KR20140142575A - 휨측정용 보정 블럭, 그를 이용한 휨 측정 장치 및 그 방법 - Google Patents

휨측정용 보정 블럭, 그를 이용한 휨 측정 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 휨측정용 보정 블럭, 이를 이용한 휨 측정 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
상기 본 발명은 일면이 평평한 기판; 및 상기 기판의 다른면의 중심에 단차를 형성하는 단차부를 포함하는 휨 측정용 보정 블럭과 그를 이용한 휨 측정 장치 및 방법이 제공된다.

Description

휨측정용 보정 블럭, 그를 이용한 휨 측정 장치 및 그 방법{Callibration block for measuring warpage, Warpage measuring apparatus using thereof and method thereof}
본 발명은 휨 측정용 보정 블럭, 그를 이용한 휨 측정 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
최근 전자제품의 소형화와 박판화 추세에 따라 기판의 휨(Warpage)이 중요시되고 있다.
제품 패키지 레벨에서는 공정중 또는 사용중 기판의 고온에 의한 휨 영향 또한 중요한 사전 평가요소이며, 이를 측정하기 위한 방법 및 기기등이 개발되고 있다.
최근 기판의 휨을 측정하기 위해 주로 사용되는 방식은 새도 모아레(Shadow moire) 방식으로, 이는 측정하고자 하는 샘플 위에 투명한 쿼츠 기준 격자(Quartz reference grating)를 위치시키고 광원으로부터 빛을 조사한 후, 기준 격자를 통과하여 물체표면에 생긴 프린지 영상(Fringe image)을 CCD 카메라를 통해 관측한 후, 이미지 처리를 통해 휨을 계산하게 된다.
이때, 새도 모아래의 측정 원리상 일정 각도를 갖고 입사하는 빛이 샘플 표면에서 난반사(Diffuse deflection)를 일으켜야만 수직 위치에 위치되어 있는 CCD 카메라에 빛의 입자가 입사하게 된다.
만약 빛이 정반사를 하게 된다면, 입사각과 반사각이 같은 각도로 정반사(Specular reflection)하게 되어, 수직위치에 있는 카메라에 입사되는 빛이 없게 된다.
따라서 새도 모아레 기법을 이용하여 휨을 측정하기 위해서는, 샘플의 표면을 난반사면으로 만들기 위한 시료 전처리 작업이 필수적인데, 이는 주로 백색 스프레이(White spray)를 샘플 표면에 얇게 도포하는 작업을 통해 이루어 지게 된다.
휨 장비의 셋업 후에는 물론이고 장비의 정확한 측정을 위해 주기적인 장비의 보정 작업이 필수적이다. 장비의 보정 작업시 주로 정확한 단차를 알수 있는 보정 블럭(Calibration block)을 사용하거나, 이미 그 곡률을 알고 있는 오목/볼록 렌즈를 사용하여 실제 장비가 측정하고 있는 휨 값이 얼마나 정확한 것인가를 확인한다.
상기 계단식 단차가 있는 사각형 블럭을 사용하는 방법은 정밀가공을 통해 이미 단차를 알고있는 블럭을 측정하여, 최대값과 최소값의 차이를 계산하여 실제 알고있는 단차가 나오는지를 확인하는 방법이다. 하지만 이 방법은 '네모서리의 평균과 중심값의 차이'가 휨값이 되는 모아래 측정 원리에 부적합하여 측정 후 데이터 해석에도 어려움이 있다.
그리고, 볼록 렌즈를 활용하는 방법은 볼록 렌즈의 휨을 측정해서 실제 명세표에 나와있는 곡률이 나오는가를 확인하는 방법이다. 하지만 일반적으로 휨 측정시, 전체 측정화면에서 관심영역만 잘라서(Cropping) 휨을 해석하게 되는데, 사각형 모양으로 좌상과 우하의 2포인트를 지정해서 크로핑(Cropping)을 진행한다.
이때 원형모양의 볼록렌즈의 크로핑(Cropping)은 매우 어려우며, 그 경계를 정확하게 크로핑(Cropping)하지 못하기 때문에 휨값 또한 크로핑(Cropping)에 따라 변하게 된다.
또한 렌즈가 투명하기 때문에 난반사면을 만들기 위해 표면에 백색 스프레이(White spray)를 도포해야 하는데 백색 스프레이(White spray)를 고르게 도포하는 것이 사실상 불가능하므로, 표면에 조도가 생겨 휨값에 영향을 미쳐 정확한 휨 측정을 어렵게 한다.
일본공개특허공보 2012-189479호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 모서리와 중심이 단차를 갖는 휨 측정용 보정 블럭과, 그를 이용한 휨 측정 장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 보정 블럭은, 일면이 평평한 기판; 및 상기 기판의 다른면의 중심에 단차를 형성하는 단차부를 포함한다.
또한, 본 발명의 보정 블럭의 상기 기판은 사각 판형이다.
또한, 본 발명의 보정 블럭의 상기 단차부는 상기 기판의 다른면의 중심에서 오목하게 형성되어 있다.
또한, 본 발명의 보정 블럭의 상기 단차부는 상기 기판의 일면으로부터 높이가 중심을 향하여 진행하면서 점진적으로 낮아지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 보정 블럭의 상기 단차부는 상기 기판의 일면으로부터 높이가 계단식으로 낮아지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 보정 블럭의 상기 단차부는 상기 기판의 다른면의 중심에서 볼록하게 형성되어 있다.
또한, 본 발명의 보정 블럭의 상기 단차부는 상기 기판의 일면으로부터 높이가 중심을 향하여 진행하면서 점진적으로 높아지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 보정 블럭의 상기 단차부는 상기 기판의 일면으로부터 높이가 계단식으로 높아지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 보정 블럭의 상기 기판은 사각 판형이며, 상기 단차부는 상기 기판의 다른면의 중심에서 양측면을 종단하면서 단차가 형성되어 있다.
또한, 본 발명의 보정 블럭의 상기 단차부는 상기 기판의 다른면의 중심에서 오목하게 형성되어 있다.
또한, 본 발명의 보정 블럭의 상기 단차부는 상기 기판의 일면으로부터 높이가 중심을 향하여 진행하면서 점진적으로 낮아지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 보정 블럭의 상기 단차부는 상기 기판의 일면으로부터 높이가 계단식으로 낮아지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 보정 블럭의 상기 단차부는 상기 기판의 다른면의 중심에서 볼록하게 형성되어 있다.
또한, 본 발명의 보정 블럭의 상기 단차부는 상기 기판의 일면으로부터 높이가 중심을 향하여 진행하면서 점진적으로 높아지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 보정 블럭의 상기 단차부는 상기 기판의 일면으로부터 높이가 계단식으로 높아지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 보정 블럭은 상기 기판의 다른면에 입사광을 전방으로 난반사시키는 반사패턴부를 더 포함한다.
또한, 본 발명의 보정 블럭의 상기 반사패턴부는 표면을 샌딩처리하여 형성된 샌딩처리부로 이루어진다.
또한, 본 발명의 보정 블럭의 상기 반사패턴부는 표면을 무광처리하여 형성된 무광처리부로 이루어진다.
한편, 본 발명에 따른 휨 측정 장치는 시편으로 격자무늬조명을 투영하는 투영부; 상기 시편에서 반사되는 격자무늬영상을 촬영하는 결상부; 및 상기 결상부에서 촬영한 상기 격자무늬영상을 이용하여 휨을 측정하는 제어부를 포함하며, 상기 제어부는 시편으로 일면이 평평한 기판과 상기 기판의 다른면의 중심에 단차를 형성하는 단차부를 포함하는 보정 블럭이 사용되는 경우에 보정 블럭의 휨값을 측정하여 상기 보정 블럭의 기준 휨값과 비교하여 차이값을 보정값으로 저장하여 시편의 휨측정에 반영한다.
또한, 본 발명에 따른 휨 측정 장치의 상기 단차부는 상기 기판의 다른면의 중심에서 오목하게 형성되어 있다.
또한, 본 발명에 따른 휨 측정 장치의 상기 단차부는 상기 기판의 다른면의 중심에서 볼록하게 형성되어 있다.
또한, 본 발명에 따른 휨 측정 장치의 상기 기판은 사각 판형이며, 상기 단차부는 상기 기판의 다른면의 중심에서 양측면을 종단하면서 단차가 형성되어 있다.
또한, 본 발명에 따른 휨 측정 장치의 상기 보정블럭은 상기 기판의 다른면에 입사광을 전방으로 난반사시키는 반사패턴부를 더 포함한다.
한편, 본 발명에 따른 휨 측정 방법은 (A) 지지 프레임에 일면이 평평한 기판과 상기 기판의 다른면의 중심에 단차를 형성하는 단차부를 포함하는 보정 블럭을 설치하는 단계; (B) 제어부는 투영부와 결상부를 제어하여 보정 블럭에 격자무늬조명을 투영시켜 보정 블럭에서 반사되는 격자무늬영상을 촬영하는 단계; (C) 제어부는 촬영된 격자무늬영상을 이용하여 휨값을 구하여 보정값을 산출하는 단계; 및 (D) 상기 제어부는 시편의 휨 측정시에 보정값을 반영하여 휨값을 측정하여 출력하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 휨 측정 방법의 상기 (B) 단계는 (B-1) 제어부는 투영부를 제어하여 지지 프레임에 고정된 보정 블럭에 격자무늬조명을 투영시키는 단계; 및 (B-2) 제어부는 결상부를 제어하여 보정 블럭에서 반사되는 격자무늬영상을 촬영하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 휨 측정 방법의 상기 (C) 단계는 (C-1) 제어부는 결상부를 통하여 촬영된 격자무늬영상을 이용하여 휨값을 구하는 단계; (C-2) 제어부는 구해진 휨값을 보정 블럭의 설정된 기준 휨값과 비교하느ㄴ 단계; 및 (C-3) 제어부는 차이가 있으면 그 차이값을 보정값으로 저장하는 단계를 포함한다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고, 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 샌딩과 무광의 표면처리를 통해 보정 블럭을 제작하면 백색 스프레이를 도포할 필요가 없어 정확한 단차의 측정이 가능하다.
즉, 새도 모아래 측정 원리상, 종래 기술에 따르면 샘플의 표면을 난반사면으로 만들기 위해 백색 스프레이를 도포하게 되는데 정확한 단차를 가져야 하는 보정 블럭에 백색 스프레이를 도포하게 되면 휨값에 영향을 미친다. 하지만 본 발명에 따른 샌딩과 무광의 표면처리를 통해 보정 블럭을 제작하면 백색 스프레이를 도포할 필요가 없기 때문에 정확한 단차의 측정이 가능하다.
　또한, 본 발명에 따르면, '네 모서리 평균과 중심값의 차이'가 휨값이라는 새도 모아래 측정 원리에 잘 부합하는 보정 블럭을 제작함으로써 정확한 보정이 가능하다.
또한, 본 발명에 따르면, 사각형 블럭에 3가지 형태의 단차를 갖는 블럭을 제작함으로써 자동 에지 검출(Auto edge detecting)을 통한 크로핑(Cropping)이 가능하고 이에 따라 정확한 휨값을 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 휨 측정용 보정 블럭의 사시도이다.
도 2는 도 1의 측면도이다.
도 3은 도1의 평면도이다.
도 4a 내지 도 4b는 반사패턴부의 반사 패턴을 나타낸 예시도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 휨 측정용 보정 블럭의 사시도이다.
도 6는 도 5의 측면도이다.
도 7은 도 5의 평면도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 휨 측정용 보정 블럭의 사시도이다.
도 9은 도 8의 측면도이다.
도 10는 도 8의 평면도이다.
도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 휨 측정용 보정 블럭의 사시도이다.
도 12은 도 11의 측면도이다.
도 13은 도 11의 평면도이다.
도 14는 본 발명의 휨 측정용 보정 블럭을 이용하는 휨 측정 장치의 구성도이다.
도 15는 본 발명의 휨 측정용 보정 블럭을 이용하는 휨 측정 방법의 흐름도이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시 예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 휨 측정용 보정 블럭의 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A'선에 따른 측면도이며, 도 3은 도1의 평면도이다.
도 1 내지 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 휨 측정용 보정 블럭은 일면이 평평한 기판(11)과 상기 기판(11)의 다른면의 중심에 단차를 형성하기 위한 단차부(12)를 포함하고 있다. 그리고, 반사 패턴부(13)를 포함한다.
상기 기판(11)은 사각형 판형으로 형성되어 있으며, 바람직하게 정사각형 판형이 좋다.
물론 이에 한정되는 것은 아니며 하나의 축에 대하여 대칭적인 구조를 가질 수 있다면 다양한 형태도 가능하다.
일예로 기판(11)은 하나의 축에 대하여 대칭적인 구조를 가지는 원형의 판형도 가능하고, 육각형의 판형도 가능하다.
이와 같은 기판(11)의 재질은 특별히 한정되는 것은 아니며 플라스틱 재질로 가능하고 금속 재질도 가능하다. 바람직하게는 난반사면으로 만들기 위해서 금속 재질이 적합하며, 바람직하게 알루미늄이 적합하다.
그리고, 상기 기판(11)의 크기는 해당하는 휨 측정 장치의 사양에 따라 다양할 수 있으며, 일예로 가로 60~100mm이고, 세로 60~100mm이며, 바람직하게는 가로 80mm이고 세로 80mm일 수 있다.
또한, 상기 기판(11)의 두께는 해당하는 휨 측정 장치의 사양에 따라 다양하며, 일예로 10mm일 수 있다.
이와 같은 기판(11)의 일면, 특히 바닥면은 평평한 형상을 가지고 있으며, 이와 같은 평평한 바닥면으로 인하여 안정적으로 보정을 위한 측정이 가능하다.
한편, 단차부(12)는 기판(11)의 상부면에 형성되어 있으며, 오목한 형상으로 형성되어 있다. 이러한 단차부(11)는 기판의 중심부위에 형성되어 있다.
바람직하게 상기 단차부(12)는 기판(11)의 중심 부위에 원형으로 형성되어 있으며, 이에 한정되지 않고 사각형, 오각형, 육각형 등의 여러 가지 형태가 가능하다.
상기 단차부(12)는 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 모아레 형상을 얻기 위해 주변으로부터 중심으로 향하여 점진적으로 낮아지는 형상을 가질 수 있다. 이러한 단차부(12)의 중심의 단차는 주위와 비교하여 일예로 800~1200um이며, 바람직하게 1000um일 수 있다.
하지만, 단차부(12)의 형상은 이에 한정되는 것은 아니며 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 계단식으로 단차가 지고, 오목한 면이 평평한 구조를 가질 수 있다.
그리고, 반사 패턴부(13)는 상부면의 휘도 향상을 위하여 반사 패턴이 형성된 것으로, 상기 반사 패턴은 도 4a에 도시된 바와 같이 표면을 샌딩처리하여 형성된 샌딩처리부(13a)로 이루어지거나, 도 4b에 도시된 바와 같이 표면을 무광처리하여 형성된 무광처리부(13b)로 이루어진다.
이러한 반사 패턴부(13)의 두께는 5~30um이며, 바람직하게 15um이다.
상기 반사패턴부(13)는 입사광을 전방으로 난반사시켜 휘도 향상을 극대화하게 된다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 휨 측정용 보정 블럭의 사시도이고, 도 6은 도 5의 B-B'선에 따른 측면도이며, 도 7은 도 5의 평면도이다.
도 5 내지 7을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 휨 측정용 보정 블럭은 일면이 평평한 기판(21)과 상기 기판(21)의 다른면의 중심에 단차를 형성하기 위한 단차부(22)를 포함하고 있다. 그리고, 그에 더해 반사 패턴부(23)을 포함한다.
이와 같은 본 발명의 제2 실시예에 따른 보정 블럭은 도1 내지 4에 도시된 보정 블럭과 단차부(22)의 형상 이외에 동일한바, 동일한 부분은 설명을 생략하고, 이하에서는 상이한 부분인 단차부(22)에 대하여 상세히 설명한다.
상기 단차부(22)는 기판(21)의 상부면에 형성되어 있으며, 볼록한 형상으로 형성되어 있다. 이러한 단차부(22)는 기판의 중심부위에 형성되어 있다.
바람직하게 상기 단차부(22)는 기판(21)의 중심 부위에 원형으로 형성되어 있으며, 이에 한정되지 않고 사각형, 오각형, 육각형 등의 여러 가지 형태가 가능하다.
상기 단차부(22)는 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 모아레 형상을 얻기 위해 주변으로부터 중심으로 향하여 점진적으로 높아지는 형상을 가질 수 있다.
하지만, 단차부(22)의 형상은 이에 한정되는 것은 아니며 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 계단식으로 단차가 지고, 볼록한 면이 평평한 구조를 가질 수 있다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 휨 측정용 보정 블럭의 사시도이고, 도 9은 도 8의 C-C'선에 따른 측면도이며, 도 10는 도 8의 평면도이다.
도 8 내지 10을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 휨 측정용 보정 블럭은 일면이 평평한 기판(31)과 상기 기판(31)의 다른면의 중심에 양 측면을 종단하면서 단차를 형성하기 위한 단차부(32)를 포함하고 있다. 그리고, 그에 더해 반사 패턴부(33)을 포함할 수 있다.
상기 기판(31)은 사각형 판형으로 형성되어 있으며, 바람직하게 정사각형 판형이 좋다.
물론 이에 한정되는 것은 아니며 하나의 축에 대하여 대칭적인 구조를 가질 수 있다면 다양한 형태도 가능하다.
이와 같은 기판(31)의 재질은 특별히 한정되는 것은 아니며 플라스틱 재질로 가능하고 금속 재질도 가능하다. 바람직하게는 난반사면으로 만들기 위해서 금속 재질이 적합하며, 바람직하게 알루미늄이 적합하다.
그리고, 상기 기판(31)의 크기는 해당하는 휨 측정 장치의 사양에 따라 다양하며, 일예로 가로 60~100mm이고, 세로 60~100mm이며, 바람직하게는 가로 80mm이고 세로 80mm일 수 있다.
또한, 상기 기판(31)의 두께는 해당하는 휨 측정 장치의 사양에 따라 다양하며, 일예로 10mm일 수 있다.
이와 같은 기판(31)의 일면, 특히 바닥면은 평평한 형상을 가지고 있으며, 이와 같은 평평한 바닥면으로 인하여 안정적으로 보정을 위한 측정이 가능하다.
한편, 단차부(32)는 기판(31)의 상부면에 형성되어 있으며, 양 측면을 종단하면서 오목한 형상으로 형성되어 있다. 이러한 단차부(31)는 기판의 중심부위에 형성되어 있다.
바람직하게 상기 단차부(32)는 기판(31)의 양측면을 동일한 폭으로 종단하면서 형성되어 있다.
상기 단차부(32)는 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이 모아레 형상을 얻기 위해 주변으로부터 중심으로 향하여 점진적으로 낮아지는 형상을 가질 수 있다. 이러한 단차부(32)의 중심의 단차는 주위와 비교하여 일예로 800~1200um이며, 바람직하게 1000um일 수 있다.
하지만, 단차부(32)의 형상은 이에 한정되는 것은 아니며 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이 계단식으로 단차가 지고, 오목한 면이 평평한 구조를 가질 수 있다.
그리고, 반사 패턴부(33)는 상부면의 휘도 향상을 위하여 반사 패턴이 형성된 것으로, 도 4a에 도시된 바와 같이 표면을 샌딩처리하여 형성된 샌딩처리부(13a)로 이루어지거나, 도 4b에 도시된 바와 같이 표면을 무광처리하여 형성된 무광처리부(13b)로 이루어진다.
상기 반사패턴부(33)는 입사광을 전방으로 난반사시켜 휘도 향상을 극대화하게 된다.
도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 휨 측정용 보정 블럭의 사시도이고, 도 12는 도 11의 D-D'선에 따른 측면도이며, 도 13은 도 11의 평면도이다.
도 11 내지 13을 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 휨 측정용 보정 블럭은 일면이 평평한 기판(41)과 상기 기판(41)의 다른면의 중심에 단차를 형성하기 위한 단차부(42)를 포함하고 있다. 그리고, 그에 더해 반사 패턴부(43)을 포함한다.
이와 같은 본 발명의 제4 실시예에 따른 보정 블럭은 도8 내지 10에 도시된 보정 블럭과 단차부(42)의 형상 이외에 동일한바, 동일한 부분은 설명을 생략하고, 이하에서는 상이한 부분인 단차부(42)에 대하여 상세히 설명한다.
상기 단차부(42)는 기판(41)의 상부면에 형성되어 있으며, 양 측면을 종단하면서 단차를 형성하기 위하여 볼록한 형상으로 형성되어 있다. 이러한 단차부(42)는 기판의 중심부위에 형성되어 있다.
바람직하게 상기 단차부(42)는 기판(41)의 양측면에서 동일한 폭으로 진행하면서 형성되어 있으며, 이에 한정되지 않고 폭의 변화가 가능하다.
상기 단차부(42)는 도 12의 (a)에 도시된 바와 같이 모아레 형상을 얻기 위해 주변으로부터 중심으로 향하여 점진적으로 높아지는 형상을 가질 수 있다.
하지만, 단차부(42)의 형상은 이에 한정되는 것은 아니며 도 12의 (b)에 도시된 바와 같이 계단식으로 단차가 지고, 볼록한 면이 평평한 구조를 가질 수 있다.
한편, 상기와 같은 본 발명에 따르면, 샌딩과 무광의 표면처리를 통해 보정 블럭을 제작하면 백색 스프레이를 도포할 필요가 없어 정확한 단차의 측정이 가능하다.
즉, 새도 모아래 측정 원리상, 종래 기술에 따르면 샘플의 표면을 난반사면으로 만들기 위해 백색 스프레이를 도포하게 되는데 정확한 단차를 가져야 하는 보정 블럭에 백색 스프레이를 도포하게 되면 휨값에 영향을 미친다. 하지만 본 발명에 따른 샌딩과 무광의 표면처리를 통해 보정 블럭을 제작하면 백색 스프레이를 도포할 필요가 없기 때문에 정확한 단차의 측정이 가능하다.
또한, 본 발명에 따르면, '네 모서리 평균과 중심값의 차이'가 휨값이라는 새도 모아래 측정 원리에 잘 부합하는 보정 블럭을 제작함으로써 정확한 보정이 가능하다.
또한, 본 발명에 따르면, 사각형 블럭에 3가지 형태의 단차를 갖는 블럭을 제작함으로써 자동 에지 검출(Auto edge detecting)을 통한 크로핑(Cropping)이 가능하고 이에 따라 정확한 휨값을 얻을 수 있다.
도 14는 본 발명의 휨 측정용 보정 블럭을 이용하는 휨 측정 장치의 구성도이다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 휨측정용 보정 블럭을 이용하는 휨 측정 장치는 투영부(110), 결상부(120)와, 제어부(130) 및 지지 프레임(140)을 구비하여 구성된다.
상기 투영부(110)는 지지 프레임(140)에 고정된 시편(150)에 격자무늬조명을 투영시킨다. 투영부(110)는 시편(150)의 법선에 대하여 일정한 각도로 기울어진 격자무늬조명을 조사하도록 배치될수 있다.
그리고, 상기 투영부(110)는 조명원(111) 및 격자소자(112)를 포함한다. 또한, 투영부(110)는 투영 렌즈부(113)를 더 포함할 수 있다. 조명원(111)은 시편(150)을 향하여 광을 조사한다. 격자소자(112)는 조명원(111)에서 조사된 광을 격자무늬에 따른 격자무늬조명으로 변환시킨다.
상기 투영 렌즈부(113)는 격자소자(112)에 의해 생성된 격자무늬조명을 시편(150)에 투영시킨다. 투영 렌즈부(113)는 예를 들어, 다수의 렌즈 조합으로 형성될 수 있으며, 격자소자(112)를 통해 형성된 격자무늬조명을 포커싱하여 시편(150)에 투영시킨다.
한편, 상기 결상부(120)는 시편(150)에 투영된 격자무늬조명에 의해 시편(150)에서 반사되는 격자무늬영상을 촬영한다.
상기 결상부(120)는 격자무늬영상의 촬영을 위하여, 카메라(121) 및 결상 렌즈부(122)를 포함할 수 있다. 카메라(121)는 CCD 또는 CMOS 카메라를 사용할 수 있다.
따라서, 시편(150)에서 반사된 격자무늬영상은 결상 렌즈부(122)를 거쳐 카메라(121)에 의해 촬영된다.
다음으로, 제어부(130)는 휨 측정 장치에 포함된 구성요소들의 동작을 전체적으로 제어한다. 제어부(130)는 격자소자(112)를 이용하여 시편(150)으로 격자무늬조명을 투영하도록 투영부(110)를 제어한다.
또한, 제어부(130)는 시편(150)에서 반사되는 격자무늬영상을 촬영하도록 결상부(120)를 제어한다.
그리고, 제어부(130)는 결상부(120)를 통하여 촬영된 격자무늬영상을 이용하여 새도 모아레(shadow moire) 방법에 의해 휨 변형을 측정한다.
상기 새도 모아레(shadow moire)는 격자 소자(112)와 시편(150)에 비친 격자의 상 사이의 간섭현상을 이용한 측정방식으로서, 측정대상물 바로 앞에 규칙적인 줄무늬 격자를 가진 격자 소자(112)를 두고 한쪽에서 빛을 비추면 격자의 그림자가 측정대상물 위에 생기는데 이 그림자는 측정대상물의 형상에 따라서 휘어지게 된다.
이러한 상태에서 또 다른 한쪽에서 측정대상물을 바라보면, 변형되지 않은 직선줄무늬 격자와 이 격자의 그림자가 겹쳐져서 보이면서, 물결모양의 등고선을 가진 격자 무늬 영상이 나타나게 되는데, 이 무늬를 모아레 무늬라고 하고, 이는 물체의 형상정보를 가지고 있어서 이를 분석하여 높이 값을 얻게 된다.
이와 같은 새도 모아레를 이용한 휨 측정 장치는 투영부(110)와 결상부(120)의 위치에 따라 측정되는 높이 값이 오차를 가지게 되는데, 정확한 측정을 위해 주기적인 장비의 보정 작업이 필수적이다.
이를 위하여 본 발명에서는 지지 프레임(140)에 도 1 내지 도 13에 도시된 어느 하나의 보정 블럭을 설치한 후에 제어부(130)를 이용하여 투영부(110)와 결상부(120)를 제어하여 보정 블럭의 휨을 측정한다.
이때, 제어부(130)는 결상부(120)에서 측정된 네 모서리값(C1~C4)의 평균값을 구한 후에, 중심에서의 중심값(C0)를 감산하여 휨값을 구한다.
그리고, 제어부(130)는 구해진 휨값이 이미 보정블럭의 제작시에 설정된 기준 휨값과 비교하여 차이가 있으며 그 차이값을 보정값으로 저장하여 이후에 시편의 휨 측정시에 이를 반영하여 반영된 휨값을 출력한다. 이처럼 보정 작업을 수행하게 되면, 정확한 측정을 수행할 수 있다.
도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 휨 측정용 보정 블럭을 이용한 휨 측정 방법으로 먼저 지지 프레임에 도 1 내지 도 13에 도시된 어느 하나의 보정 블럭을 설치한다(S100).
이후에, 제어부는 투영부를 제어하여 지지 프레임에 고정된 보정 블럭에 격자무늬조명을 투영시킨다(S110). 이때, 투영부는 시편의 법선에 대하여 일정한 각도로 기울어진 격자무늬조명을 조사한다.
그리고, 제어부는 결상부를 제어하여 보정 블럭에서 반사되는 격자무늬영상을 촬영한다(S120).
이후에, 제어부는 결상부를 통하여 촬영된 격자무늬영상을 이용하여 새도 모아레(shadow moire) 방법에 의해 휨 변형을 측정한다(S130).
이때, 제어부는 결상부에서 측정된 네 모서리값(C1~C4)의 평균값을 구한 후에, 중심에서의 중심값(C0)를 감산하여 휨값을 구한다.
그리고, 제어부는 구해진 휨값이 이미 보정블럭의 제작시에 설정된 기준 휨값과 비교한다(S140).
이후에, 제어부(140)는 차이가 있으면 그 차이값을 보정값으로 저장하여(S150) 이후에 시편의 휨 측정시에 이를 반영하여 반영된 휨값을 출력한다(S160). 이처럼 보정 작업을 수행하게 되면, 정확한 측정을 수행할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
11, 21, 31, 42 : 기판 12, 22, 32, 42 : 단차부
13, 23, 33, 43 : 반사 패턴부 110 : 투영부
120 : 결상부 130 : 제어부
140 : 지지 프레임 150 : 시편

Claims (26)

  1. 일면이 평평한 기판; 및
    상기 기판의 다른면의 중심에 단차를 형성하는 단차부를 포함하는 휨 측정용 보정 블럭.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판은 사각 판형인 휨 측정용 보정 블럭.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 단차부는 상기 기판의 다른면의 중심에서 오목하게 형성되어 있는 휨 측정용 보정 블럭.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 단차부는 상기 기판의 일면으로부터 높이가 중심을 향하여 진행하면서 점진적으로 낮아지는 것을 특징으로 하는 휨 측정용 보정 블럭.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 단차부는 상기 기판의 일면으로부터 높이가 계단식으로 낮아지는 것을 특징으로 하는 휨 측정용 보정 블럭.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 단차부는 상기 기판의 다른면의 중심에서 볼록하게 형성되어 있는 휨 측정용 보정 블럭.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 단차부는 상기 기판의 일면으로부터 높이가 중심을 향하여 진행하면서 점진적으로 높아지는 것을 특징으로 하는 휨 측정용 보정 블럭.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 단차부는 상기 기판의 일면으로부터 높이가 계단식으로 높아지는 것을 특징으로 하는 휨 측정용 보정 블럭.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판은 사각 판형이며,
    상기 단차부는 상기 기판의 다른면의 중심에서 양측면을 종단하면서 단차가 형성되어 있는 휨 측정용 보정 블럭.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 단차부는 상기 기판의 다른면의 중심에서 오목하게 형성되어 있는 휨 측정용 보정 블럭.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 단차부는 상기 기판의 일면으로부터 높이가 중심을 향하여 진행하면서 점진적으로 낮아지는 것을 특징으로 하는 휨 측정용 보정 블럭.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 단차부는 상기 기판의 일면으로부터 높이가 계단식으로 낮아지는 것을 특징으로 하는 휨 측정용 보정 블럭.
  13. 청구항 9에 있어서,
    상기 단차부는 상기 기판의 다른면의 중심에서 볼록하게 형성되어 있는 휨 측정용 보정 블럭.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 단차부는 상기 기판의 일면으로부터 높이가 중심을 향하여 진행하면서 점진적으로 높아지는 것을 특징으로 하는 휨 측정용 보정 블럭.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 단차부는 상기 기판의 일면으로부터 높이가 계단식으로 높아지는 것을 특징으로 하는 휨 측정용 보정 블럭.
  16. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판의 다른면에 입사광을 전방으로 난반사시키는 반사패턴부를 더 포함하는 휨 측정용 보정 블럭.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 반사패턴부는 표면을 샌딩처리하여 형성된 샌딩처리부로 이루어진 휨 측정용 보정 블럭.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 반사패턴부는 표면을 무광처리하여 형성된 무광처리부로 이루어진 휨 측정용 보정 블럭.
  19. 시편으로 격자무늬조명을 투영하는 투영부;
    상기 시편에서 반사되는 격자무늬영상을 촬영하는 결상부; 및
    상기 결상부에서 촬영한 상기 격자무늬영상을 이용하여 휨을 측정하는 제어부를 포함하며,
    상기 제어부는 시편으로 일면이 평평한 기판과 상기 기판의 다른면의 중심에 단차를 형성하는 단차부를 포함하는 보정 블럭이 사용되는 경우에 보정 블럭의 휨값을 측정하여 상기 보정 블럭의 기준 휨값과 비교하여 차이값을 보정값으로 저장하여 시편의 휨측정에 반영하는 휨 측정 장치.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 단차부는 상기 기판의 다른면의 중심에서 오목하게 형성되어 있는 휨 측정 장치.
  21. 청구항 19에 있어서,
    상기 단차부는 상기 기판의 다른면의 중심에서 볼록하게 형성되어 있는 휨 측정 장치.
  22. 청구항 19에 있어서,
    상기 기판은 사각 판형이며,
    상기 단차부는 상기 기판의 다른면의 중심에서 양측면을 종단하면서 단차가 형성되어 있는 휨 측정 장치.
  23. 청구항 19에 있어서,
    상기 보정블럭은
    상기 기판의 다른면에 입사광을 전방으로 난반사시키는 반사패턴부를 더 포함하는 휨 측정 장치.
  24. (A) 지지 프레임에 일면이 평평한 기판과 상기 기판의 다른면의 중심에 단차를 형성하는 단차부를 포함하는 보정 블럭을 설치하는 단계;
    (B) 제어부는 투영부와 결상부를 제어하여 보정 블럭에 격자무늬조명을 투영시켜 보정 블럭에서 반사되는 격자무늬영상을 촬영하는 단계;
    (C) 제어부는 촬영된 격자무늬영상을 이용하여 휨값을 구하여 보정값을 산출하는 단계; 및
    (D) 상기 제어부는 시편의 휨 측정시에 보정값을 반영하여 휨값을 측정하여 출력하는 단계를 포함하는 휨 측정 방법.
  25. 청구항 24항에 있어서,
    상기 (B) 단계는
    (B-1) 제어부는 투영부를 제어하여 지지 프레임에 고정된 보정 블럭에 격자무늬조명을 투영시키는 단계; 및
    (B-2) 제어부는 결상부를 제어하여 보정 블럭에서 반사되는 격자무늬영상을 촬영하는 단계를 포함하는 휨 측정 방법.
  26. 청구항 24항에 있어서,
    상기 (C) 단계는
    (C-1) 제어부는 결상부를 통하여 촬영된 격자무늬영상을 이용하여 휨값을 구하는 단계;
    (C-2) 제어부는 구해진 휨값을 보정 블럭의 설정된 기준 휨값과 비교하느ㄴ 단계; 및
    (C-3) 제어부는 차이가 있으면 그 차이값을 보정값으로 저장하는 단계를 ㅍ포함하는 휨 측정 방법.
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