KR20150040096A - 엑스-레이 검사장치 - Google Patents

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류기웅
박덕수
서태호
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주식회사 쎄크
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Abstract

본 발명은 엑스-레이 검사장치에 관한 것으로서, 엑스-레이를 차폐하는 캐비넷; 상기 캐비넷의 내부에 설치되며, 피검사 대상물을 파지하고 상기 피검사 대상물의 위치를 변화시키는 위치 이동 유닛; 상기 피검사 대상물의 하측에 설치되며, 상기 피검사 대상물에 엑스-레이를 조사하는 엑스-레이 발생 장치; 상기 피검사 대상물의 상측에 설치되며, 상기 피검사 대상물을 투과한 상기 엑스-레이를 검출하여 상기 피검사 대상물의 영상을 촬상하는 복수 개의 엑스-레이 디텍터; 및 상기 위치 이동 유닛, 상기 엑스-레이 발생 장치, 및 상기 복수 개의 엑스-레이 디텍터를 제어하는 제어부;를 포함한다.

Description

엑스-레이 검사장치{ X-ray inspecting apparatus }
본 발명은 전자부품과 같은 피검사 대상물의 불량 여부 등을 검사하는 엑스-레이(X-ray) 검사장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수 개의 엑스-레이 디텍터를 사용하여 3차원에 준하는 검사 데이터를 얻을 수 있는 엑스-레이 검사장치에 관한 것이다.
일반적으로, 인쇄회로기판 등과 같은 전자 부품은 제조시 전극 간극, 배선 연결 상태 등에 대해 불량 여부를 검사하는 공정을 거치게 된다. 이러한 전자 부품의 불량 여부를 검사하기 위한 장치로는 엑스-레이(X-ray) 검사장치가 널리 사용된다.
일반적인 엑스-레이 검사장치는 엑스-레이 차폐를 위한 공간을 형성하도록 제작된 캐비넷의 내부에서 전자 부품에 엑스-레이를 조사한 후, 전자 부품을 투과하는 엑스-레이를 검출하여 사람이 볼 수 있는 영상을 형성하는 엑스-레이 디텍터를 포함한다. 엑스-레이 디텍터는 통상 영상 증배관(image intensifier)을 부착한 CCD(Charged Coupled Device) 카메라 또는 평판 디텍터(flat panel detector)로 구성된다.
그러나, 엑스-레이 검사장치는 한 개의 엑스-레이 발생장치와 한 개의 엑스-레이 디텍터를 사용하므로, 엑스-레이 발생장치와 엑스-레이 디텍터를 연결하는 직선에 대해 수직하게 놓인 전자 부품의 2차원적인 영상, 즉 평면 형태의 영상을 얻을 수 있다. 따라서, 엑스-레이 발생장치와 엑스-레이 디텍터를 연결하는 직선에 에 대해 수직하게 놓인 전자 부품의 평면 방향의 불량 여부를 쉽게 판단할 수 있다. 그러나, 전자 부품의 높이 방향, 즉 엑스-레이 발생장치와 엑스-레이 디텍터를 연결하는 직선 방향에 대해 평행한 방향의 전자 부품의 불량 여부는 정확하게 판단할 수 없다는 문제점이 있다. 따라서, 엑스-레이 발생장치의 중심축에 평행한 방향으로 전자 부품의 불량 여부를 정확하게 판단할 수 있는 엑스-레이 검사장치의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안한 것으로서, 전자 부품의 높이 방향, 즉 엑스-레이 발생장치의 중심축에 평행한 방향으로 피검사 대상물의 영상을 촬상할 수 있는 엑스-레이 검사장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 본 발명의 목적은, 엑스-레이를 차폐하는 캐비넷; 상기 캐비넷의 내부에 설치되며, 피검사 대상물을 파지하고 상기 피검사 대상물의 위치를 변화시키는 위치 이동 유닛; 상기 피검사 대상물의 하측에 설치되며, 상기 피검사 대상물에 엑스-레이를 조사하는 엑스-레이 발생 장치; 상기 피검사 대상물의 상측에 설치되며, 상기 피검사 대상물을 투과한 상기 엑스-레이를 검출하여 상기 피검사 대상물의 영상을 촬상하는 복수 개의 엑스-레이 디텍터; 및 상기 위치 이동 유닛, 상기 엑스-레이 발생 장치, 및 상기 복수 개의 엑스-레이 디텍터를 제어하는 제어부;를 포함하는 엑스-레이 검사장치를 제공함으로써 달성될 수 있다.
이때, 상기 복수 개의 엑스-레이 디텍터는 상기 엑스-레이 발생 장치의 엑스-레이 주사구를 통과하는 수직선에 대해 동일한 각도로 이격된 2개의 엑스-레이 디텍터를 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수 개의 엑스-레이 디텍터는 상기 엑스-레이 발생 장치의 엑스-레이 주사구를 통과하는 수직선 방향으로 상기 2개의 엑스-레이 디텍터 사이에 설치된 중앙 엑스-레이 디텍터를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 2개의 엑스-레이 디텍터 중 좌측 엑스-레이 디텍터를 이용하여 상기 피검사 대상물의 좌측 경사 화상을 촬상하고, 우측 엑스-레이 디텍터를 이용하여 상기 피검사 대상물의 우측 경사 화상을 촬상할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 중앙 엑스-레이 디텍터를 이용하여, 상기 피검사 대상물의 기준 마크를 검출할 수 있다.
또한, 상기 위치 이동 유닛은 상기 피검사 대상물을 상기 엑스-레이 발생장치의 엑스-레이 주사구를 통과하는 수직선에 평행한 방향 및 상기 수직선에 대해 직각을 이루는 평면상에서 이동시킬 수 있도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 위치 이동 유닛은, 상기 캐비넷의 내부에 고정된 고정 베이스; 상기 고정 베이스의 하면에 상기 고정 베이스에 대해 일 방향으로 직선 왕복 운동을 할 수 있도록 설치되는 Y축 베이스; 상기 Y축 베이스의 하면에 상기 Y축 베이스에 대해 상기 Y축 베이스의 이동방향에 수직하게 직선 왕복 운동을 할 수 있도록 설치되는 Z축 베이스; 상기 Z축 베이스의 하측에 상기 Z축 베이스에 대해 수직 방향으로 직선 왕복 운동을 할 수 있도록 설치되는 이동판; 및 상기 이동판에 대해 이동 가능하도록 설치되며, 상기 피검사 대상물을 파지하는 파지부;를 포함할 수 있다.
상기와 같은 구조를 갖는 본 발명에 의한 엑스-레이 검사장치에 의하면, 비교적 단순한 구조로 3차원 측정과 유사하게 피검사 대상물의 높이 방향을 촬상할 수 있으므로, 피검사 대상물의 높이 방향 불량 유무를 판단할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시 예에 의한 엑스-레이 검사장치는 종래 기술에 의한 엑스-레이 검사장치에 비해 더욱 정확한 불량 검사가 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 엑스-레이 검사장치를 나타내는 개략적으로 나타내는 도면;
도 2는 도 1의 엑스-레이 검사장치의 위치 이동 유닛을 나타내는 개략적으로 나타내는 사시도;
도 3a, 도 3b, 도 3c는 도 1의 엑스-레이 검사장치의 위치 이동 유닛의 정면도, 측면도, 및 평면도;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 엑스-레이 검사장치로 검사할 피검사 대상물이 일 예와 이를 제1 내지 제3엑스-레이 디텍터로 촬상한 화상을 개념적으로 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 엑스-레이 검사장치의 실시 예들에 대하여 상세하게 설명한다. 이하에서 설명되는 실시 예는 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예들과 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 이하에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 발명의 이해를 돕기 위하여 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 엑스-레이 검사장치를 나타내는 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 엑스-레이 검사장치(1)는 캐비넷(10), 엑스-레이 발생장치(20), 복수 개의 엑스-레이 디텍터(31,32,33), 위치 이동 유닛(40), 및 제어부(90)를 포함한다.
캐비넷(10)은 엑스-레이 발생장치(20)에서 발생된 엑스-레이가 외부로 방출되지 않도록 차폐하며, 적어도 한 개의 문(미도시)을 포함한다. 적어도 한 개의 문은 피검사 대상물(3)(도 2 참조)을 위치 이동 유닛(40)에 장착하거나, 탈착할 수 있도록 캐비넷(10)을 개방하는 역할을 한다.
엑스-레이 발생장치(20)는 상기 위치 이동 유닛(40)에 장착된 피검사 대상물(3)(도 2 참조)의 하측에 설치되며, 피검사 대상물(3)을 향하여 엑스-레이(X-ray)를 조사한다. 엑스-레이 발생장치(20)는 캐비넷(10)의 바닥면에 설치된다.
엑스-레이 발생장치(20)는 엑스-레이를 발생하기 위한 것으로서, 엑스-레이 튜브(X-ray tube)로 구성된다. 엑스-레이 발생장치(20)는 주사구(21)에서 일정 각도 범위(θ)로 엑스-레이를 방출한다. 본 실시 예의 경우에는 엑스-레이 발생장치(20)는 대략 120도 범위로 엑스-레이를 방사한다. 이러한 엑스-레이 발생장치(20)로는 일반적인 엑스-레이 발생기를 사용할 수 있으므로 구체적인 설명은 생략한다.
복수 개의 엑스-레이 디텍터(31,32,33)는 피검사 대상물(3)(도 2 참조)의 상측에 설치되며, 피검사 대상물(3)을 투과한 엑스-레이를 검출하여 피검사 대상물(3)의 영상을 촬상한다. 본 발명에 의한 엑스-레이 검사장치(1)는 2개 이상의 엑스-레이 디텍터(31,32,33)를 포함한다.
2개의 엑스-레이 디텍터(31,32)를 사용하는 경우, 2 개의 엑스-레이 디텍터(31,32)는 엑스-레이 발생장치(20)의 엑스-레이 주사구(21)의 중심을 통과하는 수직선(C)(이하, 엑스-레이 발생장치(20)의 수직선이라 한다)에 대해 동일한 각도(α)로 이격되도록 설치된다. 이때, 2개의 엑스-레이 디텍터(31,32)는 그 중심이 엑스-레이 발생장치(20)의 수직선(C)을 포함하는 한 개의 수직면 상에 배치될 수 있다. 즉, 2개의 엑스-레이 디텍터(31,32)의 중심선(DC1,DC2)과 상기 엑스-레이 발생장치(20)의 수직선(C)이 동일한 평면상에 배치되는 것이 바람직하다. 이때, 엑스-레이 발생장치(20)의 주사구(21)에서 엑스-레이 디텍터(31,32)의 중심을 지나는 중심선(DC1, DC2)과 상기 엑스-레이 발생장치(20)의 수직선(C) 사이의 각도(α)(이하, 사이 각이라 함)는 예각을 이루도록 설치된다. 엑스-레이 디텍터(31,32)는 사이 각(α)이 10도 - 50도 범위 내에 있도록 설치될 수 있다.
2개의 엑스-레이 디텍터(31,32)를 각각 좌측 엑스-레이 디텍터(31)와 우측 엑스-레이 디텍터(32)라 할 때, 좌측 및 우측 엑스-레이 디텍터(31,32)의 중심선(DC1, DC2)과 상기 엑스-레이 발생장치(20)의 수직선(C) 사이의 사이 각(α)은 동일하게 설치된다. 예를 들면, 좌측 엑스-레이 디텍터(31)의 중심선(DC1)과 상기 수직선(C)의 사이 각(α)을 25도로 설치한 경우에는, 우측 엑스-레이 디텍터(32)의 중심선(DC2)과 상기 수직선(C) 사이 각(α)도 25도가 되도록 설치한다.
좌측 및 우측 엑스-레이 디텍터(31,32)는 피검사 대상물(3)에 대해 경사진 상태로 설치되므로, 피검사 대상물(3)의 측면, 즉 높이 방향의 특성을 검출할 수 있다. 예를 들어, 평판 형상의 기판의 아래에 원통형의 리드가 돌출되어 있는 경우에, 좌측 및 우측 엑스-레이 디텍터(31,32)는 리드의 경사진 영상을 촬상할 수 있으므로, 리드의 높이 방향에 있는 불량을 검출할 수 있다.
또한, 좌측 및 우측 엑스-레이 디텍터(31,32) 사이의 중심에는 엑스-레이 디텍터(33)가 추가로 설치될 수 있다. 이하에서는 이를 중앙 엑스-레이 디텍터(33)라 한다. 중앙 엑스-레이 디텍터(33)는 그 중심선(DC3)이 엑스-레이 발생장치(20)의 수직선(C)과 일치하도록 설치된다. 중앙 엑스-레이 디텍터(33)는 피검사 대상물(3)의 평면 상태의 특성을 검출할 수 있다. 또한, 중앙 엑스-레이 디텍터(33)는 피검사 대상물(3)의 정렬을 위한 기준 마크를 검출하는데 사용할 수 있다. 따라서, 중앙 엑스-레이 디텍터(33)를 사용하면 위치 이송 유닛(40)에 의해 이동하는 피검사 대상물(3)의 위치 변화를 쉽게 검출할 수 있다.
상술한 중앙 엑스-레이 디텍터(33) 및 좌측과 우측 엑스-레이 디텍터(31,32), 즉 3개의 엑스-레이 디텍터(31,32,33)는 엑스-레이 발생장치(20)와 동일 평면상에 배치된다. 또한, 3개의 엑스-레이 디텍터(31,32,33)는 동일한 사양의 엑스-레이 디텍터를 사용할 수 있다.
상술한 3개의 엑스-레이 디텍터(31,32,33)로는 엑스-레이를 가시광선으로 변환하여 영상을 형성할 수 있는 일반적인 엑스-레이 디텍터를 사용할 수 있다. 즉, 엑스-레이 디텍터(31,32,33)는 영상 증배관(image intensifier)을 부착한 비젼 카메라(예를 들면, CCD(Charged Coupled Device) 카메라) 또는 평판 디텍터(flat panel detector)로 구성될 수 있다. 이외에도, 피검사 대상물(3)을 투과한 엑스-레이를 사람이 볼 수 있는 영상으로 촬상할 수 있는 것이라면 어떠한 것이라도 엑스-레이 디텍터(31,32,33)로 사용할 수 있다. 본 실시 예의 경우에는, 엑스-레이 디텍터(31,32,33)로 평판 디텍터를 사용한다. 이러한 엑스-레이 디텍터(31,32,33)는 종래 기술에 의한 엑스-레이 디텍터와 유사하거나 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
위치 이동 유닛(40)은 캐비넷(10)의 내부에 엑스-레이 발생장치(20)와 복수 개의 엑스-레이 디텍터(31,32,33) 사이에 설치되며, 피검사 대상물(3)을 파지하고 피검사 대상물(3)의 위치를 변화시켜 피검사 대상물(3)의 전체 영역에 대해 불량 여부를 검사할 수 있도록 한다.
본 실시 예의 경우에는 피검사 대상물(3)로서 인쇄회로기판과 같이 평판 형상의 피검사 대상물(3)을 파지하여 이동하는 위치 이동 유닛(40)을 사용하는 경우를 도시하고 있으나, 위치 이동 유닛(40)이 파지할 수 있는 피검사 대상물(3)은 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명에 의한 엑스-레이 검사장치(1)는 파지부의 형상을 변경하면, 다양한 형태의 피검사 대상물(3)을 검사할 수 있다.
이러한 위치 이동 유닛(40)은 피검사 대상물(3)을 상기 엑스-레이 발생장치(20)의 엑스-레이 주사구(21)를 통과하는 수직선(C), 즉 엑스-레이 발생장치(20)의 수직선(20)에 평행한 방향(도 2의 Z 방향) 및 상기 수직선(C)에 대해 직각을 이루는 평면(도 2의 X-Y 방향)상에서 이동시킬 수 있도록 구성된다. 위치 이동 유닛(40)에 의해 피검사 대상물(3)을 엑스-레이 디텍터(31,32,33)에 대해 상하 방향, 즉 Z 방향으로 이동시키면, 피검사 대상물(3)의 검사 영상을 확대하거나 축소할 수 있다. 또한, 위치 이동 유닛(40)에 의해 피검사 대상물(3)이 X-Y 방향으로 이동하면, 다양한 크기의 피검사 대상물을 검사할 수 있다.
이러한 위치 이동 유닛(40)의 구조가 도 2, 도 3a, 도 3b, 및 도 3c에 도시되어 있다. 도 2는 도 1의 엑스-레이 검사장치(1)의 위치 이동 유닛(40)을 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 3a, 도 3b, 도 3c는 도 1의 엑스-레이 검사장치(1)의 위치 이동 유닛(40)의 정면도, 측면도, 및 평면도이다.
도 2, 도 3a, 도 3b, 및 도 3c를 참조하면, 위치 이동 유닛(40)은 고정 베이스(41), Y축 베이스(50), Z축 베이스(60), 이동판(70), 및 파지부(80)를 포함한다.
고정 베이스(41)는 캐비넷(10)의 내부에 엑스-레이 발생장치(20)의 상측에 캐비넷(10)에 대해 이동하지 못하도록 설치된다. 고정 베이스(41)는 중앙에 직사각형의 개구(42)가 형성된 사각틀 형상으로 형성된다.
고정된 고정 베이스(41)의 하면에는 Y축 베이스(50)가 설치된다. 또한, Y축 베이스(50)는 중앙에 직사각형의 개구가 형성된 사각틀 형상으로 형성된다. Y축 베이스(50)는 고정 베이스(41)의 하면에서 일 방향, 즉 X 방향으로 직선 왕복 이동할 수 있도록 설치된다. 이를 위해 고정 베이스(41)의 하면과 Y축 베이스(50)의 상면 사이에는 직선 이송 기구가 설치된다. 본 실시예의 경우에는 2개의 엘엠(LM) 가이드(Linear Montion guide)(51)와 볼 스크류(52)를 사용하여 Y축 베이스(50)를 이동시킨다. 2개의 엘엠 가이드(51)는 고정 베이스(41)의 하면과 Y축 베이스(50)의 상면 사이에 설치되며, 2개의 볼 스크류(52)는 고정 베이스(41)의 상면에 2개의 엘엠 가이드(51)와 평행하게 설치된다. 2개의 볼 스크류(52)는 벨트(54)와 복수 개의 풀리(55)에 의해 제1모터(53)로부터 동력을 전달받는다.
Z축 베이스(60)는 상기 Y축 베이스(50)의 하면에 Y축 베이스(50)에 대해 Y축 베이스(50)의 이동방향(도 2의 X 방향)과 수직한 방향으로, 즉 도 2에서 Y 방향으로 직선 왕복 운동을 할 수 있도록 설치된다. 이를 위해 Y축 베이스(50)의 하면과 Z축 베이스(60)의 상면 사이에는 2개의 엘엠 가이드(61)가 설치된다. 또한, 엘엠 가이드(61)의 일측에는 볼 스크류(62)가 엘엠 가이드(61)와 평행하게 설치된다. 볼 스크류(62)의 일단에는 제2모터(63)가 연결되어 있다. 따라서, 제2모터(63)가 회전하면, 볼 스크류(62)가 회전하고 이에 의해 Z축 베이스(60)가 엘엠 가이드(61)를 따라 직선 왕복 운동을 할 수 있다. 또한, Z축 베이스(60)는 피검사 대상물(3)을 투과하는 엑스-레이가 간섭되지 않도록 중앙에 직사각형의 개구(64)가 마련된다.
이동판(70)은 상기 Z축 베이스(60)의 하측에 Z축 베이스(60)에 대해 수직 방향으로, 즉 도 2에서 Z 방향으로 직선 왕복 운동을 할 수 있도록 설치된다. 이를 위해 이동판(70)과 Z축 베이스(60) 사이에는 4개의 볼 스크류(71)와 4개의 엘엠 샤프트(72)가 설치된다. 4개의 볼 스크류(71)는 제3 모터(73)와 벨트(74)에 의해 회전한다. 따라서, 제3 모터(73)가 회전하면, 벨트(74)에 의해 4개의 볼 스크류(71)가 회전하고, 이에 따라 이동판(70)이 4개의 엘엠 샤프트(72)를 따라 상하로 이동한다. 따라서, 제3 모터(73)를 구동하면, 상기 이동판(70)을 상기 Z축 베이스(60)에 대해 상하로 이동시킬 수 있다.
파지부(80)는 상기 이동판(70)의 하면에 이동판(70)에 대해 수평 방향으로 이동 가능하도록 설치된다. 본 실시 예의 경우에는 파지부(80)의 선단(81)이 인쇄회로기판과 같은 평판 형상의 피검사 대상물(3)을 파지하여 고정할 수 있도록 형성된다. 그러나, 파지부(80)는 피검사 대상물(3)의 크기나 형태가 변경되는 경우 이에 따라 피검사 대상물(3)을 적절하게 파지할 수 있는 형태로 변경하여 부착할 수 있다.
제어부(90)는 위치 이동 유닛(40), 엑스-레이 발생 장치(20), 및 복수 개의 엑스-레이 디텍터(31,32,33)를 제어하여 피검사 대상물(3)의 영상을 촬상하고, 촬상된 영상을 이용하여 피검사 대상물(3)의 불량 여부를 판단한다.
구체적으로, 제어부(90)는 위치 이동 유닛(40)의 제1 내지 제3모터(53,63,73), 엑스-레이 발생장치(20), 및 복수 개의 엑스-레이 디텍터(31,32,33)의 동작을 제어한다. 이를 위해, 제어부(90)는 사용자가 명령을 입력할 수 있는 입력부(91)와 검사 결과를 출력할 수 있는 출력부(92)를 포함할 수 있다. 입력부(91)로는 키보드, 마우스, 터치 패드 등이 사용될 수 있다. 또한, 출력부(92)는 액정 디스플레이와 같은 디스플레이 장치를 사용할 수 있다.
또한, 제어부(90)는 3개의 엑스-레이 디텍터(31,32,33) 중 좌측 엑스-레이 디텍터(31)를 이용하여 피검사 대상물(3)의 좌측 경사 화상을 촬상하고, 우측 엑스-레이 디텍터(32)를 이용하여 피검사 대상물(3)의 우측 경사 화상을 촬상한다. 또한, 제어부(90)는 중앙 엑스-레이 디텍터(33)를 이용하여 피검사 대상물(3)의 정렬용 기준 마크를 검출하고 이를 이용하여 피검사 대상물(3)의 위치를 확인하고, 기준 위치에 정렬시킬 수 있다.
도 4에는 3개의 엑스-레이 디텍터(31,32,33)로 촬상한 영상의 예가 도시되어 있다. 피검사 대상물(3)은 기판의 하부에 복수 개의 눈사람 모양의 리드(3-1,3-2,3-3)가 있는 경우를 예로 도시하고 있다. 도 4에서 기판(3)에는 3개의 눈사람 모양 리드(3-1,3-2,3-3)가 각각 3개의 엑스-레이 디텍터(31,32,33)로 촬상할 수 있는 영역에 위치한 것으로 도시하고 있으나, 이는 설명의 편의를 위해 단순화한 것이며, 다수의 리드가 기판(3)에 마련될 수 있다. 도 4의 아래 표에는 좌측 엑스-레이 디텍터(31), 중앙 엑스-레이 디텍터(33), 우측 엑스-레이 디텍터(32)로 촬상한 눈사람 모양의 리드(3-1,3-3,3-2)의 영상이 도시되어 있다. 도 4의 아래 표에 도시된 바와 같이 좌측 엑스-레이 디텍터(31)로는 눈사람 모양의 리드(3-1)의 좌측 면에 대해 경사진 영상, 즉 리드(3-1)의 좌측 경사 영상을 얻을 수 있고, 우측 엑스-레이 디텍터(32)로는 눈사람 모양의 리드(3-2)의 우측 면에 대해 경사진 영상, 즉 리드의 우측 경사 영상을 얻을 수 있다. 결과적으로, 좌측 및 우측 엑스-레이 디텍터(31,32)로는 눈사람 모양의 리드(3-1,3-2)의 높이 방향을 촬상할 수 있으므로, 제어부(90)는 눈사람 모양의 리드(3-1,3-2,3-3)의 측면에 불량이 있는 경우 이를 검출할 수 있다.
인쇄회로기판과 같은 피검사 대상물(3)의 불량 검사시, 제어부(90)는 내부 메모리(미도시)에 미리 저장된 불량검사 프로그램의 제어 프로세스에 따라, 피검사 대상물(3)을 X축 방향 및/또는 Y축 방향으로 이동하도록 위치 이동 유닛(40)을 제어한다. 그리고, 피검사 대상물(3)이 위치 이동 유닛(40)에 의해 이동될 때, 제어부(90)는 복수 개의 엑스-레이 디텍터(31,32,33)를 제어하여 피검사 대상물(3)을 투과하는 엑스-레이를 검출하여 피검사 대상물(3)의 연속 비디오 영상정보를 생성한다. 그 후, 제어부(90)는 엑스-레이 디텍터(31,32,33)에 의해 생성된 영상정보와 내부 메모리(미도시)에 미리 입력된 검사 기준 영상정보를 비교하여 피검사 대상물(3)의 전극 간극, 배선 연결 상태 등과 같은 검사 포인트의 불량 여부를 판정하고, 판정 결과를 디스플레이 장치(92)에 표시한다. 이때, 검사 기준 영상정보는 좌측 및 우측 엑스-레이 디텍터(31,32)와 중앙 엑스-레이 디텍터(33) 각각에 대해 미리 입력할 수 있다.
이하, 상술한 구조를 갖는 본 발명의 일 실시 예에 의한 엑스-레이 검사장치(1)를 이용하여 피검사 대상물을 검사하는 방법에 대해 설명한다.
본 발명의 일 실시 예에 의한 엑스-레이 검사장치(1)는 4가지 모드의 검사가 가능하다.
첫 번째 검사 모드는 종래 기술에 의한 엑스-레이 검사장치와 동일하게 평면 형태(2차원)로 피검사 대상물(3)을 촬상하여 불량 여부를 판단하는 평면 측정 모드 검사이다. 이때는 중앙 엑스-레이 디텍터(33)를 사용하여 피검사 대상물(3)을 촬상하고, 검사 기준 영상정보와 비교하여 그 결과를 출력한다.
두 번째 검사 모드는 좌측 및 우측 엑스-레이 디텍터(31,32) 중의 어느 하나의 엑스-레이 디텍터만을 사용하여 피검사 대상물(3)을 경사지게 촬상하여 불량 여부를 판단하는 일측 경사 측정 모드 검사이다. 예를 들어, 좌측 엑스-레이 디텍터(31)를 이용하여 피검사 대상물(3)의 불량 여부를 검사하는 경우에는 제어부(90)는 위치 이동 유닛(40)을 제어하여 피검사 대상물(3)을 이동시키면서, 좌측 엑스-레이 디텍터(31)로 피검사 대상물(3)을 투과하는 엑스-레이를 검출하여 검사 영상을 출력한다. 그 후, 제어부(90)의 내부 메모리에 저장된 검사 기준 영상과 촬상된 검사 영상을 비교하여 피검사 대상물(3)의 불량 여부를 판단하고, 그 결과를 출력부(92)로 출력한다. 이때, 좌측 엑스-레이 디텍터(31)에서 출력된 영상은 피검사 대상물(3)의 좌측으로 소정 각도 경사진 영상이다. 따라서, 제어부(90)는 피검사 대상물(3)의 높이 방향의 불량 여부를 좌측 방향에서 판단할 수 있다. 그러나, 이 경우에는 피검사 대상물(3)의 높이 방향의 우측면의 불량 여부는 판단할 수 없다. 따라서, 본 검사 모드는 높이 방향의 한쪽 면만 검사하면 피검사 대상물(3)의 불량 여부를 판단할 수 있는 경우에만 적용할 수 있다.
세 번째 검사 모드는 좌측 및 우측 엑스-레이 디텍터(31,32)를 모두 사용하여 피검사 대상물(3)의 불량 여부를 판단하는 양측 경사 측정 모드 검사이다. 이때, 제어부(90)는 위치 이동 유닛(40)을 제어하여 피검사 대상물(3)을 이동시키면서, 피검사 대상물(3)의 동일한 부분을 좌측 및 우측 엑스-레이 디텍터(31,32)로 모두 촬상하도록 한다. 이때, 피검사 대상물(3)의 동일한 부분을 엑스-레이 발생장치(20)의 수직선(C)에 대해 경사지게 설치된 좌측 및 우측 엑스-레이 디텍터(31,32)로 검출하므로 피검사 대상물(3)의 좌측 및 우측으로 소정 각도 경사진 영상을 얻을 수 있다. 그 후, 제어부(90)는 내부 메모리에 저장된 좌측 및 우측 검사 기준 영상과 촬상된 좌측 및 우측 검사 영상을 각각 비교하여 피검사 대상물(3)의 불량 여부를 판단하고, 그 결과를 출력부(92)로 출력한다. 따라서, 제어부(90)는 피검사 대상물(3)의 높이 방향의 불량 여부를 좌우측 방향에서 판단할 수 있다. 이와 같이 좌측 및 우측 엑스-레이 디텍터(31,32)를 이용하여 피검사 대상물(3)을 촬상한 검사 영상은 평면뿐만 아니라 높이 방향의 영상도 검출할 수 있으므로 3차원적으로 피검사 대상물(3)을 촬상한 것과 같은 효과를 얻을 수 있다.
네 번째 검사 모드는 중앙 엑스-레이 디텍터(33)와 좌측 및 우측 엑스-레이 디텍터(31,32)를 모두 사용하여 피검사 대상물(3)의 불량 여부를 판단하는 전방향 측정 모드 검사이다. 이때, 제어부(90)는 위치 이동 유닛(40)을 제어하여 피검사 대상물(3)을 이동시키면서, 피검사 대상물(3)의 동일 부분을 중앙 엑스-레이 디텍터(33), 좌측 및 우측 엑스-레이 디텍터(31,32)로 모두 촬상하도록 한다. 따라서, 제어부(90)는 피검사 대상물(3)의 평면 영상, 좌측 경사 영상, 우측 경사 영상을 모두 얻어 각각에 대한 기준 영상과 비교하여 피검사 대상물(3)의 불량 여부를 판단하므로 더욱 정확한 불량 판단이 가능하다는 이점이 있다.
이와 같이 본 발명의 일 실시 예에 의한 엑스-레이 검사장치는 엑스-레이 발생장치에 대해 경사지게 설치된 2개 이상의 엑스-레이 디텍터를 사용하여 피검사 대상물의 높이 방향의 불량을 검출할 수 있으므로, 비교적 단순한 구조로 3차원에 준하는 엑스-레이 검사가 가능하다.
이상에서는 복수 개의 엑스-레이 디텍터가 피검사 대상물의 상측에 설치되고, 엑스-레이 발생장치는 피검사 대상물의 하측에 설치되는 구조에 대해 설명하였으나, 이와 반대되는 배치도 가능하다. 즉, 복수 개의 엑스-레이 디텍터를 피검사 대상물의 하측에 설치하고, 엑스-레이 발생장치는 피검사 대상물의 상측에 설치하는 구조도 가능하다. 다시 말해, 본 발명에 의한 엑스-레이 검사장치는 피검사 대상물을 중심으로 복수 개의 엑스-레이 디텍터와 엑스-레이 발생장치가 반대 위치, 즉 서로 대향하는 위치에 배치되는 구조로 할 수 있다.
상기에서 본 발명은 예시적인 방법으로 설명되었다. 여기서 사용된 용어들은 설명을 위한 것이며, 한정의 의미로 이해되어서는 안 될 것이다. 상기 내용에 따라 본 발명의 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서 따로 부가 언급하지 않는 한 본 발명은 청구범위의 범주 내에서 자유로이 실시될 수 있을 것이다.
1; 엑스-레이 검사장치 3; 피검사 대상물
10; 캐비넷 20; 엑스-레이 발생장치
31,32,33; 엑스-레이 디텍터 40; 위치 이송 유닛
41; 고정 베이스 50; Y축 베이스
51; 엘엠 가이드 52; 볼 스크류
53; 제1모터 54; 벨트
60; Z축 베이스 61; 엘엠 가이드
62; 볼 스크류 63; 제2모터
70; 이동판 71; 볼 스크류
72; 엘엠 샤프트 80; 파지부
90; 제어부 91; 입력부
92; 출력부

Claims (7)

  1. 엑스-레이를 차폐하는 캐비넷;
    상기 캐비넷의 내부에 설치되며, 피검사 대상물을 파지하고 상기 피검사 대상물의 위치를 변화시키는 위치 이동 유닛;
    상기 피검사 대상물의 일측에 설치되며, 상기 피검사 대상물에 엑스-레이를 조사하는 엑스-레이 발생 장치;
    상기 엑스-레이 발생 장치에 대해 반대쪽으로 상기 피검사 대상물의 일측에 설치되며, 상기 피검사 대상물을 투과한 상기 엑스-레이를 검출하여 상기 피검사 대상물의 영상을 촬상하는 복수 개의 엑스-레이 디텍터; 및
    상기 위치 이동 유닛, 상기 엑스-레이 발생 장치, 및 상기 복수 개의 엑스-레이 디텍터를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스-레이 검사장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수 개의 엑스-레이 디텍터는 상기 엑스-레이 발생 장치의 엑스-레이 주사구를 통과하는 수직선에 대해 동일한 각도로 이격된 2개의 엑스-레이 디텍터를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스-레이 검사장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수 개의 엑스-레이 디텍터는 상기 엑스-레이 발생 장치의 엑스-레이 주사구를 통과하는 수직선 방향으로 상기 2개의 엑스-레이 디텍터 사이에 설치된 중앙 엑스-레이 디텍터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스-레이 검사장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 2개의 엑스-레이 디텍터 중 좌측 엑스-레이 디텍터를 이용하여 상기 피검사 대상물의 좌측 경사 화상을 촬상하고, 우측 엑스-레이 디텍터를 이용하여 상기 피검사 대상물의 우측 경사 화상을 촬상하는 것을 특징으로 하는 엑스-레이 검사장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 중앙 엑스-레이 디텍터를 이용하여, 상기 피검사 대상물의 기준 마크를 검출하는 것을 특징으로 하는 엑스-레이 검사장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치 이동 유닛은 상기 피검사 대상물을 상기 엑스-레이 발생장치의 엑스-레이 주사구를 통과하는 수직선에 평행한 방향 및 상기 수직선에 대해 직각을 이루는 평면상에서 이동시킬 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 엑스-레이 검사장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 위치 이동 유닛은,
    상기 캐비넷의 내부에 고정된 고정 베이스;
    상기 고정 베이스의 하면에 상기 고정 베이스에 대해 일 방향으로 직선 왕복 운동을 할 수 있도록 설치되는 Y축 베이스;
    상기 Y축 베이스의 하면에 상기 Y축 베이스에 대해 상기 Y축 베이스의 이동방향에 수직하게 직선 왕복 운동을 할 수 있도록 설치되는 Z축 베이스;
    상기 Z축 베이스의 하측에 상기 Z축 베이스에 대해 수직 방향으로 직선 왕복 운동을 할 수 있도록 설치되는 이동판; 및
    상기 이동판에 대해 이동 가능하도록 설치되며, 상기 피검사 대상물을 파지하는 파지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스-레이 검사장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20160149494A (ko) * 2015-06-18 2016-12-28 주식회사 쎄크 엑스레이 검사장치
KR20200131487A (ko) * 2019-05-14 2020-11-24 주식회사 유니아이 2차원 엑스레이 영상을 이용한 양면 실장 전자부품용 3차원 형상 측정 시스템

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