KR20160136255A - Pcb 기판의 컨포멀 코팅 두께 및 코팅 영역 검사방법 및 시스템 - Google Patents

Pcb 기판의 컨포멀 코팅 두께 및 코팅 영역 검사방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 PCB 기판의 표면에 도포된 컨포멀을 인라인(In-line) 상에서 실시간으로 검사할 수 있도록 함으로써 품질향상과 더불어 생산수량을 대폭 증대시킬 수 있는 PCB 기판의 컨포멀 코팅 두께 및 코팅 영역 검사방법 및 시스템에 관한 것으로,
PCB의 표면에 선형 빔을 조사하는 레이저(110)와, 조사한 빔이 PCB(P) 표면에 부딪히면서 반사되는 2개의 빛이 굴절되도록 안내하는 굴절렌즈(120)와, 상기 굴절렌즈(120)를 통과한 2개의 빛이 형상화되면서 기록하는 기록소자(130)를 포함하여 구성된 레이저 변위 센서부(100)를 이용하여 비접촉 방식으로 컨포멀 코팅 두께에 대한 영상을 수집하는 코팅 두께 영상 수집 단계(S100)와, 상기 두께 영상 수집단계에서 수집한 영상데이터를 메인서버(600)에서 비교연산이 용이한 수치 값으로 변환하는 수치 변환단계(S200)와, 상기 수치 변환단계(S200)에서 획득한 수치데이터와 기입력된 기준 수치데이터를 비교 연산하는 비교연산단계(S300)와, 상기 비교연산단계(S300)에서 기준 수치데이터에 부합하지 않을 경우 불량을 임을 알리는 경고등을 표시하고, 기준 수치데이터에 부합할 경우 코팅 두께에 대해 양품으로 인정하여 후공정으로 PCB를 이송하는 양품판정단계(S400)와, 상기 양품판정단계(S400)에서 이송된 PCB의 표면에 도포된 코팅 면에 UV 조명을 조사하는 UV 조명등(210)과, 조사된 UV 조명에 의해 발광하는 빛을 영상으로 수집하는 카메라(220)를 이용하여 PCB 기판의 컨포멀 코팅 영역을 수집하는 코팅 영역 영상 수집단계(S500)와, 상기 코팅 영역 영상 수집단계(S500)에서 수집한 영상데이터를 메인서버(600)에서 비교연산이 용이한 수치 값으로 변환하는 수치 변환단계(S600)와, 상기 수치 변환단계(S600)에서 획득한 수치데이터와 기입력된 기준 수치데이터를 비교 연산하는 비교연산단계(S700)와, 상기 비교연산단계(S700)에서 기준 수치데이터에 부합하지 않을 경우 불량을 임을 알리는 경고등을 표시하고, 기준 수치데이터에 부합할 경우 코팅 영역에 대해 양품으로 인정하여 후공정으로 PCB를 이송하는 양품판정단계(S800)를 포함하여 이루어진다.

Description

PCB 기판의 컨포멀 코팅 두께 및 코팅 영역 검사방법 및 시스템{PCB conformal coating thickness and coated area inspection method and system}
본 발명은 PCB 기판의 컨포멀 코팅 두께 및 코팅 영역 검사방법 및 시스템에 관한 것으로 더욱 상세히는 PCB 기판의 표면에 도포된 컨포멀을 인라인(In-line) 상에서 실시간으로 검사할 수 있도록 함으로써 품질향상과 더불어 생산수량을 대폭 증대시킬 수 있는 PCB 기판의 컨포멀 코팅 두께 및 코팅 영역 검사방법 및 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 컨포멀 코팅(confomal coating)이라 함은 전장품의 최종 사용 환경(온도, 습도, 이물질 오염)으로부터 제품을 보호하기 위하여 PCA(인쇄 배선 회로 어셈블리, printed circuit assembly)표면에 얇고 투명한 고분자 물질을 도포하는 것을 말하며, 최근에는 무연납(lead-free soldering) 사용에 따른 부식을 감소시키기 위하여 많이 채택되는 추세에 있다.
또한, 컨포멀 코팅 공정을 PCB 조립 이후에 실시하게 될 경우 제품의 품질과 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있다는 요구에 따라 최근에는 PCB 생산과정에서 컨포멀 코팅공정을 추가시켜 생산하는 방식을 채택하고 있다.
그러나 컨포멀 코팅에 있어 코팅 두께가 마이크로미터 단위로 얇게 코팅되기 때문에 In-line 제품 생산(여러 장비를 연결하여 생산하는 자동화 생산 방식)에 있어 기준 코팅 두께를 측정하는 설비가 현재까지는 존재하고 있지 않아 생산라인에서 전수 두께 검사를 하지 못하고 있는 실정이다.
현재 대기업에서는 코팅 두께와 코팅 영역에 대한 자체 검사 기준치를 제시고 하고 있으나, 현재의 검사장비로는 샘플링 검사에 지나지 않은 상태이며, 자동차, 항공기, 열차 등 많은 제품이 전자제어방식을 채택하면서 여러 PCB(인쇄회로기판, printed circuit board) 중 하나라도 불량이 일어나면 제품에 오작동이 일어나 컨트롤하기 어려운 상태에 이르게 되고 이는 종종 대형사고로 연결되기도 하는 등 심각한 문제점으로 대두되고 있다.
이에 따라 In-line용 컨포멀 코팅 두께 및 코팅영역에 대해 실시간으로 전수 검사를 할 수 있는 검사장치가 절실하게 필요하게 되었다.
특허등록 제10-1535801호
이에 본 발명에서는 상기와 같은 요구와 문제점을 일소키 위해 안출한 것이며, 비접촉방식에 의해 컨포멀 코팅 두께 및 코팅 영역에 대한 영상을 수집함과 동시에 수집한 영상을 실시간으로 전수검사를 함으로써 불량품을 사전에 제거할 수 있을 뿐 아니라, In-line 제품 생산 방식에 접목할 수 있도록 함으로써 생산량을 대폭 향상시킬 수 있는 PCB 기판의 컨포멀 코팅 두께 및 코팅 영역 검사방법 및 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본원 발명의 PCB 기판의 컨포멀 코팅 두께 및 코팅 영역 검사방법은,
PCB의 표면에 선형 빔을 조사하는 레이저(110)와, 조사한 빔이 PCB(P) 표면에 부딪히면서 반사되는 2개의 빛이 굴절되도록 안내하는 굴절렌즈(120)와, 상기 굴절렌즈(120)를 통과한 2개의 빛이 형상화되면서 기록하는 기록소자(130)를 포함하여 구성된 레이저 변위 센서부(100)를 이용하여 비접촉 방식으로 컨포멀 코팅 두께에 대한 영상을 수집하는 코팅 두께 영상 수집 단계(S100)와, 상기 두께 영상 수집단계에서 수집한 영상데이터를 메인서버(600)에서 비교연산이 용이한 수치 값으로 변환하는 수치 변환단계(S200)와, 상기 수치 변환단계(S200)에서 획득한 수치데이터와 기입력된 기준 수치데이터를 비교 연산하는 비교연산단계(S300)와, 상기 비교연산단계(S300)에서 기준 수치데이터에 부합하지 않을 경우 불량을 임을 알리는 경고등을 표시하고, 기준 수치데이터에 부합할 경우 코팅 두께에 대해 양품으로 인정하여 후공정으로 PCB를 이송하는 양품판정단계(S400)와, 상기 양품판정단계(S400)에서 이송된 PCB의 표면에 도포된 코팅 면에 UV 조명을 조사하는 UV 조명등(210)과, 조사된 UV 조명에 의해 발광하는 빛을 영상으로 수집하는 카메라(220)를 이용하여 PCB 기판의 컨포멀 코팅 영역을 수집하는 코팅 영역 영상 수집단계(S500)와, 상기 코팅 영역 영상 수집단계(S500)에서 수집한 영상데이터를 메인서버(600)에서 비교연산이 용이한 수치 값으로 변환하는 수치 변환단계(S600)와, 상기 수치 변환단계(S600)에서 획득한 수치데이터와 기입력된 기준 수치데이터를 비교 연산하는 비교연산단계(S700)와, 상기 비교연산단계(S700)에서 기준 수치데이터에 부합하지 않을 경우 불량을 임을 알리는 경고등을 표시하고, 기준 수치데이터에 부합할 경우 코팅 영역에 대해 양품으로 인정하여 후공정으로 PCB를 이송하는 양품판정단계(S800)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 코팅 두께 영상 수집 단계(S100)와 코팅 영역 영상 수집단계(S200)는 순차적으로 진행되거나 또는 동시에 진행되도록 구성할 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 코팅 두께 영상 수집 단계(S100)와 코팅 영역 영상 수집단계(S200)를 동시에 진행할 경우 비교연산단계(S300, S700)도 동시에 진행되는 것을 특징으로 한다.
또한, 코팅 두께 영상 수집 단계(S100)와, 코팅 영역 영상 수집단계(S500)에서의 영상수집방식은 비접촉방식에 의해 수집되는 것을 특징으로 한다.
그리고 PCB 기판의 컨포멀 코팅 두께 및 코팅 영역 검사 시스템(S)은,
PCB의 표면에 선형 빔을 조사하는 레이저(110)와, 조사한 빔이 PCB(200) 표면에 부딪히면서 반사되는 2개의 빛이 굴절되도록 안내하는 굴절렌즈(120)와, 상기 굴절렌즈(120)를 통과한 2개의 빛이 형상화되면서 기록하는 기록소자(130)를 포함하여 구성되는 레이저 변위 센서부(100) 및 PCB의 표면에 도포된 코팅 면에 UV 조명을 조사하는 UV 조명등(210)과, 조사된 UV 조명에 의해 발광하는 빛을 영상으로 수집하는 카메라(220)로 구성되는 코팅 영역 영상수집부(200)와, 상기 레이저 변위 센서부(100)와, 코팅 영역 영상 수집부(200)에서 수집한 영상데이터를 메인서버(600)에서 비교연산이 용이한 수치 값으로 변환하는 수치 변환부(300)와, 상기 수치 변환부(300)에서 획득한 수치데이터와 메인서버(600)에 기입력된 기준 수치데이터를 비교 연산하는 비교연산부(400)와, 상기 비교연산부(400)에서 기준 수치데이터에 부합하지 않을 경우 불량을 임을 알리는 경고등을 표시하고, 기준 수치데이터에 부합할 경우 코팅 영역에 대해 양품으로 인정하여 후공정으로 PCB를 이송하도록 하는 양품판정부(500)와, 상기 일련의 동작을 제어하는 메인서버(600)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본원 발명의 PCB 기판의 컨포멀 코팅 두께 및 코팅 영역 검사방법 및 시스템은 비접촉방식에 의해 컨포멀 코팅 두께 및 코팅 영역에 대한 영상을 수집함과 동시에 수집한 영상을 실시간으로 전수검사를 함으로써 불량품을 사전에 제거할 수 있을 뿐 아니라, In-line 제품 생산 방식에 접목할 수 있기 때문에 PCB 생산량을 대폭 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시 예의 검사방법을 도시한 블록 구성도
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시 예를 보인 시스템 구성도
도 3은 본 발명의 시스템 중 레이저 변위 센서부를 도시한 개략적인 구성도
도 4는 본 발명의 시스템 중 코팅 영역 수집부를 도시한 개략적인 구성도
도 4는 본 발명의 시스템 중 코팅 영역 수집부를 도시한 개략적인 평면 구성도
이하, 첨부된 도면 및 바람직한 실시 예에 따라 본 발명에서 제공하는 PCB 기판의 컨포멀 코팅 두께 및 코팅 영역 검사방법은 도 1에서 도시된 바와 같이 그 첫 번째 단계로서 PCB의 표면에 선형 빔을 조사하는 레이저(110)와, 조사한 빔이 PCB(P) 표면에 부딪히면서 반사되는 2개의 빛이 굴절되도록 안내하는 굴절렌즈(120)와, 상기 굴절렌즈(120)를 통과한 2개의 빛이 형상화되면서 기록하는 기록소자(130)를 포함하여 구성된 레이저 변위 센서부(100)를 이용하여 비접촉 방식으로 컨포멀 코팅 두께에 대한 영상을 수집한다(S100).
본원에서 제공하는 영상 수집 시간은 3초 이내가 될 수 있으며, 이로 인해 신속하면서 실시간 검사가 용이하게 되는 것이다.
상기 두께 영상 수집단계에서 수집한 영상데이터를 메인서버(600)에서 비교연산이 용이한 수치 값으로 변환한다(S200).
상기 수치는 도 3에서 도시된 바와 같이 레이저를 조사했을 때 형성되는 두개의 점, 즉 PCB의 코팅 표면(a)과 PCB 제품 표면(b)에 형성되는 점이 반사되면서 굴절렌즈(120)를 통과하여 기록소자(130)에 상이 형성되게 되는데 이때도 2개의 점이 형성되며, 2개의 점 사이 거리가 코팅 두께가 되는 것이다. 아울러 수치변환단계에서는 두 개의 점 사이 거리를 측정하여 수치 값으로 변환하는 것이다.
상기 수치 변환단계(S200)에서 획득한 수치데이터와 기입력된 기준 수치데이터를 비교 연산한다(S300).
이때 상기 기입력된 기준 수치데이터라 함은 메인서버(600)에 입력된 오차범위를 의미하는 것이며, 일반적으로 10㎛ ±1의 오차범위가 입력되는바, 이는 사용자의 요구에 따라 얼마든지 수정이 용이하다.
상기 비교연산단계(S300)에서 기준 수치데이터에 부합하지 않을 경우(오차범위에 벗어날 경우) 불량을 임을 알리는 경고등을 표시하고, 기준 수치데이터에 부합할 경우 코팅 두께에 대해 양품으로 인정하여 후공정으로 PCB를 이송한다(S400).
상기 양품판정단계(S400)에서 이송된 PCB의 표면에 도포된 코팅 영역을 측정하기 위해 코팅 면에 UV 조명을 조사하는 UV 조명등(210)과, 조사된 UV 조명에 의해 발광하는 빛을 영상으로 수집하는 카메라(220)를 이용하여 PCB 기판의 컨포멀 코팅 영역을 수집한다(S500).
상기 코팅 영역 영상 수집단계(S500)에서 수집한 영상데이터를 메인서버(600)에서 비교연산이 용이한 수치 값으로 변환(S600)한 다음, 상기 수치 변환단계(S600)에서 획득한 수치데이터와 기입력된 기준 수치데이터를 비교 연산한다(S700). 코팅 영역의 측정은 UV 조명을 조사한 다음, 발광하는 면적을 계산하여 코팅 영역을 수치화할 수 있다.
상기 비교연산단계(S700)에서 기준 수치데이터에 부합하지 않을 경우 불량을 임을 알리는 경고등을 표시하고, 기준 수치데이터에 부합할 경우 코팅 영역에 대해 양품으로 인정하여 후공정으로 PCB를 이송(S800)함으로써 후공정과의 연결이 용이하게 되는 것이며, 나아가 In-line 제품 생산 방식에 접목할 수 있기 때문에 PCB 생산량을 대폭 향상시킬 수 있게 되는 것이다.
특히, 또한, 코팅 두께 영상 수집 단계(S100)와, 코팅 영역 영상 수집단계(S500)에서의 영상수집방식은 비접촉방식에 의해 수집되도록 함으로써 본원발명에서 추구하는 실시간 검사 방식에 부합될 수 있다.
또한, 상기 코팅 두께 영상 수집 단계(S100)와 코팅 영역 영상 수집단계(S200)는 순차적으로 진행되는 것으로 설명되어 있으나, 순서는 얼마든지 변경될 수 있는 것이며, 동시에 진행할 수도 있다.
뿐만 아니라, 상기 코팅 두께 영상 수집 단계(S100)와 코팅 영역 영상 수집단계(S200)를 동시에 진행할 경우 비교연산단계(S300, S700) 역시 동시에 진행할 수 있다.
그리고 PCB 기판의 컨포멀 코팅 두께 및 코팅 영역 검사 시스템(S)은, 도 2에서 도시된 바와 같이 PCB의 표면에 선형 빔을 조사하는 레이저(110)와, 조사한 빔이 PCB(200) 표면에 부딪히면서 반사되는 2개의 빛이 굴절되도록 안내하는 굴절렌즈(120)와, 상기 굴절렌즈(120)를 통과한 2개의 빛이 형상화되면서 기록하는 기록소자(130)를 포함하여 구성되는 레이저 변위 센서부(100)가 구성된다.
또한, PCB의 표면에 도포된 코팅 면에 UV 조명을 조사하는 UV 조명등(210)과, 조사된 UV 조명에 의해 발광하는 빛을 영상으로 수집하는 카메라(220)로 구성되는 코팅 영역 영상수집부(200)과 구성된다.
또한, 상기 레이저 변위 센서부(100)와, 코팅 영역 영상 수집부(200)에서 수집한 영상데이터를 메인서버(600)에서 비교연산이 용이한 수치 값으로 변환하는 수치 변환부(300)와, 상기 수치 변환부(300)에서 획득한 수치데이터와 메인서버(600)에 기입력된 기준 수치데이터를 비교 연산하는 비교연산부(400)와, 상기 비교연산부(400)에서 기준 수치데이터에 부합하지 않을 경우 불량을 임을 알리는 경고등을 표시하고, 기준 수치데이터에 부합할 경우 코팅 영역에 대해 양품으로 인정하여 후공정으로 PCB를 이송하도록 하는 양품판정부(500)와, 상기 일련의 동작을 제어하는 메인서버(600)를 포함하여 구성된다.
즉, 메인서버(600)에서 코팅 두께에 대한 측정 및 검사 그리고 코팅 영역에 대한 측정 및 검사에 대한 동작제어가 이루어짐은 물론, 측정한 값에 대한 비교연산 및 양품일 경우의 후공정으로 진행되도록 하는 제어까지 총괄처리가 되는 것이다.
S100, S500: 코팅 두께 영상 수집단계
S200, S600: 수치 변환 단계
S300, S700: 비교연산단계
S400, S800: 양품판정단계
S: 검사시스템 P: PCB
a: 코팅 표면 b: 제품 표면
100: 레이저 변위 센서부
110: 레이저 120: 굴절렌즈
130: 기록소자 200: 코팅 영역 영상 수집부
210: UV 조명 220: 카메라
300: 수치 변환 부 400: 비교연산부
500: 양품 판정부 600: 메인서버

Claims (5)

  1. PCB의 표면에 선형 빔을 조사하는 레이저(110)와, 조사한 빔이 PCB(200) 표면에 부딪히면서 반사되는 2개의 빛이 굴절되도록 안내하는 굴절렌즈(120)와, 상기 굴절렌즈(120)를 통과한 2개의 빛이 형상화되면서 기록하는 기록소자(130)를 포함하여 구성된 레이저 변위 센서부(100)를 이용하여 비접촉 방식으로 컨포멀 코팅 두께에 대한 영상을 수집하는 코팅 두께 영상 수집 단계(S100);
    상기 두께 영상 수집단계에서 수집한 영상데이터를 메인서버(600)에서 비교연산이 용이한 수치 값으로 변환하는 수치 변환단계(S200);
    상기 수치 변환단계(S200)에서 획득한 수치데이터와 기입력된 기준 수치데이터를 비교 연산하는 비교연산단계(S300);
    상기 비교연산단계(S300)에서 기준 수치데이터에 부합하지 않을 경우 불량을 임을 알리는 경고등을 표시하고, 기준 수치데이터에 부합할 경우 코팅 두께에 대해 양품으로 인정하여 후공정으로 PCB를 이송하는 양품판정단계(S400);
    상기 양품판정단계(S400)에서 이송된 PCB의 표면에 도포된 코팅 면에 UV 조명을 조사하는 UV 조명등(210)과, 조사된 UV 조명에 의해 발광하는 빛을 영상으로 수집하는 카메라(220)를 이용하여 PCB 기판의 컨포멀 코팅 영역을 수집하는 코팅 영역 영상 수집단계(S500);
    상기 코팅 영역 영상 수집단계(S500)에서 수집한 영상데이터를 메인서버(600)에서 비교연산이 용이한 수치 값으로 변환하는 수치 변환단계(S600);
    상기 수치 변환단계(S600)에서 획득한 수치데이터와 기입력된 기준 수치데이터를 비교 연산하는 비교연산단계(S700);
    상기 비교연산단계(S700)에서 기준 수치데이터에 부합하지 않을 경우 불량을 임을 알리는 경고등을 표시하고, 기준 수치데이터에 부합할 경우 코팅 영역에 대해 양품으로 인정하여 후공정으로 PCB를 이송하는 양품판정단계(S800);
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 PCB 기판의 컨포멀 코팅 두께 및 코팅 영역 검사방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 코팅 두께 영상 수집 단계(S100)와 코팅 영역 영상 수집단계(S200)는 순차적으로 진행되거나 또는 동시에 진행되도록 구성할 수 있는 것을 특징으로 하는 PCB 기판의 컨포멀 코팅 두께 및 코팅 영역 검사방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 코팅 두께 영상 수집 단계(S100)와 코팅 영역 영상 수집단계(S200)를 동시에 진행할 경우 비교연산단계(S300,S700)도 동시에 진행되는 것을 특징으로 하는 PCB 기판의 컨포멀 코팅 두께 및 코팅 영역 검사방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 코팅 두께 영상 수집 단계(S100)와, 코팅 영역 영상 수집단계(S500)에서의 영상수집방식은 비접촉방식에 의해 수집되는 것을 특징으로 하는 PCB 기판의 컨포멀 코팅 두께 및 코팅 영역 검사방법.
  5. PCB의 표면에 선형 빔을 조사하는 레이저(110)와, 조사한 빔이 PCB(200) 표면에 부딪히면서 반사되는 2개의 빛이 굴절되도록 안내하는 굴절렌즈(120)와, 상기 굴절렌즈(120)를 통과한 2개의 빛이 형상화되면서 기록하는 기록소자(130)를 포함하여 구성되는 레이저 변위 센서부(100); 및
    PCB의 표면에 도포된 코팅 면에 UV 조명을 조사하는 UV 조명등(210)과, 조사된 UV 조명에 의해 발광하는 빛을 영상으로 수집하는 카메라(220)로 구성되는 코팅 영역 영상수집부(200); 와,
    상기 레이저 변위 센서부(100)와, 코팅 영역 영상 수집부(200)에서 수집한 영상데이터를 메인서버(600)에서 비교연산이 용이한 수치 값으로 변환하는 수치 변환부(300); 와,
    상기 수치 변환부(300)에서 획득한 수치데이터와 메인서버(600)에 기입력된 기준 수치데이터를 비교 연산하는 비교연산부(400); 와,
    상기 비교연산부(400)에서 기준 수치데이터에 부합하지 않을 경우 불량을 임을 알리는 경고등을 표시하고, 기준 수치데이터에 부합할 경우 코팅 영역에 대해 양품으로 인정하여 후공정으로 PCB를 이송하도록 하는 양품판정부(500); 와
    상기와 같은 일련의 동작을 제어하는 메인서버(600);
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 PCB 기판의 컨포멀 코팅 두께 및 코팅 영역 검사 시스템.
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