KR20140012341A - 자동광학 검사장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 검사가 진행되는 과정에서 중첩되는 이미지 프레임에 각기 다른 조명을 조사하여 검출력을 높여줌에 따라 검사성이 확보된 자동광학 검사장치가 개시된다. 본 발명에 따르면, 검사대상물이 탑재되는 스테이지와, 상기 스테이지에 탑재된 검사대상물을 촬영하는 촬영유닛과, 상기 검사대상물로 광을 조사하는 조명유닛과, 상기 촬영유닛과 상기 검사대상물의 상대위치가 변경되도록 상기 스테이지 또는 촬영유닛을 직선이동시키는 이동유닛을 포함하되, 상기 이동유닛의 이동속도는 상기 촬영유닛에서 획득한 N번째 영상과 N+1번째 영상의 일부가 상호 중첩될 수 있도록 설정된다.

Description

자동광학 검사장치{auto optical inspection system}
본 발명은 자동광학 검사장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 검사가 진행되는 과정에서 중첩되는 이미지 프레임에 각기 다른 조명을 조사하여 검출력을 높여줌에 따라 검사성이 확보된 자동광학 검사장치에 관한 것이다.
알려진 바와 같이 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Pannel), OLED(Organic Light Emitting Diodes)등의 평판표시패널은 반도체 제조공정과 같은 초미세 공정기술을 이용해 제조되기 때문에 공정 조건상의 사소한 변화에도 불량률이 대폭 상승하는 경향이 있다. 이 때문에 제조사들은 각 단위 공정별로 또는 전체공정이 끝난 후 자동광학검사장치(Automatic Optical Inspection)를 이용하여 표시패널에 나타난 영상패턴들을 검사하고, 적격(acceptance) 또는 부적격(rejection) 여부를 판단하여 후속공정을 진행하게 된다.
일반적인 자동광학검사장치는 평판형태의 검사대상물이 탑재되는 스테이지와, 상기 스테이지에 탑재된 검사대상물을 촬영하는 촬영유닛과, 상기 검사대상물로 광을 조사하는 조명유닛과, 상기 촬영유닛과 상기 검사대상물의 상대위치가 변경되도록 상기 스테이지 또는 촬영유닛을 직선이동시키는 이동유닛을 포함하여 구성된다.
하지만, 상기와 같은 종래 자동광학 검사장치의 경우, 동일한 조명으로 검사가 진행되고, 검사영역에 대해 한번의 검사가 진행됨에 따라 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다. 또한, 복수의 검사를 시행하는 경우에는 검사 시간이 오래 걸리기 때문에 생산성이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 평판형태의 검사대상물의 영역별 반사도에 적합하도록 다양한 종류의 조명을 조사하여 선명한 영상을 얻을 수 있어 검사 신뢰도를 높일 수 있는 자동광학 검사장치를 제공하는데 있다.
또한, 카메라에서 획득한 이미지 프레임들의 일부가 상호 중첩되기 때문에 하나의 검사 영역에 대해서 복수의 검사가 진행되어 검사성을 높인 자동광학 검사 장치를 제공하는데 있다.
상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동광학 검사장치는 검사대상물이 탑재되는 스테이지와, 상기 스테이지에 탑재된 검사대상물을 촬영하는 촬영유닛과, 상기 검사대상물로 광을 조사하는 조명유닛과, 상기 촬영유닛과 상기 검사대상물의 상대위치가 변경되도록 상기 스테이지 또는 촬영유닛을 직선이동시키는 이동유닛을 포함하되, 상기 이동유닛의 이동속도는 상기 촬영유닛에서 획득한 N번째 영상과 N+1번째 영상의 일부가 상호 중첩될 수 있도록 설정되고, 상기 조명유닛은 상기 촬영유닛에서 N번째 영상과 N+1번째 영상을 획득할 때 각각 다른 종류의 조명을 출력한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 촬영유닛은 일렬로 배치되어 상기 검사대상물을 면단위로 스캔하는 에어리어 스캔(area scan) 카메라를 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 조명 유닛은 상기 검사대상물의 하부에 배치되어 투과광을 조사하는 투과조명 또는 상기 검사대상물의 상부에서 반사광을 조사하는 반사조명으로 구비된다.
본 발명에 따른 자동광학 검사장치에 따르면, 평판형태의 검사대상물의 영역별 반사도에 적합하도록 다양한 종류의 조명을 조사하여 선명한 영상을 얻을 수 있어 검사 신뢰도를 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 카메라에서 획득한 이미지 프레임들의 일부가 상호 중첩되기 때문에 하나의 검사 영역에 대해서 복수의 검사가 진행될 수 있어 검사성이 향상되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동광학 검사장치를 개략적으로 보인 구성도,
도 2는 조명유닛의 다른 실시 예를 보인 구성도,
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 자동광학 검사장치를 개략적으로 보인 구성도이다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 동일한 구성에 대해서는 동일부호를 사용하며, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동광학 검사장치를 개략적으로 보인 구성도이고, 도 2는 조명유닛의 다른 실시 예를 보인 구성도이며, 도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 자동광학 검사장치를 개략적으로 보인 구성도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동광학 검사장치는 검사대상물(10)이 탑재되는 스테이지(100)와, 상기 스테이지(100)에 탑재된 검사대상물(10)을 촬영하는 촬영유닛(200)과, 상기 검사대상물(10)로 광을 조사하는 조명유닛(300)과, 상기 촬영유닛(200)과 상기 검사대상물(10)의 상대위치가 변경되도록 상기 스테이지(100) 또는 촬영유닛(200)을 직선이동시키는 이동유닛(400)을 포함하되, 상기 이동유닛(400)의 이동속도는 상기 촬영유닛(200)에서 획득한 N번째 영상과 N+1번째 영상의 일부가 상호 중첩될 수 있도록 설정된다.
먼저, 상기 스테이지(100)는 상기 검사대상물(10)이 탑재되며, 상기 검사대상물(10)을 고정하기 위한 별도의 지지수단을 추가로 장착할 수 있다. 상기 스테이지(100)의 양단에는 각각 상기 검사대상물(10)을 스테이지(100)로 로딩하는 로더부 및 스테이지(100)의 검사대상물(10)을 언로딩하는 언로더부가 추가로 배치될 수 있다. 상기 검사대상물(10)은 각종 기판들이 해당될 수 있고, 디스플레이 장치에 적용되는 셀 또는 모듈일 수 있다.
촬영유닛(200)은 CCD 센서와 같은 이미지 센서와 렌즈를 포함하는 CCD 카메라로 구비될 수 있다. 검사대상물(10)의 표면을 촬영하여 검사대상물(10)에 대한 영상 데이터를 획득하게 된다. 이렇게 획득된 영상 데이터는 영상 처리부(500)에 제공된다. 촬영유닛(200)으로는 검사 대상물(10)의 검사 조건 및 사용자의 요구사항에 따라 라인스캔 카메라 또는 에어리어 스캔 카메라가 채택될 수 있다. 또한, 촬영유닛(200)은 촬영하고자 하는 영역에 따라 상하좌우 위치 조정이 가능하다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 촬영유닛(200)은 일렬로 배치되어 상기 검사대상물(10)을 면단위로 스캔하는 에어리어 스캔(area scan) 카메라를 포함한다.
상기 촬영유닛(200)은 상기 검사 대상물(10)을 라인 스캔(line scan) 방식으로 촬영하는 라인스캔 카메라를 채택할 수 있지만, 검사속도 향상을 위해 에어리어 스캔(area scan) 방식으로 촬영하는 에어리어 카메라일 수 있다.
조명유닛(300)은 검사대상물(10)의 촬영영역에 대한 정확한 영상 데이터를 획득하기 위한 조명을 출력하게 된다. 상기 조명유닛(300)의 광원(310)으로는 선형, 원형으로 배열된 다수의 발광다이오드 등이 사용될 수 있으며, 이러한 광원에서 출력된 광의 균일도를 높이기 위한 확산판 등이 설치될 수 있다. 또한, 조명유닛(300)은 높낮이를 조절할 수 있으며, 좌우로 이송 가능하다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 조명유닛(300)은 광원(310)과, 상기 광원(310)으로부터 출사된 광을 평행광으로 변환하여 출사하는 평행광 변환부재(320) 및 상기 평행광 변환부재(320)로부터 출사된 광을 집광하여 상기 스테이지(100)에 탑재된 검사대상물(10)에 제공하는 집광 부재(330)를 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 조명 유닛(300)은 상기 검사대상물(10)의 하부에 배치되어 투과광을 조사하는 투과조명 또는 상기 검사대상물의 상부에서 반사광을 조사하는 반사조명으로 구비될 수 있으며, 검사대상물(10)의 특성에 맞게 조명의 위치를 선택할 수 있다. 따라서, 상기 촬영유닛(200)은 상기 검사대상물(10)을 투과한 투과광의 이미지를 획득할 수 있고, 검사대상물(10)에서 반사된 반사광의 이미지를 획득할 수 있다.
상기 이동유닛(400)은 상기 촬영유닛(200)과 상기 검사대상물(10)의 상대위치가 변경되도록 상기 스테이지(100) 또는 촬영유닛(200)을 직선이동시킨다. 상기 이동유닛(400)은 모터에 의해 회전하는 복수의 롤러로 구비되거나, 컨베이어 방식을 취할 수 있으며, 이 밖에도 스테이지(100) 또는 촬영유닛(200)을 직선이동시켜 촬영유닛(200)과 상기 검사대상물(10)의 상대위치가 변경되도록 하는 범위에서 공지의 다양한 이송수단이 적용될 수 있다.
이때, 상기 이동유닛(400)의 이동속도는 상기 촬영유닛(200)에서 획득한 N번째 영상과 N+1번째 영상의 일부가 상호 중첩될 수 있도록 설정된다. (상기 N은 0이상의 정수이다.)
상기 검사대상물(10)은 복수의 검사영역으로 분할되는데, 다분할된 검사영역 (A1, A2)당 한 장의 프레임만 획득하도록 이동유닛(400)의 이동속도 또는 촬영유닛(200)의 촬영속도를 조절할 수 있다. 하지만, 이동 유닛(400)의 이동속도를 낮추거나, 촬영유닛(200)의 촬영속도(fps)를 높여 검사영역이 변경되는 속도보다 촬영속도를 빠르게 조절할 경우 이미지 프레임을 획득한 검사영역(A1)에서 다음 검사영역(A2)으로 변경되는 시간에 복수의 이미지 프레임을 획득할 수 있다. 따라서, 상기 촬영유닛(200)에서 획득한 N번째 영상과 N+1번째 영상의 일부가 상호 중첩된다. 상기의 경우, 하나의 검사영역당 한 장의 프레임을 획득한 경우에 비해 한 영역에 대해 복수의 검사를 시행할 수 있기 때문에 검사성이 확보되는 효과가 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 촬영유닛(200)은 상기 검사대상물(10)의 검사 영역이 N번째 영역에서 N+1번째 영역으로 이동하는 과정에서 적어도 2개 이상의 영상을 획득하고, 상기 조명유닛(300)은 상기 촬영유닛(200)에서 프레임을 획득할 때 마다 각각 다른 종류의 조명을 조사한다. (상기 N은 0이상의 정수이다.)
즉, 상기 조명유닛(300)은 별도의 조명 제어 수단(600)과 연결되어, 실시간으로 조명의 종류를 변경하는데, 상기 조명의 종류라 함은 조명의 밝기 및 파장 또는 조명의 조사 각도 및 거리 등이 해당된다. 예를 들어, 검사대상물(10)의 검사 영역이 N번째 영역에서 N+1번째 영역으로 이동하는 과정에서 촬영유닛(200)에서 5장의 이미지 프레임을 획득한다면, 상기 조명수단(300)은 조명의 종류를 5번 변경할 수 있다. 그리고, 검사대상물(10)의 검사 영역이 N+1번째 영역에서 N+2번째 영역으로 이동하는 과정에서도 촬영유닛(200)에서 5장의 이미지 프레임을 획득하게 되고, 상기 조명수단(300)은 조명의 종류를 전 과정에서와 같이 5번 변경할 수 있다. 따라서, 평판형태의 검사대상물(10)의 영역별 반사도에 적합하도록 다양한 종류의 조명을 조사하여 선명한 영상을 얻을 수 있어 검사 신뢰도를 높일 수 있고, 촬영유닛(200)에서 획득한 이미지 프레임들의 일부가 상호 중첩되기 때문에 하나의 검사 영역에 대해서 복수의 검사가 진행될 수 있어 검사성이 향상될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 검사대상물
100 : 스테이지
200 : 촬영유닛
300 : 조명유닛
310 : 광원
320 : 평행광 변환부
330 : 집광부재
400 : 직선이동유닛


Claims (4)

  1. 검사대상물이 탑재되는 스테이지와, 상기 스테이지에 탑재된 검사대상물을 촬영하는 촬영유닛과, 상기 검사대상물로 광을 조사하는 조명유닛과, 상기 촬영유닛과 상기 검사대상물의 상대위치가 변경되도록 상기 스테이지 또는 촬영유닛을 직선이동시키는 이동유닛을 포함하는 자동광학 검사장치에 있어서,
    상기 이동유닛의 이동속도는 상기 촬영유닛에서 획득한 N번째 영상과 N+1번째 영상의 일부가 상호 중첩될 수 있도록 설정되고, 상기 조명유닛은 상기 촬영유닛에서 N번째 영상과 N+1번째 영상을 획득할 때 각각 다른 종류의 조명을 출력하는 것을 특징으로 하는 자동광학 검사장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 촬영유닛은 일렬로 배치되어 상기 검사대상물을 면단위로 스캔하는 에어리어 스캔(area scan) 카메라를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동광학 검사장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 조명 유닛은 상기 검사대상물의 하부에 배치되어 투과광을 조사하는 투과조명 또는 상기 검사대상물의 상부에서 반사광을 조사하는 반사조명으로 구비되는 것을 특징으로 하는 자동광학 검사장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 조명은 종류는 조명의 밝기, 파장, 조사 각도 및 조사 거리를 의미하는 것을 특징으로 하는 자동광학 검사장치.
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