KR20120071842A - 마킹 위치 인식 장치 및 방법 - Google Patents

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KR20120071842A
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Abstract

본 발명은 마킹 위치 인식 기술에 관한 것으로, 인쇄 회로 기판에서 불량품에 레이저 마킹을 수행하는 경우, 레이저 마킹부와 비전 시스템의 1:1좌표매칭 알고리즘을 통하여 비전 시스템에서 해당 영역에 대한 실 좌표를 계산한 후, 이를 레이저 마킹부로 전달하여 레이저 마킹부에서는 정확한 위치에 레이저 마킹을 수행하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 비전 시스템을 통해 레이저로 마킹할 위치를 보정함으로써, 보다 정확한 레이저 마킹을 수행할 수 있으며, 마킹된 부분은 추후 사용자 또는 불량품 인식 기기를 통하여 해당 위치의 마킹을 용이하게 확인할 수 있으므로, 불필요한 추가 공정을 방지할 수 있다.

Description

마킹 위치 인식 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR　MARKING POSITION RECOGNITION}
본 발명은 마킹 위치 인식 기술에 관한 것으로서, 특히 인쇄 회로 기판(PCB: Printed Circuit Board)에서 불량품에 레이저 마킹을 수행하는 경우, 레이저 마킹부와 비전 검사부의 좌표를 1:1매칭하는 작업을 수행하고, 비전 검사부에서 마킹할 위치 보정을 수행하여 이를 레이저 마킹부로 전달함으로써 레이저 마킹부에서 실제 좌표를 통해 정확한 마킹을 수행하는데 적합한 마킹 위치 인식 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 인쇄 회로 기판은 각 부품들을 실장하여 구동하는 것으로서, 일반 전자제품에서부터 컴퓨터, 자동차, 항공기 등과 같이 다양한 분야에서 필수 구성 요소로서 광범위하게 사용되고 있다.
이러한 인쇄 회로 기판은 전체 기판에 구리층을 붙여서 형성하는 것으로서, 붙여진 구리층 중에서 필요하지 않는 구리에 대한 제거를 수행하고, 남아 있는 구리에 대해서는 산화를 방지하는 도금을 수행하게 된다.
그리고 제조 공정 완료 후에는 인쇄 회로 기판의 모든 영역에 대한 불량 여부를 검사하게 된다. 이는 사용자가 수작업으로 인쇄 회로 기판 별로 스크래치 등으로 인한 불량품 여부를 판별하게 되며, 이때 불량품으로 확인된 경우, 기 설정된 위치에 볼펜 또는 특정 잉크로 불량 표시를 수행하게 된다.
이후, 표시된 부분에는 반도체 패키징 또는 부품 실장 작업을 수행하지 않음으로써, 불필요한 추가 공정을 방지하게 된다.
상기한 바와 같이 종래 기술에 의한 인쇄 회로 기판의 마킹 방식에 있어서는, 인쇄 회로 기판에 수작업으로 입력을 수행하게 되므로, 불량 검사에 많은 시간이 소요될 수 있다는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은, 인쇄 회로 기판에 대한 영상을 입력 받아 불량을 감지하고, 불량품에 레이저 마킹을 수행하는 경우, 비전 시스템에서 레이저 마킹부의 위치좌표를 보정하여 비전시스템과 레이저 마킹부의 좌표를 1:1매칭함으로써 정확한 위치에 레이저 마킹을 수행할 수 있는 마킹 위치 인식 장치 및 방법을 제공한다.
또한 본 발명은, 인쇄 회로 기판에서 패턴 매칭을 통해 불량품 여부를 판단하고, 판단된 불량품 영역에 대한 레이저 마킹을 수행하게 위해 비전 시스템에서 해당 영역에 대한 실제 좌표를 계산한 후, 이를 레이저 마킹부로 전달하여 레이저 마킹부에서 정확한 위치에 레이저 마킹을 수행할 수 있는 마킹 위치 인식 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예 장치는, 인쇄 회로 기판(PCB)의 영상을 입력 받고, 상기 인쇄 회로 기판에 복수의 영역별로 설정된 맵아이디의 중점을 인식하여 특정 위치에 대한 실제 좌표를 산출하는 비전 검사부와, 산출된 상기 실제 좌표를 토대로 상기 특정 위치에 레이저 마킹을 수행하는 레이저 마킹부와, 상기 인쇄 회로 기판에 대한 이동을 수행하는 이송부와, 상기 이송부를 제어하여 상기 비전 검사부 및 레이저 마킹부의 위치로 상기 인쇄 회로 기판을 이동시키는 제어부를 포함할 수 있다.
그리고 상기 비전 검사부는, 상기 맵아이디 및 각 영역의 중점 인식을 위해 가로 및 세로 축에 대한 패턴 매칭을 수행하여 교차점을 검출할 수 있다.
그리고 상기 비전 검사부는, 상기 인쇄 회로 기판의 영상에서 복수의 영역별로 나누고, 각 영역별로 맵 아이디를 설정하고, 상기 각 영역별로 기 수집된 상기 교차점을 사용하여 마킹할 위치의 좌표를 도출하고, 상기 인쇄 회로 기판의 영상에서 어느 한 모서리를 원점으로 설정한 후, 상기 원점에 대비하여 마킹할 실제 중심 위치의 좌표를 산출할 수 있다.
본 발명의 일 실시예 방법은, 제어부에서 인쇄 회로 기판이 고정된 이송부를 제어하여 상기 인쇄 회로 기판을 이동시키는 과정과, 비전 검사부에서 인쇄 회로 기판(PCB)의 영상을 입력 받는 과정과, 상기 인쇄 회로 기판에 복수의 영역별로 설정된 맵아이디의 중점을 인식하여 특정 위치에 대한 실제 좌표를 산출하는 과정과, 레이저 마킹부에서 상기 비전 검사부로부터 산출된 상기 실제 좌표를 토대로 상기 특정 위치에 레이저 마킹을 수행하는 과정을 포함할 수 있다.
그리고 상기 실제 좌표를 산출하는 과정은, 상기 맵아이디 및 각 영역의 중점 인식을 위해 가로 및 세로 축에 대한 패턴 매칭을 수행하여 교차점을 검출할 수 있다.
그리고 상기 실제 좌표를 산출하는 과정은, 상기 인쇄 회로 기판의 영상에서 복수의 영역별로 나누고, 각 영역별로 맵 아이디를 설정하는 과정과, 상기 각 영역별로 기 수집된 상기 교차점을 사용하여 마킹할 위치의 좌표를 도출하는 과정과, 상기 인쇄 회로 기판의 영상에서 어느 한 모서리를 원점으로 설정한 후, 상기 원점에 대비하여 마킹할 실제 중심 위치의 좌표를 산출하는 과정을 더 포함할 수 있다.
그리고 상기 마킹 위치 인식 방법은, 상기 레이저 마킹부에서 마스터 샘플에 일정 크기 및 간격으로 마킹을 수행하는 과정과, 상기 비전 검사부에서 상기 마킹된 마스터 샘플의 영상을 입력 받아 비전 검사부와 레이저 마킹부의 좌표를 1:1매칭하는 스캐닝 보정을 수행하는 과정을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 개시되는 발명 중 대표적인 것에 의하여 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은, 비전 시스템을 통해 레이저로 마킹할 위치를 보정함으로써, 보다 정확한 레이저 마킹을 수행할 수 있으며, 마킹된 부분은 추후 사용자 또는 불량품 인식 기기를 통하여 해당 위치의 마킹을 용이하게 확인할 수 있으므로, 불량 영역에 대한 불필요한 추가 공정을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마킹 위치 인식 장치를 간략히 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 마킹 위치 인식 장치의 구조를 도시한 블록도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 비전 검사부에 입력된 인쇄 회로 기판을 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 패턴 매칭에 따른 교차점 검출 과정을 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 마킹 위치 인식 장치의 보정 작업 절차를 도시한 흐름도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 마킹 위치 인식 장치의 보정 검증 절차를 도시한 흐름도.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명은 인쇄 회로 기판에서 마킹이 필요한 위치에 대한 레이저 마킹을 수행하는 경우, 비전 시스템에서 해당 영역에 대한 실제 좌표를 계산한 후, 이를 레이저 마킹부로 전달하여 레이저 마킹부에서는 실제 좌표 위치에 레이저 마킹을 수행하는 것이다.
이와 같이 제작된 인쇄 회로 기판들은 외형 및 기능 검사 등을 통해 불량 여부를 판별하고, 불량으로 판별된 영역에 대해서는 레이저 마킹을 수행하게 된다. 이때, 정확한 위치에 마킹을 수행하기 위해서는 레이저 마킹부에서 마킹시 사용할 수 있는 실제 좌표를 비전 시스템에서 산출하여 제공함으로써, 레이저 마킹부에서는 보다 정확한 위치에서 마킹을 수행할 수 있다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 구체적으로 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마킹 위치 인식 장치를 간략히 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 마킹 위치 인식 장치(100)는 기판 이송부(102), 제어부(104), 비전 검사부(106), 레이저 마킹부(108) 등을 포함할 수 있으며, 기판 이송부(102) 상에는 복수의 인쇄 회로 기판을 고정 시킨 후, 특정 위치(예컨대, 비전 검사부(106) 및 레이저 마킹부(108)가 위치한 위치)로 이송할 수 있다.
제어부(104)는 이송부(102)를 핸들링하고, 비전 검사부(106)의 보정 및 검사 모드의 수행을 제어하고 레이저 마킹부(108)의 레이저 마킹을 제어할 수 있다.
비전 검사부(106)는 카메라에 의해 촬영된 영상 데이터를 분석하는 것으로서, 인쇄 회로 기판의 영상을 입력 받아 이를 토대로 마킹이 필요한 특정 위치에 대한 실제 좌표 위치를 산출하고, 레이저 마킹부(108)에서는 산출된 실제 좌표 위치를 토대로 레이저 마킹을 수행할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 마킹 위치 인식 장치의 구조를 도시한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 마킹 위치 인식 장치(100)는 기판 이송부(102), 제어부(104), 비전 검사부(106), 레이저 마킹부(108) 등을 포함할 수 있다.
구체적으로 기판 이송부(102)는 레이저 마킹부(108)와 비전 검사부(106)의 좌표를 1:1매칭하기 위한 마스터 샘플과, 적어도 하나의 인쇄 회로 기판에 대한 이송을 수행할 수 있으며, 제어부(104)의 제어하에 비전 검사부(106) 및 레이저 마킹부(108)로 이송할 수 있다. 이러한 기판 이송부(102)는 예를 들어, X축 또는 Y축 방향, X축 및 Y축 방향으로 이동이 가능한 다양한 형태의 이송 수단을 적용할 수 있으며, 예를 들어, 모션 스테이지가 될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예의 구현 방식에 따라 기판 이송부(102)가 고정된 상태에서 비전 검사부(106) 및 레이저 마킹부(108)가 x축 및 y축 방향으로 이동할 수 있음은 물론이다.
제어부(104)는 마킹 위치 인식 장치(100)를 구동시키고, 기판 이송부(102)의 이송을 핸들링할 수 있다. 그리고 레이저 마킹부(108) 및 비전 검사부(106)를 제어하여 비전 검사부(106)를 통해 측정된 데이터를 토대로 레이저 마킹부(108)에서 해당 위치에 정확한 마킹을 수행할 수 있도록 제어할 수 있다.
비전 검사부(106)는 레이저 마킹부(108)에서 일정 크기 및 간격(pitch)으로 마킹된 마스터 샘플을 기판 이송부(102)를 통해 이송 받은 경우, 보정 모드로 전환하여 마킹된 마스터 샘플의 영상을 입력 받고, 패턴 매칭과 근사화 공식을 통하여 마스터 샘플내의 마킹된 각각의 형상 정보와 위치정보를 추출하여 인접한 모든 영역에 대한 보정을 수행하고 레이저 마킹부(108)과 비전검사부(106)의 좌표가 1:1매칭된 보정 데이터를 저장할 수 있다.
한편, 비전 검사부(106)는 지역(area) 스캐닝 및 라인(line) 스캐닝 등을 수행하여 인쇄 회로 기판의 영상을 입력 받을 수 있으며, 입력된 영상과 기 입력된 기판 영상의 비교 또는 패턴 매칭과 근사화 공식을 통하여 스크래치 및 특정 영역에 표시된 임의의 형상을 추출할 수 있다. 이는 곧 기판의 불량여부를 나타내는 특징이 될 수 있으므로, 비전 검사부(106)에서는 기판으로부터 인식되는 스크래치 및 임의의 형상으로 해당 영역에 대한 불량 여부를 판단할 수 있다.
또한, 인쇄 회로 기판에는 이러한 불량품을 표시하기 위한 별도의 공간이 존재할 수 있다. 이에 비전 검사부(106)에서는 별도의 공간에 대한 위치를 산출할 수 있으며, 이때 근사화 공식을 통하여 임의의 위치에 대한 산출을 수행할 수 있다.
이후, 인쇄 회로 기판에 대한 레이저 마킹이 필요한 경우, 제어부(104)의 제어하에 비전 검사부(106)에서 검사 모드로 전환하여 인쇄 회로 기판의 영상을 입력 받고, 입력된 영상에서 기준점을 설정한 후, 아이디(ID) 맵 정보를 부여할 수 있다. 이를 통해 각 맵 아이디 별로 검사 위치를 설정할 수 있으며, 인쇄 회로 기판 내의 스크레치 검사 위치를 설정할 수 있다.
먼저, 검사 모드에서는 맵 아이디 별로 중점 좌표를 검출하고, 인접한 교차점의 대비를 통해 마킹할 위치의 중점 위치 좌표를 산출할 수 있다. 이때, 인접한 교차점은 가로 및 세로 축에 대한 패턴 매칭을 수행하여 검출할 수 있으며, 기 수집된 기준점 정보이거나, 마킹 크기를 통해 보정된 정보로부터 확인할 수 있다.
그리고 인쇄 회로 기판의 영상에서 어느 한 모서리(예컨대, 가장 왼쪽 위 모서리)를 원점(0, 0)으로 가정한 후, 영상의 각도를 기준으로 산출된 인쇄 회로 기판의 각도 정보를 토대로 원점에 대비되는 실제 중심 위치를 계산하고, 계산된 실제 중심 위치의 좌표를 레이저 마킹부(108)로 전달할 수 있다.
레이저 마킹부(108)는 비전 검사부(106)를 통해 마킹을 수행할 실제 중심 위치의 좌표(이때, 맵 아이디 정보가 포함될 수 있다.)를 전달 받아 해당 위치에 레이저 마킹을 수행할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 비전 검사부에 입력된 인쇄 회로 기판을 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 비전 검사부(106)로부터 입력 받은 인쇄 회로 기판(300)의 영상 데이터로서, 맵 아이디를 설정하여 각 맵 아이디 별로 검사 위치를 설정할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 패턴 매칭에 따른 교차점 검출 과정을 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 비전 검사부(106)에서 교차점을 검출하기 위해 (A)에서와 같이 특정 패턴에 대한 전체 가로(400) 길이 및 세로(402) 길이의 중간 지점을 연장하여 서로 만나는 지점을 교차점으로 검출할 수 있다. 또한, (B)에서와 같이 특정 패턴의 가로(410) 길이 및 세로(412) 길이의 중간 지점을 연장하여 서로 만나는 지점을 교차점으로 검출할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 마킹 위치 인식 장치의 보정 작업 절차를 도시한 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 500단계에서 제어부(104)가 마킹 위치 인식 장치를 구동하고 502단계에서 마스터 샘플이 고정된 기판 이송부(102)를 제어하여 레이저 마킹부(108)의 위치로 마스터 샘플을 이송하게 된다.
504단계에서 레이저 마킹부(108)는 일정 크기 및 간격으로 마킹을 수행하고, 506단계에서 기판 이송부(102)는 비전 검사부(106)의 위치로 마스터 샘플을 이동시키게 된다. 이에 508단계에서 제어부(104)는 보정 모드를 수행하고, 510단계에서 마킹된 위치를 검사하여 검출된 마킹의 크기를 입력 받고, 입력된 마킹형상의 중심점 및 기준 마킹형상으로부터 마킹된 모든 형상들의 위치좌표를 추출하여 레이저 마킹부(108)과 비전 검사부(106)의 좌표를 1:1매칭시키는 보정작업을 수행하게 된다. 이를 통해 보정된 데이터는 비전 검사부(106) 내에 저장하게 된다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 마킹 위치 인식 장치의 보정 검증 절차를 도시한 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 600단계에서 제어부(104)가 마킹 위치 인식 장치를 구동하고, 제어부(104)의 제어하에 602단계에서 비전 검사부(106)가 검사 모드로 전환하게 된다.
이에 604단계에서 제어부(104)는 인쇄 회로 기판이 고정된 기판 이송부(102)를 제어하여 비전 검사부(106)의 위치로 인쇄 회로 기판을 위치시키고, 비전 검사부(106)는 인쇄 회로 기판에 대한 영상을 스캐닝하게 된다. 이때, 인쇄 회로 기판에는 마킹이 필요한 위치를 포함하게 된다.
스캐닝을 통해 입력된 영상은 606단계에서 맵 아이디를 부여하여 영역별 검사 위치를 설정하고, 맵 아이디 별 영역의 중점을 인식하게 된다. 이후, 608단계에서는 기 수집된 교차점을 토대로 마킹할 위치에 대한 각도를 산출하고 산출된 각도와 기판의 어느 한 모서리를 원점으로 설정하여 원점 대비 실제 중심 위치의 좌표를 산출하게 된다.
이와 같이 산출된 실제 중심 위치의 좌표는 610단계에서 레이저 마킹부(108)로 전달되어 612단계에서 레이저 마킹부(108)는 해당 위치에 레이저 마킹을 수행하게 된다.
한편, 본 발명의 실시예에서는 비전 검사부에서 입력된 영상 정보를 토대로 실제 좌표 정보를 제공하여 레이저 마킹부에서 해당 위치에 정확한 위치 또는 적은 오차 범위내로 마킹을 수행할 수 있도록 구현하기 위한 것으로서, 더욱 정확한 위치 산출을 위해서는 카메라 및 스캐너의 정밀도를 높이고, 작업 테이블의 평탄도를 개선시켜 기구적인 오차를 감소시킬 수도 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 인쇄 회로 기판에서 불량품에 레이저 마킹을 수행하는 경우, 비전 시스템에서 해당 영역에 대한 실 좌표를 계산한 후, 이를 레이저 마킹부로 전달하여 레이저 마킹부에서는 정확한 위치에 레이저 마킹을 수행한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 마킹 위치 인식 장치 102: 기판 이송부
104: 제어부 106: 비전 검사부
108: 레이저 마킹부

Claims (7)

  1. 인쇄 회로 기판(PCB)의 영상을 입력 받고, 상기 인쇄 회로 기판에 복수의 영역별로 설정된 맵아이디의 중점을 인식하여 특정 위치에 대한 실제 좌표를 산출하는 비전 검사부와,
    산출된 상기 실제 좌표를 토대로 상기 특정 위치에 레이저 마킹을 수행하는 레이저 마킹부와,
    상기 인쇄 회로 기판에 대한 이동을 수행하는 이송부와,
    상기 이송부를 제어하여 상기 비전 검사부 및 레이저 마킹부의 위치로 상기 인쇄 회로 기판을 이동시키는 제어부
    를 포함하는 마킹 위치 인식 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 비전 검사부는,
    상기 맵아이디 및 각 영역의 중점 인식을 위해 가로 및 세로 축에 대한 패턴 매칭을 수행하여 교차점을 검출하는 것을 특징으로 하는 마킹 위치 인식 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 비전 검사부는,
    상기 인쇄 회로 기판의 영상에서 복수의 영역별로 나누고, 각 영역별로 맵 아이디를 설정하고,
    상기 각 영역별로 기 수집된 상기 교차점을 사용하여 마킹할 위치의 좌표를 도출하고,
    상기 인쇄 회로 기판의 영상에서 어느 한 모서리를 원점으로 설정한 후, 상기 원점에 대비하여 마킹할 실제 중심 위치의 좌표를 산출하는 것을 특징으로 하는 마킹 위치 인식 장치.
  4. 제어부에서 인쇄 회로 기판이 고정된 이송부를 제어하여 상기 인쇄 회로 기판을 이동시키는 과정과,
    비전 검사부에서 인쇄 회로 기판(PCB)의 영상을 입력 받는 과정과,
    상기 인쇄 회로 기판에 복수의 영역별로 설정된 맵아이디의 중점을 인식하여 특정 위치에 대한 실제 좌표를 산출하는 과정과,
    레이저 마킹부에서 상기 비전 검사부로부터 산출된 상기 실제 좌표를 토대로 상기 특정 위치에 레이저 마킹을 수행하는 과정
    을 포함하는 마킹 위치 인식 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 실제 좌표를 산출하는 과정은,
    상기 맵아이디 및 각 영역의 중점 인식을 위해 가로 및 세로 축에 대한 패턴 매칭을 수행하여 교차점을 검출하는 것을 특징으로 하는 마킹 위치 인식 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 실제 좌표를 산출하는 과정은,
    상기 인쇄 회로 기판의 영상에서 복수의 영역별로 나누고, 각 영역별로 맵 아이디를 설정하는 과정과,
    상기 각 영역별로 기 수집된 상기 교차점을 사용하여 마킹할 위치의 좌표를 도출하는 과정과,
    상기 인쇄 회로 기판의 영상에서 어느 한 모서리를 원점으로 설정한 후, 상기 원점에 대비하여 마킹할 실제 중심 위치의 좌표를 산출하는 과정
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마킹 위치 인식 방법.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 마킹 위치 인식 방법은,
    상기 레이저 마킹부에서 마스터 샘플에 일정 크기 및 간격으로 마킹을 수행하는 과정과,
    상기 비전 검사부에서 상기 마스터 샘플의 마킹된 영상을 입력 받아 레이저 마킹부와 비전검사부의 좌표를 1:1 매칭하는 보정작업을 수행하는 과정
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마킹 위치 인식 방법.
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