KR20160050958A - 엣지면 검사장치 및 이를 활용한 검사방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 엣지면 검사장치는 검사대상체의 영상을 판독하여 불량여부를 판단하기위한 비전검사기에 적용하거나 단독으로 적용하여 검사대상물의 미세한 엣지면의 불량여부를 판단할 수 있도록 하기 위한 것이다.
이를 위해, 검사대상체의 엣지면에 검사용 레이저를 발산하기 위한 레이저발진부(10)는 프레임(20)의 일측단부에 결합되고, 반대측 단부에는 레이저발진부(10)에서 발산되는 레이저광이 조사될 수 있도록 검출스크린(30)이 구비되고, 이를 이용하여, 표준검사체를 이용하여 표준측정값을 설정하는단계(S10), 대상검사체를 측정하는 단계(S20), 대상검사체와 표준검사체의 측정값의 차이를 산출하는 단계(S30) 및 산출된 결과를 비교하여 합격여부를 판단하는 단계(S40)로 구성되는 검사방법을 제공하는 것이다.

Description

엣지면 검사장치 및 이를 활용한 검사방법{INSPECTION APPARATUS FOR EDGE AND METHOD USING THE SAME}
본 발명은 엣지면 검사장치 및 이를 활용한 검사방법에 대한 것으로, 검사대상체의 미세한 엣지면의 검사를 간단한 구조로 신속하기 수행할 수 있는 검사장치 및 이를 활용한 검사방법이다.
일반적으로 검사대상물의 외형을 통하여 품질을 검사하는 비전검사기는 카메라를 이용하여 검사대상물의 외형 영상을 입력받은 후 음영 및 외부 윤각 등의 외형을 분석하여 검사대상물의 품질을 검사하게 된다.
그러나, 이러한 일반적인 비전검사기의 경우 외형영상을 통하여 검사가 이루어지기 때문에 미세한 부분에 대한 검사는 어려운 단점이 있었다.
이와 같은 문제점을 극복하기 위해 다양한 검사방법이 병행되고 있으나, 대한민국 공개특허 제10-2011-0026258호(평판디스플레이 패널의 엣지면 검사장치 및 방법, 이하 '선행기술 1'이라 함)는 영상인식수단인 카메라를 이용하여 촬영된 영상을 분석하는 방법과 같이 복수개의 영상을 비교분석하는 기술들이 대부분을 차지하고 있다.
그러나 이와 같은 기술은 미세한 검사대상체의 경우 영상판독이 어려워 그 신뢰도가 저하되는 문제점이 있었다.
이에 따라 대한민국 공개특허 제10-2008-0105989호(웨이퍼 주연 단부의 이물질 검사 방법 및 이물질 검사 장치, 이하 '선행기술 2'라 함)은 레이저광을 이용하여 웨이퍼의 주연부를 검사하는 방법을 제공하고 있으나, 이 또한 구조가 복잡할 뿐만 아니라, 검사를 위해 정밀한 조정이 필요한 단점이 있었으며, 웨이퍼라는 특정 대상물체에 한정적으로 사용할 수 밖에 없는 기술이었다.
이와 같은 문제점을 극복하기 위해 다양한 형상의 검사대상체에 적용가능하며, 구조가 간단하며 신속하게 검사를 수행할 수 있는 기술개발이 절실히 요구되고 있다.
상기와 같은 문제점을 극복하기 위해, 검사대상물의 엣지면과 같은 미세한 부분의 품질을 검사할 수 있는 엣지면 검사장치 및 이를 활용한 검사방법을 제공하는 것을 본 발명의 목적으로 한다.
본 발명의 목적을 달성하기 위해, 검사대상체의 엣지면을 검사할 수 있는 엣지면 검사장치에 있어서, 검사대상체의 엣지면에 검사용 레이저를 발산하기 위한 레이저발진부(10)와 상기 레이저발진부(10)를 일측에 결합하는 프레임(20), 및 상기 프레임(20)의 타측 단부에 레이저발진부(10)에서 발산되는 레이저광이 조사될 수 있는 검출스크린(30)이 구비되는 것을 특징으로 하는 엣지면 검사장치를 제공한다.
이때, 상기 레이저발진부(10)와 검출스크린(30)의 사이에는 비전검사를 위한 영상인식수단(40)이 더 구비되며, 상기 레이저발진부(10)는 레이저광조사기(11)와 상기 레이저광조사기(11)를 회동가능하도록 내포하는 브라켓(12) 및 상기 브라켓(12)을 프레임(20)과 결속해주는 관절부(13)로 구성된다.
또한, 상기 레이저발진부(10)는 프레임(20)에 결합될 때, 프레임(20)과 15도 내지 30도의 각도를 유지하도록 이격되어 결합되며, 상기 프레임(20)은 검사대상물에 따라 레이저발진부(10)와 검출스크린(30) 간의 이격거리를 가변시킬 수 있도록 제1프레임(21)과 상기 제1프레임(21)에 일부분이 내삽되어 가변될 수 있는 제2프레임(22)으로 구성된다.
이와 같은 검사장치를 이용하여 검사대상체의 엣지면을 검사할 수 있는 엣지면 검사방법은 검사대상체를 레이저가 발산되는 레이저발진부와 레이저발진부에서 발산된 레이저가 조사되는 검출스크린의 사이에 검사대상체를 위치하도록 한후 엣지면에 레이저광을 조사하여, 반사 또는 굴절된 레이저광이 검출스크린에 조사되는 위치변위를 통하여 합격여부를 판단하며, 보다 상세하게 설명하면, 상기 엣지면 검사방법은 표준검사체를 이용하여 표준측정값을 설정하는 단계(S10), 대상검사체를 측정하는 단계(S20), 대상검사체와 표준검사체의 측정값의 차이를 산출하는 단계(S30) 및 산출된 결과를 비교하여 합격여부를 판단하는 단계(S40)로 구성되는 것을 특징으로 하는 엣지면 검사방법을 제공하게 되는 것이다.
또한, 상기 변위값은 검출스크린에 조사되는 레이저광의 좌표값의 변화 또는 레이저광의 조사반경을 적용하게 된다.
본 발명의 엣지면 검사장치 및 이를 활용한 검사방법을 제공함으로써, 간단한 구조로 미세한 엣지면의 검사가 용이하게 이루어질 수 있고, 유지 및 보수비용이 절약되며, 다양한 검사대상체에 적용할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 사시도이다.
도 2와 도 3은 본 발명의 동작상태도이다.
도 4는 본 발명의 실시예를 도시하기 위한 사시도이다.
도 5와 도 6은 본 발명의 실시예를 도시하기 위한 평면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 엣지면 검사방법에 대한 순서도이다.
이하에서 당업자가 본 발명의 엣지면 검사장치 및 이를 활용한 검사방법을 당업자가 용이하게 실시할 수 있도록 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 사시도이고, 도 2와 도 3은 본 발명의 동작상태도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하여 상세하게 설명하면, 본 발명의 엣지면 검사장치는 레이저발진부(10)와 프레임(20) 및 검출스크린(30)으로 구성된다.
또한, 비전검사를 위한 카메라와 같은 영상인식수단(40)이 더 구비될 수 있다.
이와 같은 본 발명의 엣지면 검사장치는 검사대상물의 영상을 판독하여 불량여부를 판단하기위한 비전검사기에 적용하거나 단독으로 적용하여 검사대상물의 미세한 엣지면의 불량여부를 판단할 수 있도록 하기 위한 것이다.
이를 위해, 검사대상체의 엣지면에 검사용 레이저를 발산하기 위한 레이저발진부(10)는 프레임(20)의 일측단부에 결합되고, 반대측 단부에는 레이저발진부(10)에서 발산되는 레이저광이 조사될 수 있도록 검출스크린(30)이 구비된다.
상기와 같이 구성된 레이저발진부(10)와 인접하도록 검사대상체를 위치한 후, 검사대상물의 엣지면에 레이저를 조사하여 굴절 또는 레이저광의 일부가 검사대상체에 반사되어 제거된 레이저광이 프레임(20)의 일측에 구비되는 검출스크린(30)에 조사되고 조사된 레이저광의 위치에 따라 검사대상물의 엣지면의 불량유무를 판별하여 검사대상체의 합격유무를 판별할 수 있는 것이다.
보다 상세하게 설명하면, 표준검사체를 이용하여 표준측정값을 측정한 후, 검사대상체의 측정값을 측정하여 표준측정값과 검사대상체의 측정값의 오차범위를 비교하여 검사대상체의 합격유무를 판단하게 되는 것이다.(도 4 및 도 5참조)
이와 같은 검사방법은 후술하는 본 발명의 검사방법에 대한 설명부분에서 상세히 설명하도록 한다.
상기와 같은 레이저발진부(10)는 레이저광조사기(11)와 상기 레이저광조사기(11)를 회동가능하도록 내포하는 브라켓(12) 및 상기 브라켓(12)을 프레임(20)과 결속해주는 관절부(13)로 구성된다.
이때, 상기 레이저광조사기(11)는 레이저를 발생시킬 수 있는 것이면 무엇이든 가능하며, 내측에 수용공간을 형성하는 브라켓(12)에 회동가능하도록 일부분이 내삽되어 결합된다.
또한, 상기 브라켓(12)과 프레임(20)을 결속해주기 위한 관절부(13)는 암관절편(13a)와 수관절편(13b)으로 구성되어 브라켓(12)이 회동가능하도록 형성되되, 암관절편(13a)과 수관절편(13b)의 마주보는 면에 각각 레칫기어가 형성되어 브라켓(12)이 외부충격에 의해 임의적으로 회동되는 것을 방지하도록 형성된다.
이와 같은 레이저발진부(10)는 프레임(20)에 결합될 때, 프레임(20)과 소정의 각도(θ : 도 5참조)로 이격되도록 결합되는데, 15도~30도의 각도를 유지하도록 결합된다.
보다 상세하게 설명하면, 레이저발진부(10)의 일측을 프레임(20)에 결합할 때, 브라켓(12)에 일부분이 내삽되어 결합되어 있는 레이저광조사기(11)가 회동되어 레이저광이 조사되는 타측이 프레임(20)과 소정의 각도를 유지하며 이격되도록 하는 것이다.
이는 검사대상물의 엣지면이 미세한 경우가 많아 엣지면에 반사되어 굴절되는 레이저광의 궤적을 보다 용이하게 확인할 수 있도록 하는 것으로, 레이저발진부(10)를 프레임(20)과 수평으로 배치할 경우 표준검사물의 레이저광이 조사되는 위치와 검사대상물의 레이저광이 조사되는 위치간의 간격이 좁아 보다 정밀한 변화값을 측정하기 어렵기 때문에, 레이저발진기(10)와 프레임(20)간에 소정의 각도로 이격되도록 하여 레이저광이 조사되는 위치간의 이격거리가 커지도록 하여 보다 정밀한 판단이 가능한 것이다.
이는 수직으로 레이저광이 검출스크린(30)에 조사되는 것보다 소정의 각도로 이격되어 조사될 경우 레이저발진기(10)로부터 검출스크린(30) 까지의 도달 거리가 길어지기 때문에 각각의 레이저광이 조사되는 구간의 이격거리가 넓어지기 되는 것이다.
여기서, 상기와 같이 프레임(20)과 레이저광조사기(11)의 각도록 15도~30도를 유지하도록 하는 것은 프레임(20)과 레이저광조사기(11)가 이루는 각이 15도보다 작을 경우 반사된 레이저와 정상 레이저의 궤적의 차가 적어 판독이 어려우며, 30도보다 클 경우 레이저의 궤적이 흐려지게 되어 정확한 판독이 어려워지기 때문이다.
또한, 상기 프레임(20)은 가변형으로 적용할 수 있는데, 검사대상물에 따라, 레이저발진부(10)와 검출스크린(30) 간의 이격거리를 가변시킬 수 있는 것이다.
보다 상세하게 설명하면, 상기 프레임(20)은 제1프레임과(21)과 상기 제1프레임(21)에 일부분이 내삽되어 가변될 수 있는 제2프레임(22)으로 구성되는 붐형식으로 적용된다.
또한, 상기 검출스크린(30)상에는 검출눈금을 더 구비하여 레이저광의 검출이 보다 용이하도록 형성하며, 이와 같은 검출스크린(30)은 검사대상물 및 설치장소의 여건에 따라 다양한 재질로 적용될 수 있는데, 빛이 투과되지 않는 블랙스크린 또는 투명재질의 클리어스크린으로 적용될 수 있다.
이는, 검사를 위한 영상인식수단 및 검사자가 식별하기 용이하도록 하기 위한 것이다.
보다 상세하게 설명하면, 검사대상물에 따라 스크린의 배면부에서 레이저광이 조사되는 위치를 검토할 경우 클리어스크린으로 적용하고, 전면부에서 검토할 경우 블랙스크린을 적용하여 레이저광이 조사되는 위치를 보다 잘 검토할 수 있도록 하는 것이다.
또한, 상기와 같이 더 구비되는 영상인식수단(40)은 검출스크린(20)과 인접하는 곳에 추가적으로 더 배치될 수 있으며, 이는 외부에 구비되는 영상판독수단과 연동되어 동작될 수 있도록 하는 것이다.
이러한 영상인식수단(40)은 보다 정밀한 판독 또는 자동화시스템에 적용시 선택적으로 적용할 수 있도록 하는 것이며, 검출스크린의 종류에 따라 검출스크린(20)의 전방 또는 후방에 적용될 수 있다.
이와 같은 방법에 의해, 검사대상물의 엣지면의 불량여부를 판단할 수 있는 것으로, 이에 대한 자세한 방법은 이하에서 보다 상세하게 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 실시예를 도시하기 위한 사시도이고, 도 5와 도 6은 본 발명의 실시예를 도시하기 위한 평면도이다.
또한 도 7은 본 발명에 따른 엣지면 검사방법에 대한 순서도이다.
도 4 내지 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 엣지면 검사방법을 설명하면, 엣지면 검사장치를 이용한 엣지면 검사방법은 레이저발진부(10)와 인접한 곳에 검사대상체를 위치하도록 하고, 검사대상체의 엣지면에 레이저광을 조사한 후, 검출스크린(30)에 표시되는 레이저광의 변화되는 위치값 즉, 변위값에 따라 검사대상체의 합격유무를 판단할 수 있는 것이다.
이와 관련된 검사방법에 대하여 보다 상세하게 설명하면, 표준검사체를 이용하여 표준측정값을 설정하는단계(S10), 대상검사체를 측정하는 단계(S20), 대상검사체와 표준검사체의 측정값의 차이를 산출하는 단계(S30) 및 산출된 결과를 비교하여 합격여부를 판단하는 단계(S40)로 구성된다.
상기 표준검사체를 이용하여 표준측정값을 설정하는 단계(S10)는 표준이 되는 검사체의 엣지면에 레이저광을 조사한 후, 검출스크린(30)에 레이저광이 지시되는 부분(A : 도 4 및 도 5참조)에 대한 좌표값을 표준측정값으로 설정하는 것이다.
여기서, 상기 표준측정값은 좌표값 대신 레이저광이 검출스크린에 조사된 크기 즉, 광조사반경으로 대체가능하다.
이는 표준검사체 및 검사대상체의 특성에 따라 표면반사율이 다르기 때문에 반사율이 높은 검사체의 경우 레이저광이 표면에 투과되면 반사되어 검출스크린에 조사되지만, 반사율이 낮은 검사체의 경우 표면에 간섭되는 레이저광은 산발되고, 간섭되지 않고 남은 레이저광만 검출스크린에 조사되어, 레이저광이 검출스크린에 조사되는 범위 즉, 크기가 달라지기 때문인 것이다.
상기와 같이 표준측정값이 설정된 후, 대상검사체를 측정하는 단계(S20)를 거치게 되는데, 검사대상체의 엣지면에 레이저광을 조사한 후, 검출스크린(30)에 레이저광이 지시되는 부분(B : 도 4와 도 5 참조)에 대한 정보를 인식하여 검사대상체를 측정하게 되며, 여기서도 표준측정값과 마찬가지로 검사대상체의 엣지면에 레이저광을 조사한 후 검출스크린에 표시되는 좌표값을 획득하는 것이다.
여기서 상기 검사대상체의 측정값 또한 앞서 설명한 좌표값 이외에 검사대상체에 따라 광조사반경으로 대체 가능하다.
상기와 같이 표준측정값과 검사대상체의 측정값을 획득한 후, 검사대상체와 표준검사체의 측정값의 차이를 산출하는 단계(S30)를 거치게 된다.
여기서는 표준측정값과 검사대상체의 측정값의 오차 즉, 이격거리 및 각도의 변화 등과 같은 변화값 또는 광조사반경의 크기차이 등을 산출하게 되는 것이다.
상기와 같이 변화값을 산출한 후, 산출된 결과를 비교하여 합격여부를 판단하는 단계(S40)를 거치게 되는데, 표준검사체의 표준측정값과 검사대상체에서 측정될 측정값의 오차를 사용자에 의해 기 설정된 오차범위에 포함되는지 여부를 판단하여 합격여부를 판단하게 되는 것이다.
예를 들어, 사용자가 기 설정한 오차범위에 포함될 경우, 이는 합격으로 판단하고, 오차범위를 넘어설 경우 불량으로 판단하게 되는 것이다.
이와 같은 방법에 의해 본 발명의 엣지면 비전검사방법을 완성할 수 있는 것이다.
10 : 레이저발진부 11 : 레이저광조사기
12 : 브라켓 13 : 관절부
20 : 프레임 21 : 제1프레임
22 : 제2프레임 30 : 검출스크린
40 : 영상인식수단

Claims (8)

  1. 검사대상체의 엣지면을 검사할 수 있는 엣지면 검사장치에 있어서,
    검사대상체의 엣지면에 검사용 레이저를 발산하기 위한 레이저발진부(10);와
    상기 레이저발진부(10)를 일측에 결합하는 프레임(20); 및
    상기 프레임(20)의 타측 단부에 레이저발진부(10)에서 발산되는 레이저광이 조사될 수 있는 검출스크린(30)이 구비되는 것을 특징으로 하는 엣지면 검사장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 레이저발진부(10)와 검출스크린(30)의 사이에는 비전검사를 위한 영상인식수단(40)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 엣지면 검사장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 레이저발진부(10)는 레이저광조사기(11)와 상기 레이저광조사기(11)를 회동가능하도록 내포하는 브라켓(12) 및 상기 브라켓(12)을 프레임(20)과 결속해주는 관절부(13)로 구성되는 것을 특징으로 하는 엣지면 검사장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 레이저발진부(10)는 프레임(20)에 결합될 때, 프레임(20)과 15도 내지 30도의 각도를 유지하도록 이격되어 결합되는 것을 특징으로 하는 엣지면 검사장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 프레임(20)은 검사대상물에 따라 레이저발진부(10)와 검출스크린(30) 간의 이격거리를 가변시킬 수 있도록 제1프레임(21)과 상기 제1프레임(21)에 일부분이 내삽되어 가변될 수 있는 제2프레임(22)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 엣지면 검사장치.
  6. 검사대상체의 엣지면을 검사할 수 있는 엣지면 검사방법에 있어서,
    검사대상체를 레이저가 발산되는 레이저발진부와 레이저발진부에서 발산된 레이저가 조사되는 검출스크린의 사이에 검사대상체를 위치하도록 한후 엣지면에 레이저광을 조사하여, 반사 또는 굴절된 레이저광이 검출스크린에 조사되는 위치변위를 통하여 합격여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 엣지면 검사방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 엣지면 검사방법은 표준검사체를 이용하여 표준측정값을 설정하는 단계(S10), 대상검사체를 측정하는 단계(S20), 대상검사체와 표준검사체의 측정값의 차이를 산출하는 단계(S30) 및 산출된 결과를 비교하여 합격여부를 판단하는 단계(S40)로 구성되는 것을 특징으로 하는 엣지면 검사방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 변위값은 검출스크린에 조사되는 레이저광의 좌표값의 변화 또는 레이저광의 조사반경인 것을 특징으로 하는 엣지면 검사방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20190001789A (ko) 2017-06-28 2019-01-07 (주)티앤비프리시즌 멀티 광학 디스플레이 검사 장치

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