KR20150011068A

KR20150011068A - Ａｏｉ 장비의 티칭 데이터 자동 생성 방법

Info

Publication number: KR20150011068A
Application number: KR20130085825A
Authority: KR
Inventors: 권양훈; 김종철; 조철훈
Original assignee: (주)펨트론
Priority date: 2013-07-22
Filing date: 2013-07-22
Publication date: 2015-01-30
Also published as: KR101511089B1

Abstract

본 발명은 AOI 장비의 티칭 데이터 자동 생성 방법에 관한 것으로서, (a) 인쇄회로기판의 2차원 영상이 촬영되어 상기 인쇄회로기판의 전체 맵 영상이 생성되는 단계와; (b) 상기 맵 영상에서 검사 대상 영역이 설정되는 단계와; (c) 상기 인쇄회로기판의 2차원 영상 및 3차원 영상이 촬영되어 상기 인쇄회로기판의 2차원 정보 및 3차원 정보가 추출되는 단계와; (d) 상기 인쇄회로기판의 상기 2차원 정보와 상기 3차원 정보에 기초하여 상기 검사 대상 영역이 기판 영역과 부품 영역으로 구분하는 단계와; (e) 상기 부품 영역에 속한 부품에 대한 부품별 2차원 정보와 부품별 3차원 정보가 추출되는 단계와; (f) 상기 부품별 2차원 정보 및 상기 부품별 3차원 정보를 이용하여, 기 등록된 부품 티칭 라이브러리에서 유사 부품을 검색하는 단계와; (g) 상기 (f) 단계에서 유사 부품이 검색된 경우, 해당 유사 부품의 티칭 데이터를 해당 부품의 티칭 데이터로 등록하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 인쇄회로기판의 2차원 영상 및 3차원 영상에서 추출된 2차원 정보와 3차원 정보를 이용하여 부품 영역과 기판 영역이 자동으로 분리되어 제공됨으로써, 부품의 누락을 방지하고 티칭 작업에 소요되는 시간을 현저히 줄일 수 있게 된다.

Description

ＡＯＩ 장비의 티칭 데이터 자동 생성 방법{TEACHING DATA AUTO-GENERATING METHOD FOR AOI APPARATUS}

본 발명은 AOI 장비의 티칭 데이터 자동 생성 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 SMT(Surface Mount Technology) 라인에서 부품의 불량 여부를 검사하는데 사용되는 자동 광학 외관 검사(Automated Optical Inspection : AOI) 장비의 티칭 데이터 자동 생성 방법에 관한 것이다.

일반적으로 SMT(Surface Mount Technology) 라인에서의 자동 광학 외관 검사(Automated Optical Inspection, 이하 'AOI'라 함) 장비는 최종적으로 저항, 콘덴서, IC와 같은 부품이 인쇄회로기판(PCB : Printed Circuit Board)에 정상적으로 조립되었는지 여부를 검사하는 불량 검사 장비의 하나이다. 조립이 완료된 PCB에 대한 영상을 획득하고 처리하여, 부품의 위치 이탈 등의 오장착 여부, 과납, 미납, 단락과 같은 납땜 상태의 불량 여부 등을 검사하게 된다.

이와 같은 AOI 장비는 검사를 위한 사전 작업으로 인쇄회로기판 위에 장착된 부품들의 위치를 등록하고, 검사 기준을 설정하는 티칭 작업이 필요하다. 기존의 티칭 작업을 통한 티칭 데이터의 생성 방법은 카메라를 이용하여 인쇄회로기판 전체의 2차원 영상을 취득한 후, 인쇄회로기판 위에 장착된 부품의 위치 및 기타 검사 조건을 직접 입력하는 방식이 사용되어 왔다.

그런데, 수작업을 통한 직접 입력 방식은 부품의 위치를 확인하여, 부품의 종류, 영역, 검사대상, 세부설정, 검사 조건 등의 정보를 부품별로 하나하나 직접 입력하여야 하므로, 부품의 종류와 수가 증가하는 추세에서 티칭 작업에 소요되는 시간이 매우 길어지는 문제가 있다.

또한, 작업자가 인쇄회로기판의 2차원 영상에서 일일이 부품을 선택하여야 하므로, 부품의 수가 많을 경우나 사이즈가 작은 부품의 경우 자칫 티칭 작업에서 제외되어 검사 대상에서 누락될 우려가 있다.

또 다른 방법으로는 카메라를 이용하여 인쇄회로기판의 2차원 영상을 촬영한 후, 부품의 위치 및 종류 정보가 담긴 CAD 파일의 정보를 읽고, CAD 상의 부품 위치와 인쇄회로기판 영상의 부품 위치를 조절하고, 사전에 등록시켜 놓은 부품 티칭 라이브러리를 이용하여 CAD 파일 상의 부품 종류에 따라 자동으로 등록하는 방식이 사용되었다.

그러나, 이 경우에도 작업자가 CAD 파일과 2차원 영상을 겹친 상태에서 검사 대상인 부품을 선택하는 작업을 거쳐야 하므로, 부품의 누락을 원천적으로 막을 수는 없다.

이에, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, SMT 라인에서 부품의 불량 여부를 검사하는데 사용되는 AOI 장비의 티칭 작업에서 검사 대상인 부품이 자동으로 검출되어 티칭 데이터를 자동으로 생성할 수 있는 AOI 장비의 티칭 데이터 자동 생성 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적은 본 발명에 따라, AOI 장비의 티칭 데이터 자동 생성 방법에 있어서, (a) 인쇄회로기판의 2차원 영상이 촬영되어 상기 인쇄회로기판의 전체 맵 영상이 생성되는 단계와; (b) 상기 맵 영상에서 검사 대상 영역이 설정되는 단계와; (c) 상기 인쇄회로기판의 2차원 영상 및 3차원 영상이 촬영되어 상기 인쇄회로기판의 2차원 정보 및 3차원 정보가 추출되는 단계와; (d) 상기 인쇄회로기판의 상기 2차원 정보와 상기 3차원 정보에 기초하여 상기 검사 대상 영역이 기판 영역과 부품 영역으로 구분하는 단계와; (e) 상기 부품 영역에 속한 부품에 대한 부품별 2차원 정보와 부품별 3차원 정보가 추출되는 단계와; (f) 상기 부품별 2차원 정보 및 상기 부품별 3차원 정보를 이용하여, 기 등록된 부품 티칭 라이브러리에서 유사 부품을 검색하는 단계와; (g) 상기 (f) 단계에서 유사 부품이 검색된 경우, 해당 유사 부품의 티칭 데이터를 해당 부품의 티칭 데이터로 등록하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 AOI 장비의 티칭 데이터 자동 생성 방법에 의해서 달성된다.

여기서, 상기 2차원 정보는 부품의 색상 정보 및 패턴 정보를 포함하고; 상기 3차원 정보는 부품의 높이 정보 및 사이즈 정보를 포함할 수 있다.

또한, 상기 (a) 단계는 (a1) 상기 인쇄회로기판의 FOV(Field Of View)별로 2차원 영상이 촬영되는 단계와; (a2) 상기 FOV(Field Of View)별 2차원 영상이 합성되어 상기 맵 영상이 생성되는 단계를 포함할 수 있다.

그리고, 상기 (d) 단계는 상기 부품 영역 중 비검사 부품 영역을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 (f) 단계에서 유사 부품이 복수개로 검색되는 경우, 해당 유사 부품의 리스트를 화면 상에 표시하는 단계를 더 포함하며; 상기 (g) 단계에서는 화면 상에 표시된 유사 부품의 리스트 중 선택된 어느 하나의 티칭 데이터가 등록될 수 있다.

상기와 같은 구성을 통해, 본 발명에 따르면, 인쇄회로기판의 2차원 영상 및 3차원 영상에서 추출된 2차원 정보와 3차원 정보를 이용하여 부품 영역과 기판 영역이 자동으로 분리되어 제공됨으로써, 부품의 누락을 방지하고 티칭 작업에 소요되는 시간을 현저히 줄일 수 있게 된다.

또한, CAD 파일과 같은 2차원 영상을 이용하는 종래의 기술과 대비할 때, 2차원 영상이 갖는 부품 영역과 기판 영역 간의 구분의 모호성을 3차원 영상이 해소함으로써, 보다 정확한 티칭 작업의 수행이 가능하게 된다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 AOI 장비의 티칭 데이터 자동 생성 방법을 설명하기 위한 제어 흐름도이고,
도 3은 본 발명에 따른 티칭 데이터 자동 생성 방법에서 제공되는 부품 영역이 추출된 화면의 예를 도시한 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명한다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 AOI 장비의 티칭 데이터 자동 생성 방법을 설명하기 위한 제어 흐름도이다. 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 먼저, 인쇄회로기판(PCB)이 AOI 장비에 로딩되면(S10), 인쇄회로기판의 2차원 영상이 촬영되어 인쇄회로기판의 전체 맵 영상이 생성된다(S11,S12).

보다 구체적으로 설명하면, 영역 스캔 카메라와 같은 카메라를 이용하여 인쇄회로기판의 FOV(Field Of View)별로 촬영되어 2차원 영상이 획득된다(S11). 그리고, FOV별로 촬영되어 획득된 2차원 영상이 합성되어 인쇄회로기판의 전체 표면에 대한 맵 영상이 형성된다(S12).

상기와 같이, 인쇄회로기판의 전체 맵 영상이 생성되면 맵 영상에서 검사 대상 영역이 설정된다(S13). 여기서, 검사 대상 영역의 설정은 작업자가 화면 상에 표시된 맵 영상을 육안으로 식별하고, 마우스와 같은 입력 장치를 이용하여 검사 대상 영역, 예컨대 부품들이 설치되어 있는 영역을 드래그하여 지정함으로써, 검사 대상인 부품이 부착된 영역이 아닌 영역, 예를 들어 기판의 가장자리 영역을 제외한 영역을 검사 대상 영역으로 설정할 수 있다. 이 때, 맵 영상의 전체 영역이 검사 대상 영역으로 설정될 수도 있다.

검사 대상 영역이 설정되면, 인쇄회로기판의 2차원 영상 및 3차원 영상이 촬영되고(S14), 촬영된 2차원 영상 및 3차원 영상을 이용하여 인쇄회로기판의 2차원 정보 및 3차원 정보가 추출된다(S15).

여기서, 2차원 영상 및 3차원 영상의 촬영은 AOI 장비에서 2차원 영상 및 3차원 영상의 획득을 위해 수행되는 촬영으로, 2차원 영상의 경우 복수의 서로 다른 위치 및 색상의 광원을 이용하여 촬영되고, 3차원 영상은 PMP(Phase Measurement Profilometry) 방식을 이용하여 촬영되어 획득될 수 있다.

여기서, 본 발명에 따른 AOI 장비의 티칭 데이터 자동 생성 방법에서 2차원 정보는 부품의 색상 정보 및 패턴 정보를 포함하고, 3차원 정보는 부품의 높이 정보 및 사이즈 정보를 포함할 수 있다.

상기와 같이, 인쇄회로기판의 2차원 정보 및 3차원 정보가 추출되면, S13 단계에서 설정된 검사 대상 영역을 기판 영역과 부품 영역으로 구분한다(S16). 즉, 검사 대상 영역에서 부품 영역이 자동으로 추출되는데, 인쇄회로기판의 2차원 정보 및 3차원 정보를 이용하여 부품 영역이 자동으로 추출된다.

보다 구체적으로 설명하면, 인쇄회로기판의 색상 정보를 이용하여 기판 영역에 해당하는 영역들의 높이 분포를 3차원 정보의 높이 정보를 이용하여 계산하고, 기판 영역보다 높은 영역, 즉 기판 영역으로부터 돌출된 영역을 부품 영역으로 추출할 수 있다. 또한, 일정 높이 이상의 부품만을 부품 영역으로 추출할 수 있는 등, 2차원 정보 및 3차원 정보를 이용하여 다양한 방법으로 부품 영역을 추출할 수 있다.

여기서, 본 발명에 따른 AOI 장비의 티칭 데이터 자동 생성 방법에서는 S16 단계에서 추출된 부품 영역을 화면 상에 표시할 수 있다(S17). 여기서, 부품 영역은 도 3에 도시된 바와 같이, 인쇄회로기판의 컬러 이미지에 부품 영역을 구분하여 표시할 수 있으며, 도시되지 않았으나 부품 영역의 리스트를 화면 상에 표시할 수도 있다.

이 때, 작업자는 화면 상에 표시된 부품 영역들 중에서 불필요한 부품, 예를 들어 검사 대상인 인쇄회로기판에서 검사 대상이 되지 않는 부품이나, 기판의 표면으로부터 돌출되었으나 검사 대상이 아닌 영역을 비검사 부품 영역으로 제거할 수 있다(S18).

상기와 같이 비검사 부품 영역이 제거되면, 부품 영역에 포함된 각각의 부품별로 부품별 2차원 정보 및 부품별 3차원 정보가 추출된다(S19). 여기서, 부품별 2차원 정보 및 부품별 3차원 정보는 S15 단계에서 추출된 2차원 정보 및 3차원 정보로부터 추출된다.

그런 다음, 부품별 2차원 정보 및 부품별 3차원 정보를 이용하여, 미리 등록되어 있는 부품 티칭 라이브러리에서 유사 부품을 검색한다(S20). 여기서, 부품 티칭 라이브러리는 이전의 인쇄회로기판의 검사를 위한 티칭 과정에서 각 부품별로 생성되어 등록되는 상태로 AOI 장비의 사용 과정에서 지속적으로 업데이트된다.

여기서, S21 단계에서 부품 티칭 라이브러리에서 유사 부품이 검색되면, 해당 유사 부품의 티칭 데이터를 현재 부품의 티칭 데이터로 등록하게 된다(S22). 반면, S21 단계에서 유사 부품이 검색되지 않으면, 해당 부품을 신규 부품으로 등록하고, 작업자가 해당 부품의 티칭 작업을 수작업을 통해 수행하여(S23) 티칭 데이터를 등록하게 된다(S24). 여기서, 신규 부품에 대해 새로이 수행되어 등록된 티칭 데이터는 부품 티칭 라이브러리에 신규로 등록될 수 있다.

상기와 같이, 인쇄회로기판의 2차원 영상 및 3차원 영상에서 추출된 2차원 정보와 3차원 정보를 이용하여 부품 영역과 기판 영역이 자동으로 분리되어 제공됨으로써, 부품의 누락을 방지하고 티칭 작업에 소요되는 시간을 현저히 줄일 수 있게 된다.

비록 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.

Claims

AOI 장비의 티칭 데이터 자동 생성 방법에 있어서,
(a) 인쇄회로기판의 2차원 영상이 촬영되어 상기 인쇄회로기판의 전체 맵 영상이 생성되는 단계와;
(b) 상기 맵 영상에서 검사 대상 영역이 설정되는 단계와;
(c) 상기 인쇄회로기판의 2차원 영상 및 3차원 영상이 촬영되어 상기 인쇄회로기판의 2차원 정보 및 3차원 정보가 추출되는 단계와;
(d) 상기 인쇄회로기판의 상기 2차원 정보와 상기 3차원 정보에 기초하여 상기 검사 대상 영역이 기판 영역과 부품 영역으로 구분하는 단계와;
(e) 상기 부품 영역에 속한 부품에 대한 부품별 2차원 정보와 부품별 3차원 정보가 추출되는 단계와;
(f) 상기 부품별 2차원 정보 및 상기 부품별 3차원 정보를 이용하여, 기 등록된 부품 티칭 라이브러리에서 유사 부품을 검색하는 단계와;
(g) 상기 (f) 단계에서 유사 부품이 검색된 경우, 해당 유사 부품의 티칭 데이터를 해당 부품의 티칭 데이터로 등록하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 AOI 장비의 티칭 데이터 자동 생성 방법.
제1항에 있어서,
상기 2차원 정보는 부품의 색상 정보 및 패턴 정보를 포함하고;
상기 3차원 정보는 부품의 높이 정보 및 사이즈 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 AOI 장비의 티칭 데이터 자동 생성 방법.
제1항에 있어서,
상기 (a) 단계는
(a1) 상기 인쇄회로기판의 FOV(Field Of View)별로 2차원 영상이 촬영되는 단계와;
(a2) 상기 FOV(Field Of View)별 2차원 영상이 합성되어 상기 맵 영상이 생성되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 AOI 장비의 티칭 데이터 자동 생성 방법.
제3항에 있어서,
상기 (d) 단계는 상기 부품 영역 중 비검사 부품 영역을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 AOI 장비의 티칭 데이터 자동 생성 방법.
제1항에 있어서,
상기 (f) 단계에서 유사 부품이 복수개로 검색되는 경우, 해당 유사 부품의 리스트를 화면 상에 표시하는 단계를 더 포함하며;
상기 (g) 단계에서는 화면 상에 표시된 유사 부품의 리스트 중 선택된 어느 하나의 티칭 데이터가 등록되는 것을 특징으로 하는 AOI 장비의 티칭 데이터 자동 생성 방법.