부터 획득될 수 있다.
상기 가상 팁 라인은 상기 기준 높이와 동일한 높이에 대응하는 측정 높이를 기초로 상기 폭 방향으로 연장하여 설정되거나, 상기 기준 높이보다 낮은 높이로부터 사용자에 의해 선택된 높이에 대응하는 측정 높이를 기초로 상기 폭 방향으로 연장하여 설정될 수 있다.
상기 중심 라인을 설정하는 단계는, 상기 터미널의 상기 폭 방향으로 제1 검색 구간을 설정하는 단계, 상기 제1 검색 구간 내에서 상기 터미널의 상기 폭 방향에 대한 높이 프로파일을 획득하는 단계, 및 상기 높이 프로파일을 이용하여 상기 터미널의 상기 폭 방향에 대한 상기 중심 라인을 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 중심 라인을 설정하는 단계는, 상기 터미널의 폭 방향으로 상기 제1 검색 구간을 설정하는 단계 이후에, 상기 터미널의 상기 길이 방향으로 제2 검색 구간을 설정하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 터미널의 상기 폭 방향에 대한 상기 높이 프로파일은 상기 제2 검색 구간에 대하여 평균화되어 획득될 수 있다. 상기 제2 검색 구간은 솔더가 형성된 영역을 배제시키도록 상기 가상 팁 라인보다 상기 부품의 몸체를 향하여 소정의 거리만큼 이격된 거리를 기점으로 설정될 수 있다.
상기 높이 프로파일을 이용하여 상기 터미널의 상기 폭 방향에 대한 상기 중심 라인을 설정하는 단계는, 상기 높이 프로파일에서 기 설정된 임계 높이 이상의 프로파일을 추출하는 단계, 및 상기 추출된 프로파일 중 최대 높이를 갖는 지점을 상기 터미널의 상기 길이 방향에 평행하도록 연장하여 상기 중심 라인을 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예로, 상기 가상 팁 라인 및 상기 중심 라인의 교차점으로부터 상기 중심 라인을 따른 상기 측정 높이를 이용하여 상기 터미널의 팁 위치를 설정하는 단계는, 상기 교차점으로부터 상기 중심 라인을 따라서 상기 측정 높이의 변화를 순차적으로 획득하는 단계, 및 상기 측정 높이의 변화가 기준치를 초과하는 경우, 상기 초과하는 지점을 상기 터미널의 팁 위치로 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 실시예로, 상기 가상 팁 라인 및 상기 중심 라인의 교차점으로부터 상기 중심 라인을 따른 상기 측정 높이를 이용하여 상기 터미널의 팁 위치를 설정하는 단계는, 상기 교차점을 기초로 변화 검색 구간을 설정하는 단계, 상기 변화 검색 구간 내에서 상기 중심 라인을 따른 상기 측정 높이의 변화를 획득하는 단계, 및 상기 측정 높이의 변화가 최대인 지점을 상기 터미널의 팁 위치로 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 기판 상에 형성된 부품의 터미널의 팁 라인을 먼저 개략적으로 설정한 후 이어서 정교하게 수정하는 두 단계를 수행함으로써, 상기 터미널의 팁 위치를 정확하게 설정함과 동시에 설정을 위해 소요되는 계산 시간을 감소시킬 수 있다.
또한, 상기 터미널의 팁 위치의 정확한 설정에 의해 상기 터미널의 영역을 정확하게 설정할 수 있으며, 이에 따라 상기 터미널의 양부 검사를 정확하게 수행할 수 있다.
또한, 높이에 기반한 3차원적 데이터를 이용하여 터미널의 팁 위치를 설정하므로, 2차원 영상을 이용하여 터미널 영역을 확정하는 경우에 비하여 각 영역의 색상에 영향을 적게 받고 조명에도 민감하지 않으므로, 보다 정확하고 용이하게 터미널의 팁 위치를 설정할 수 있으며, 카메라에 의한 노이즈의 영향도 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 3차원 형상 측정방법에 사용되는 예시적인 3차원 형상 측정장치를 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 터미널 팁 위치 설정방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3은 인쇄회로기판 상에 형성된 터미널과 솔더의 일 예를 도시한 단면도이다.
도 4는 도 2의 터미널 팁 위치 설정방법을 설명하기 위한 평면도이다.
도 5는 도 2에서 중심 라인을 설정하는 방법의 일 예를 도시한 흐름도이다.
도 6은 도 5의 중심 라인을 설정하는 방법의 일 예를 설명하기 위한 평면도이다.
도 7은 도 6에서 획득된 높이 프로파일의 일 예를 도시한 그래프이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 3차원 형상 측정방법에 사용되는 예시적인 3차원 형상 측정장치를 도시한 개념도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 의한 3차원 형상 측정방법에 사용되는 3차원 형상 측정장치는 측정 스테이지부(100), 영상 촬영부(200), 제1 및 제2 조명부들(300,400)을 포함하는 제1 조명 유닛, 제2 조명 유닛(450), 영상 획득부(500), 모듈 제어부(600) 및 중앙 제어부(700)를 포함할 수 있다.
상기 측정 스테이지부(100)는 측정 대상물(10)을 지지하는 스테이지(110) 및 상기 스테이지(110)를 이송시키는 스테이지 이송유닛(120)을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 상기 스테이지(110)에 의해 상기 측정 대상물(10)이 상기 영상 촬영부(200)와 상기 제1 및 제2 조명부들(300,400)에 대하여 이동함에 따라, 상기 측정 대상물(10)에서의 측정위치가 변경될 수 있다.
상기 영상 촬영부(200)는 상기 스테이지(110)의 상부에 배치되어, 상기 측정 대상물(10)로부터 반사되어온 광을 인가받아 상기 측정 대상물(10)에 대한 영상을 측정한다. 즉, 상기 영상 촬영부(200)는 상기 제1 및 제2 조명부들(300,400)에서 출사되어 상기 측정 대상물(10)에서 반사된 광을 인가받아, 상기 측정 대상물(10)의 평면영상을 촬영한다.
상기 영상 촬영부(200)는 카메라(210), 결상렌즈(220), 필터(230) 및 원형램프(240)를 포함할 수 있다. 상기 카메라(210)는 상기 측정 대상물(10)로부터 반사되는 광을 인가받아 상기 측정 대상물(10)의 평면영상을 촬영하며, 일례로 CCD 카메라나 CMOS 카메라 중 어느 하나가 채용될 수 있다. 상기 결상렌즈(220)는 상기 카메라(210)의 하부에 배치되어, 상기 측정 대상물(10)에서 반사되는 광을 상기 카메라(210)에서 결상시킨다. 상기 필터(230)는 상기 결상렌즈(220)의 하부에 배치되어, 상기 측정 대상물(10)에서 반사되는 광을 여과시켜 상기 결상렌즈(220)로 제공하고, 일례로 주파수 필터, 컬러필터 및 광세기 조절필터 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. 상기 원형램프(240)는 상기 필터(230)의 하부에 배치되어, 상기 측정 대상물(10)의 2차원 형상과 같은 특이영상을 촬영하기 위해 상기 측정 대상물(10)로 광을 제공할 수 있다.
상기 제1 조명부(300)는 예를 들면 상기 영상 촬영부(200)의 우측에 상기 측정 대상물(10)을 지지하는 상기 스테이지(110)에 대하여 경사지게 배치될 수 있다. 상기 제1 조명부(300)는 제1 조명유닛(310), 제1 격자유닛(320), 제1 격자 이송유닛(330) 및 제1 집광렌즈(340)를 포함할 수 있다. 상기 제1 조명유닛(310)은 조명원과 적어도 하나의 렌즈로 구성되어 광을 발생시키고, 상기 제1 격자유닛(320)은 상기 제1 조명유닛(310)의 하부에 배치되어 상기 제1 조명유닛(310)에서 발생된 광을 격자무늬 패턴을 갖는 제1 격자 패턴광으로 변경시킨다. 상기 제1 격자 이송유닛(330)은 상기 제1 격자유닛(320)과 연결되어 상기 제1 격자유닛(320)을 이송시키고, 일례로 PZT(Piezoelectric) 이송유닛이나 미세직선 이송유닛 중 어느 하나를 채용할 수 있다. 상기 제1 집광렌즈(340)는 상기 제1 격자유닛(320)의 하부에 배치되어 상기 제1 격자유닛(320)로부터 출사된 상기 제1 격자 패턴광을 상기 측정 대상물(10)로 집광시킨다.
상기 제2 조명부(400)는 예를 들면 상기 영상 촬영부(200)의 좌측에 상기 측정 대상물(10)을 지지하는 상기 스테이지(110)에 대하여 경사지게 배치될 수 있다. 상기 제2 조명부(400)는 제2 조명유닛(410), 제2 격자유닛(420), 제2 격자 이송유닛(430) 및 제2 집광렌즈(440)를 포함할 수 있다. 상기 제2 조명부(400)는 위에서 설명한 상기 제1 조명부(300)와 실질적으로 동일하므로, 중복되는 상세한 설명은 생략한다.
상기 제1 조명부(300)는 상기 제1 격자 이송유닛(330)이 상기 제1 격자유닛(320)을 N번 순차적으로 이동하면서 상기 측정 대상물(10)로 N개의 제1 격자 패턴광들을 조사할 때, 상기 영상 촬영부(200)는 상기 측정 대상물(10)에서 반사된 상기 N개의 제1 격자 패턴광들을 순차적으로 인가받아 N개의 제1 패턴영상들을 촬영할 수 있다. 또한, 상기 제2 조명부(400)는 상기 제2 격자 이송유닛(430)이 상기 제2 격자유닛(420)을 N번 순차적으로 이동하면서 상기 측정 대상물(10)로 N개의 제2 격자 패턴광들을 조사할 때, 상기 영상 촬영부(200)는 상기 측정 대상물(10)에서 반사된 상기 N개의 제2 격자 패턴광들을 순차적으로 인가받아 N개의 제2 패턴영상들을 촬영할 수 있다. 여기서, 상기 N은 자연수로, 일 예로 3 또는 4일 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 상기 제1 및 제2 격자 패턴광들을 발생시키는 조명장치로 상기 제1 및 제2 조명부들(300,400)만을 설명하였으나, 이와 다르게 상기 조명부의 개수는 3개 이상일 수도 있다. 즉, 상기 측정 대상물(10)로 조사되는 격자 패턴광이 다양한 방향에서 조사되어, 다양한 종류의 패턴영상들이 촬영될 수 있다. 예를 들어, 3개의 조명부들이 상기 영상 촬영부(200)를 중심으로 정삼각형 형태로 배치될 경우, 3개의 격자 패턴광들이 서로 다른 방향에서 상기 측정 대상물(10)로 인가될 수 있고, 4개의 조명부들이 상기 영상 촬영부(200)를 중심으로 정사각형 형태로 배치될 경우, 4개의 격자 패턴광들이 서로 다른 방향에서 상기 측정 대상물(10)로 인가될 수 있다. 또한, 상기 제1 조명 유닛은 8개의 조명부들을 포함할 수 있으며, 이 경우 8개의 방향에서 격자 패턴광을 조사하여 영상을 촬영할 수 있다.
상기 제2 조명 유닛(450)은 상기 측정 대상물(10)의 2차원적 영상을 획득하기 위한 광을 상기 측정 대상물(10)에 조사한다. 일 실시예로, 상기 제2 조명 유닛(450)은 적색조명(452), 녹색조명(454) 및 청색조명(456)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 적색조명(452), 상기 녹색조명(454) 및 상기 청색조명(456)은 상기 측정 대상물(10)의 상부에서 원형으로 배치되어 상기 측정 대상물(10)에 각각 적색광, 녹색광 및 청색광을 조사할 수 있으며, 도 1에 도시된 바와 같이 각각 높이가 다르도록 형성될 수 있다.
상기 영상 획득부(500)는 상기 영상 촬영부(200)의 카메라(210)와 전기적으로 연결되어, 상기 카메라(210)로부터 상기 제1 조명 유닛에 의한 패턴영상들을 획득하여 저장한다. 또한, 상기 영상 획득부(500)는 상기 카메라(210)로부터 상기 제2 조명 유닛(450)에 의한 2차원적 영상들을 획득하여 저장한다. 예를 들어, 상기 영상 획득부(500)는 상기 카메라(210)에서 촬영된 상기 N개의 제1 패턴영상들 및 상기 N개의 제2 패턴영상들을 인가받아 저장하는 이미지 시스템을 포함한다.
상기 모듈 제어부(600)는 상기 측정 스테이지부(100), 상기 영상 촬영부(200), 상기 제1 조명부(300) 및 상기 제2 조명부(400)와 전기적으로 연결되어 제어한다. 상기 모듈 제어부(600)는 예를 들어, 조명 콘트롤러, 격자 콘트롤러 및 스테이지 콘트롤러를 포함한다. 상기 조명 콘트롤러는 상기 제1 및 제2 조명유닛들(310,410)을 각각 제어하여 광을 발생시키고, 상기 격자 콘트롤러는 상기 제1 및 제2 격자 이송유닛들(330,430)을 각각 제어하여 상기 제1 및 제2 격자유닛들(320, 420)을 이동시킨다. 상기 스테이지 콘트롤러는 상기 스테이지 이송유닛(120)을 제어하여 상기 스테이지(110)를 상하좌우로 이동시킬 수 있다.
상기 중앙 제어부(700)는 상기 영상 획득부(500) 및 상기 모듈 제어부(600)와 전기적으로 연결되어 각각을 제어한다. 구체적으로, 상기 중앙 제어부(700)는 상기 영상 획득부(500)의 이미지 시스템으로부터 상기 N개의 제1 패턴영상들 및 상기 N개의 제2 패턴영상들을 인가받아, 이를 처리하여 상기 측정 대상물의 3차원 형상을 측정할 수 있다. 또한, 상기 중앙 제어부(700)는 상기 모듈 제어부(600)의 조명 콘트롤러, 격자 콘트롤러 및 스테이지 콘트롤러를 각각 제어할 수 있다. 이와 같이, 상기 중앙 제어부는 이미지처리 보드, 제어 보드 및 인터페이스 보드를 포함할 수 있다.
이하, 상기와 같은 3차원 형상 측정장치를 이용하여 상기 측정 대상물(10)로 채용된 인쇄회로기판에 탑재된 부품의 터미널을 검사하는 방법을 보다 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 터미널 팁 위치 설정방법을 나타낸 흐름도이고, 도 3은 인쇄회로기판 상에 형성된 터미널과 솔더의 일 예를 도시한 측단면도이며, 도 4는 도 2의 터미널 팁 위치 설정방법을 설명하기 위한 평면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따라 터미널을 검사하기 위하여, 먼저 터미널 및 몸체를 포함하는 부품(900)이 실장된 기판(50)의 높이를 측정하여 측정된 측정 높이를 기 설정된 기준 높이(RH)와 비교하여 가상 팁 라인(VTL)을 설정한다(S110). 예를 들면, 기판(50) 상에 형성된 부품(900)의 터미널(910) 및 상기 터미널(910)과 인접하여 형성된 솔더(920)에 대하여 측정된 측정 높이를 기 설정된 기준 높이(RH)와 비교하여 가상 팁 라인(VTL)을 설정한다.
본 단계에서는, 상기 터미널(910)의 팁 위치(TL)를 개략적으로 설정하며, 상기 가상 팁 라인(VTL)이 상기 개략적인 팁 위치(TL)에 해당한다.
일 실시예로, 상기 측정 높이는 도 1에서 설명된 3차원형상 측정장치와 같은 측정장비를 이용하여 측정될 수 있다.
상기 기준 높이(RH)는 대략적으로 상기 터미널(910)의 팁이 위치할 것으로 예상되는 지점에 해당하는 높이로서, 예를 들면, 상기 기준 높이(RH)는 상기 터미널(910)의 팁 두께(TT)와 동일하게 설정될 수 있다. 상기 터미널(910)의 팁 두께(TT)는 상기 기판(50)의 기초적인 설계정보, 예를 들면, 캐드(CAD) 정보 또는 부품 정보로부터 획득될 수 있다.
일 실시예로, 상기 측정 높이와 상기 기준 높이(RH)의 비교하는 과정은, 도 3의 좌측으로부터 우측방향으로 증가되는 상기 측정 높이를 상기 기준 높이(RH)와 비교함으로써 수행될 수 있다. 이때, 상기 측정 높이는 상기 터미널(910)의 폭 방향(WD)의 중심으로 예상되는 라인을 기준으로 단면을 형성하고, 상기 단면에 대한 솔더(920)의 측정 높이로부터 획득될 수 있다. 상기 터미널(910)의 폭 방향(WD)의 중심으로 예상되는 라인은 상기 기판(50)의 기초적인 설계정보, 예를 들면, 캐드(CAD) 정보 또는 부품 정보로부터 획득할 수 있다.
상기 터미널(910)의 팁은 아래에 형성될 수 있는 솔더(920)에 의해 약간 상승하여 위치할 수 있다. 따라서, 일 예로 상기 기준 높이(RH)가 상기 터미널(910)의 팁 두께(TT)와 동일하게 설정되는 경우, 상기 측정 높이가 상기 기준 높이(RH)와 동일한 지점은 상기 터미널(910)의 팁이 위치한 지점과 거의 유사하게 될 수 있다. 따라서, 상기 가상 팁 라인(VTL)은 상기 기준 높이(RH)와 동일한 높이에 대응하는 측정 높이를 기초로 상기 터미널(910)의 폭 방향(WD)으로 연장하여 설정될 수 있다.
이와는 다르게, 상기 가상 팁 라인(VTL)은 상기 기준 높이(RH)보다 낮은 높이로부터 사용자에 의해 선택된 사용자 높이(UH)에 대응하는 측정 높이를 기초로 상기 터미널(910)의 폭 방향으로 연장하여 설정될 수 있다. 일 예로, 상기 기준 높이(RH)가 상기 터미널(910)의 팁 두께(TT)와 동일하게 설정되는 경우, 상기 사용자 높이(UH)가 상기 기준 높이(RH)보다 낮은 높이에서 선택되므로, 소정의 여유를 두고 상기 측정 높이를 검색할 수 있다. 이에 따라, 후술되는 단계에서 상기 기준 높이(RH)보다 낮은 높이로부터 선택된 상기 사용자 높이(UH)를 기점으로 검색구간 선택의 오류 없이 상기 팁의 위치를 검색할 수 있다.
이어서, 상기 터미널(910)의 길이 방향(LD)을 따라 상기 터미널(910)의 폭 방향(WD)에 대한 중심 라인(CL)을 설정한다(S120).
이하, 상기 중심 라인(CL)을 설정하는 방법의 일 예를 도면을 참조로 보다 상세하게 설명한다.
도 5는 도 2에서 중심 라인을 설정하는 방법의 일 예를 도시한 흐름도이고, 도 6은 도 5의 중심 라인을 설정하는 방법의 일 예를 설명하기 위한 평면도이며, 도 7은 도 6에서 획득된 높이 프로파일의 일 예를 도시한 그래프이다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 상기 중심 라인(CL)을 설정하기 위하여, 먼저 상기 터미널(910)의 폭 방향(WD)으로 제1 검색 구간(SS1)을 설정한다(S122).
상기 제1 검색 구간(SS1)은 상기 중심 라인(CL)을 설정하기 위한 구간이므로, 상기 터미널(910)의 폭을 모두 포함하도록 설정될 수 있다.
이어서, 상기 터미널(910)의 길이 방향(LD)으로 제2 검색 구간(SS2)을 설정한다(S124).
상기 제2 검색 구간(SS2)은 상기 중심 라인(CL)을 설정하기에 충분한 데이터를 확보할 수 있는 상기 터미널(910)의 소정 영역을 포함하도록 설정될 수 있다. 일 실시예로, 상기 제2 검색 구간(SS2)은 상기 가상 팁 라인(VTL)을 기점으로 상기 부품의 몸체를 향하여 설정될 수 있다.
다음으로, 상기 제1 검색 구간(SS1) 내에서 상기 터미널(910)의 폭 방향(WD)에 대한 높이 프로파일(profile)을 획득한다(S126).
상기 터미널(910)의 폭 방향(WD)에 대한 상기 높이 프로파일은 상기 제2 검색 구간(SS2)에 대하여 평균화되어 획득될 수 있다. 상기 제1 검색 구간(SS1)에 대한 높이의 변화를 나타내는 프로파일은 상기 제2 검색 구간(SS2)의 여러 위치에 따라 각각 다소 상이한 형태를 나타낼 수 있다. 또한, 노이즈에 의하여 상기 높이의 변화를 나타내는 프로파일은 오차가 발생할 수 있다. 따라서, 상기 터미널(910)의 폭 방향(WD)에 대한 상기 높이 프로파일을 상기 제2 검색 구간(SS2)에 대하여 평균화하여 획득함으로써, 상기 제2 검색 구간(SS2)의 여러 위치를 모두 고려하면서도 노이즈의 영향을 최소화할 수 있다. 상기 높이 프로파일은 일 예로 도 7에 도시된 바와 같이 곡선 형태로 나타날 수 있으며, 최대 높이를 갖는 지점(MP)을 상기 중심 라인(CL)에 대응하는 점으로 간주할 수 있다.
한편, 솔더(920)가 비대칭적으로 형성된 경우 상기 높이 프로파일도 비대칭적으로 형성될 수 있으므로, 솔더(920)가 형성된 부분 또는 솔더(920)가 형성된 것으로 예측되는 부분은 상기 제2 검색 구간(SS2)에서 배제시킬 수도 있다. 예를 들면, 상기 제2 검색 구간(SS2)을 설정하는 단계(S124)에서, 상기 제2 검색 구간(SS2)은 상기 가상 팁 라인(VTL)보다 상기 부품의 몸체를 향하여 소정의 거리만큼 이격된 거리를 기점으로 상기 부품의 몸체를 향하여 설정될 수 있다. 따라서, 솔더(920)가 비대칭적으로 형성됨으로써 발생할 수 있는 상기 중심 라인(CL) 설정의 오류를 방지할 수 있다.
이어서, 상기 높이 프로파일을 이용하여 상기 터미널(910)의 폭 방향(WD)에 대한 상기 중심 라인(CL)을 설정한다(S128).
상기 높이 프로파일을 이용하여 상기 터미널(910)의 폭 방향(WD)에 대한 상기 중심 라인(CL)을 설정하기 위하여, 상기 최대 높이를 갖는 지점(MP)을 상기 터미널(910)의 길이 방향(WD)에 평행하도록 연장하여 상기 중심 라인(CL)을 설정할 수 있다.
일 실시예로, 노이즈를 제거하고 데이터 처리 속도를 향상시키기 위하여, 사전에 임계 높이(Hcrit)를 설정하여 상기 높이 프로파일 중 상기 임계 높이(Hcrit) 이상의 프로파일을 먼저 추출한 후, 상기 추출된 높이 프로파일 중 상기 최대 높이를 갖는 지점(MP)을 상기 터미널(910)의 길이 방향(WD)에 평행하도록 연장하여 상기 중심 라인(CL)을 설정할 수도 있다.
한편, 상기 중심 라인(CL) 대신에 상기 터미널(910)의 폭 방향(WD)에 대하여 소정 비율로 분할한 분할 라인이 활용될 수도 있다. 이 경우, 후술되는 과정으로 획득되는 팁 위치를 폭 방향으로 상기 소정 비율로 확장하여 후술되는 실제 팁 라인 획득할 수 있다. 즉, 상기 중심 라인(CL)은 상기 분할 라인의 일 예로서, 상기 터미널(910)의 폭 방향(WD)을 1:1로 분할한 분할 라인에 해당된다고 볼 수 있다.
다시 도 2 내지 도 4를 참조하면, 다음으로, 상기 가상 팁 라인(VTL) 및 상기 중심 라인(CL)의 교차점(IP)으로부터 상기 중심 라인(CL)을 따른 상기 측정 높이를 이용하여 상기 터미널(910)의 팁 위치(TL)를 설정한다(S130).
본 단계에서는, 앞선 단계들(S110,S120)에서 설정된 상기 가상 팁 라인(VTL) 및 상기 중심 라인(CL)의 교차점(IP)을 기점으로 보다 세밀하게 상기 터미널(910)의 팁 위치(TL)를 설정한다. 즉, 상기 교차점(IP)으로부터 상기 중심 라인(CL)을 따라 가면서 상기 측정 높이를 세밀하게 체크하여 급격한 변화를 갖는 지점을 찾아 냄으로써, 상기 터미널(910)의 팁 위치(TL)를 획득할 수 있다.
일 실시예로, 보다 세밀하게 상기 터미널(910)의 팁 위치(TL)를 설정하기 위하여, 먼저 상기 교차점(IP)으로부터 상기 중심 라인(CL)을 따라서 상기 측정 높이의 변화를 순차적으로 획득한다. 다음으로, 상기 측정 높이의 변화가 기준치를 초과하는 경우, 상기 초과하는 지점을 상기 터미널(910)의 팁 위치(TL)로 설정한다. 상기 기준치는 높이의 변화가 급격하게 발생하는 지점을 찾을 수 있기에 충분한 값으로 설정될 수 있다. 상기 측정 높이의 변화는, 예를 들면, 높이값 자체의 변화, 높이의 변화율, 높이의 미분계수 등이 될 수 있다.
다른 실시예로, 보다 세밀하게 상기 터미널(910)의 팁 위치(TL)를 설정하기 위하여, 먼저 상기 교차점(IP)을 기초로 변화 검색 구간을 설정한다. 상기 변화 검색 구간은 상기 터미널(910)의 팁 위치(TL)가 반드시 포함될 수 있을 정도로 충분한 구간이 선택될 수 있다. 이어서, 상기 변화 검색 구간 내에서 상기 중심 라인(CL)을 따른 상기 측정 높이의 변화를 획득한다. 다음으로, 상기 측정 높이의 변화가 최대인 지점을 상기 터미널(910)의 팁 위치(TL)로 설정한다. 상기 측정 높이의 변화는, 예를 들면, 높이값 자체의 변화, 높이의 변화율, 높이의 미분계수 등이 될 수 있다.
한편, 상기와 같이 터미널(910)의 팁 위치(TL)를 설정한 이후에는, 상기 팁 위치(TL)를 상기 터미널(910)의 폭 방향으로 확장하여, 실제 팁 라인을 획득할 수 있다. 이때, 상기 터미널(910)의 팁 위치(TL)를 설정하기 위하여 상기 중심 라인 (CL) 대신에 상기 터미널(910)의 폭 방향(WD)에 대하여 소정 비율로 분할한 분할 라인이 활용된 경우, 상기 실제 팁 라인을 획득하기 위한 상기 폭 방향 확장 비율은 상기 분할 비율에 대응된다.
이상과 같이 상기 터미널(910)의 팁 위치(TL) 또는 팁 라인이 설정되면, 상기 팁 위치(TL) 또는 팁 라인을 기초로 상기 터미널(910)의 영역을 정확하게 설정할 수 있다. 따라서, 상기 설정된 터미널(910)의 영역에 대하여 부품 실장의 양부를 검사할 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 기판 상에 형성된 부품의 터미널의 팁 라인을 먼저 개략적으로 설정한 후 이어서 정교하게 수정하는 두 단계를 수행함으로써, 상기 터미널의 팁 위치를 정확하게 설정함과 동시에 설정을 위해 소요되는 계산 시간을 감소시킬 수 있다.
또한, 상기 터미널의 팁 위치의 정확한 설정에 의해 상기 터미널의 영역을 정확하게 설정할 수 있으며, 이에 따라 상기 터미널의 양부 검사를 정확하게 수행할 수 있다.
또한, 높이에 기반한 3차원적 데이터를 이용하여 터미널의 팁 위치를 설정하므로, 2차원 영상을 이용하여 터미널 영역을 확정하는 경우에 비하여 각 영역의 색상에 영향을 적게 받고 조명에도 민감하지 않으므로, 보다 정확하고 용이하게 터미널의 팁 위치를 설정할 수 있으며, 카메라에 의한 노이즈의 영향도 감소시킬 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이다.　 따라서, 전술한 설명 및 아래의 도면은 본 발명의 기술사상을 한정하는 것이 아닌 본 발명을 예시하는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 측정 대상물 100 : 측정 스테이지부
200 : 영상 촬영부 300 : 제1 조명부
400 : 제2 조명부 450 : 제2 조명 유닛
500 : 영상 획득부 600 : 모듈 제어부
700 : 중앙 제어부 900 : 인쇄회로기판
910 : 터미널 920 : 솔더 조인트

Claims (10)

  1. 터미널 및 몸체로 이루어진 부품이 실장된 기판의 높이를 측정하여 측정된 측정 높이를 기 설정된 기준 높이와 비교하여 가상 팁 라인을 설정하는 단계;
    상기 터미널의 길이 방향을 따라 상기 터미널의 폭 방향에 대한 중심 라인을 설정하는 단계; 및
    상기 가상 팁 라인 및 상기 중심 라인의 교차점으로부터 상기 중심 라인을 따른 상기 측정 높이를 이용하여 상기 터미널의 팁 위치를 설정하는 단계를 포함하는 터미널 팁 위치 설정방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기준 높이는 상기 터미널의 팁 두께인 것을 특징으로 하는 터미널 팁 위치 설정방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 터미널의 팁 두께는 상기 기판의 캐드(CAD) 정보 또는부품 정보로부터 획득되는 것을 특징으로 하는 터미널 팁 위치 설정방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가상 팁 라인은 상기 기준 높이와 동일한 높이에 대응하는 측정 높이를 기초로 상기 폭 방향으로 연장하여 설정되거나, 상기 기준 높이보다 낮은 높이로부터 사용자에 의해 선택된 높이에 대응하는 측정 높이를 기초로 상기 폭 방향으로 연장하여 설정되는 것을 특징으로 하는 터미널 팁 위치 설정방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 중심 라인을 설정하는 단계는,
    상기 터미널의 상기 폭 방향으로 제1 검색 구간을 설정하는 단계;
    상기 제1 검색 구간 내에서 상기 터미널의 상기 폭 방향에 대한 높이 프로파일을 획득하는 단계; 및
    상기 높이 프로파일을 이용하여 상기 터미널의 상기 폭 방향에 대한 상기 중심 라인을 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 터미널 팁 위치 설정방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 중심 라인을 설정하는 단계는,
    상기 터미널의 폭 방향으로 상기 제1 검색 구간을 설정하는 단계 이후에, 상기 터미널의 상기 길이 방향으로 제2 검색 구간을 설정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 터미널의 상기 폭 방향에 대한 상기 높이 프로파일은 상기 제2 검색 구간에 대하여 평균화되어 획득되는 것을 특징으로 하는 터미널 팁 위치 설정방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 검색 구간은 솔더가 형성된 영역을 배제시키도록 상기 가상 팁 라인보다 상기 부품의 몸체를 향하여 소정의 거리만큼 이격된 거리를 기점으로 설정되는 것을 특징으로 하는 터미널 팁 위치 설정방법.
  8. 제5항에 있어서, 상기 높이 프로파일을 이용하여 상기 터미널의 상기 폭 방향에 대한 상기 중심 라인을 설정하는 단계는,
    상기 높이 프로파일에서 기 설정된 임계 높이 이상의 프로파일을 추출하는 단계; 및
    상기 추출된 프로파일 중 최대 높이를 갖는 지점을 상기 터미널의 상기 길이 방향에 평행하도록 연장하여 상기 중심 라인을 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 터미널 팁 위치 설정방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 가상 팁 라인 및 상기 중심 라인의 교차점으로부터 상기 중심 라인을 따른 상기 측정 높이를 이용하여 상기 터미널의 팁 위치를 설정하는 단계는,
    상기 교차점으로부터 상기 중심 라인을 따라서 상기 측정 높이의 변화를 순차적으로 획득하는 단계; 및
    상기 측정 높이의 변화가 기준치를 초과하는 경우, 상기 초과하는 지점을 상기 터미널의 팁 위치로 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 터미널 팁 위치 설정방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 가상 팁 라인 및 상기 중심 라인의 교차점으로부터 상기 중심 라인을 따른 상기 측정 높이를 이용하여 상기 터미널의 팁 위치를 설정하는 단계는,
    상기 교차점을 기초로 변화 검색 구간을 설정하는 단계;
    상기 변화 검색 구간 내에서 상기 중심 라인을 따른 상기 측정 높이의 변화를 획득하는 단계; 및
    상기 측정 높이의 변화가 최대인 지점을 상기 터미널의 팁 위치로 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 터미널 팁 위치 설정방법.

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