KR20200121211A - 인쇄회로기판의불량분석장치및방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 인쇄회로기판의 불량 여부를 분석하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른인쇄회로기판 불량 분석 장치 및 방법은 저항 측정부(100)를 통해 인접하는 단자 사이의 저항 값을 측정하며,
제어부(110)를 통하여 상기 저항 측정부(100)의 움직임을 제어하고, 연산부(120)에서는 인쇄회로기판 상의 인접하는 배선 사이에 단락(short)이 발생하였는지 여부를 검사하며 단락이 발생한 경우 측정한 저항 값을 토대로 단락의 발생위치를 연산하며, 이에 더하여 상기 발생한 단락을 제거하는 절단부(130)와 단락 발생 여부 및 단락 발생 위치 등을 표시하는 표시부(140)를 포함하는 인쇄회로기판 불량 분석 장치 및 분석 방법이다.

Description

인쇄회로기판의불량분석장치및방법{Apparatus and method for failure analysis of printed circuit board}
본 발명은 인쇄회로기판(Printed Circuit Board)의 불량 여부를 판단하기 위한 분석 장치 및 방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 저항 측정부(100) 를 통하여 인접하는 단자간의 저항을 측정하고, 인접하는 배선간에 단락이 발생한 경우 배선의 양 끝 단자 및 인접하는 단자간의 저항을 측정하고 연산하는 과정을 거쳐 인접하
는 배선 간의 단락의 위치를 도출하며 단락선을 절단하여 불량인 인쇄회로기판을 양품으로서 사용 가능하도록하는 인쇄회로기판의 불량 분석 장치 및 방법에 관한 것이다.
인쇄회로기판은 집적회로나 저항기 등의 전기적 부품들이 납땜되는 얇은 판으로, 인쇄회로기판 상에는 전기적 부품들과의 전기적 연결을 위한 배선이 마련된다. 인쇄회로기판 상의 배선 간에는 제조 공정 등에 의해 단선이나 단락(short) 등과 같은 불량이 발생될 수 있다. 배선의 불량은 상기 배선에 납땜되는 전기적 부품의 오
작동이나 작동 불능을 야기할 수 있어 완성품의 불량을 초래하게 된다.
[0003] 이에 인쇄회로기판에 형성된 배선의 불량 여부를 미리 검사할 필요성이 대두되었고, 이러한 필요성에 의해 종래에는 현미경에 의해 광학적으로 배선의 불량을 검사하였다. 그러나 현미경에 의한 배선 불량 검사에 의하면, 인쇄회로기판 상에 미세의 입자 등이 존재할 경우, 양호한 인쇄회로기판에서도 배선이 불량으로 인식되는 문제점이 있다. 또한, 광학적 방법에 의하므로 전기적인 불량을 인식할 수 없게 되는 문제점이 있다.
이에 따라 전기적인 검사에 의하여 인쇄회로기판의 불량 여부를 판단하는 방법이 개발되었으나 인쇄회로기판이 불량인지 또는 양품인지 여부만을 판단할 수 있으며 인접하는 배선 간에 어느 위치에서 단락이 발생하였는지에 대해서는 명확히 알 수 없어 작업자가 수동으로 불량이 발생한 위치를 확인하는 과정을 거쳐야 한다. 이경우, 불량을 확인하는 시간이 소요되므로 불량 분석 작업의 효율이 현저히 떨어지게 된다.
따라서 본 발명은 인쇄회로기판 상의 불량 여부를 판단할 뿐만 아니라 인접하는 배선간에 단락이 발생한 경우 단락이 발생한 위치를 도출하며 단락선을 절단하여 불량인 인쇄회로기판을 양품으로서 사용할 수 있도록 하는데에 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 인쇄회로기판 불량 분석 장치는 인쇄회로기판의 각 단자 사이의 저항을 측정하는 저항 측정부(100), 상기 저항 측정부(100) 의 움직임을 제어하는 제어부(110), 상기 저항 측정
부(100) 에서 측정한 저항 값을 토대로 인접한 배선 사이의 단락 유무 및 단락 위치를 연산하는 연산부(120)를 포함한다.
상기 저항 측정부(100)는 인쇄회로기판의 단자에 접촉하는 4개의 핀과 상기 핀을 지지하는 지지판으로 이루어지는 것을 포함한다.
상기 핀은 상기 지지판 상에서 XY방향으로 구동하는 것을 포함한다.
상기 제어부(110)는 상기 지지판의 위치 및 상기 핀의 위치를 각각 제어하는 것을 포함한다.
상기 인쇄회로기판 불량 분석 장치는 인쇄회로기판 상의 단락선을 끊어주는 절단부(130)를 포함한다.
상기 절단부(130)는 레이저를 이용하여 절단하는 것을 포함한다.
상기 인쇄회로기판 불량 분석 장치는 연산부(120)에서 연산한 결과를 표시하는 표시부(140)를 포함한다.
한편, 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 인쇄회로기판 불량 분석 방법은 저항 측정부(100)를 통해 인접하는 단자간의 저항을 측정하는 단계, 상기 저항 측정 단계의 측정 결과 인접한 배선 간에 단락이 존재하는 경우 4단자간의 저항을 모두 측정하는 단계, 상기 4단자간의 저항 측정값을 토대로 단락선의 저항 값을 연산
하는 단계, 상기 단락선의 저항 값을 이용하여 단자와 단락위치 사이의 저항 값을 연산하는 단계, 상기 단자와 단락위치 사이의 저항 값을 토대로 인접하는 배선 간에 존재하는 단락선의 위치를 도출하는 단계를 포함한다.
상기 단락선의 위치를 도출하는 단계 이후에 단락선을 절단하는 단계를 포함한다.
상기 단락선을 절단하는 단계는 레이저를 이용하여 절단하는 것을 포함한다.
본 발명에 의하는 경우 인쇄회로기판이 단순히 불량인지 양품인지 여부를 판단하는 데에 그치지 않고, 불량 특히 인쇄회로기판 상에서 인접하는 배선 간에 단락이 발생한 경우 단락 발생 위치를 도출하여 단락선을 절단하는 과정을 통해 불량인 인쇄회로기판을 양품으로써 사용할 수 있도록 하여 종래 작업자가 수동으로 단락 위
치를 파악하여 조치를 취하는 방법에 비하여 보다 효율적으로 인쇄회로기판의 불량 여부를 분석하고 이를 해결하는 것이 가능해진다.
도1은 본 발명에 따른 인쇄회로기판 불량 분석 장치의 구성도이다.
도2는 본 발명에 따른 인쇄회로기판 불량 분석 방법의 흐름도이다.
도3는 인접하는 단자간에 불량이 발생하지 않은 경우를 나타낸 구성도이다.
도4은 인접하는 단자간에 불량이 발생한 경우를 나타낸 구성도이다.
이하에서는 본 발명에 따른 인쇄회로기판의 불량 분석 장치 및 방법의 바람직한 일 실시 예를 첨부된 도면을참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 인쇄회로기판 불량 분석 장치의 구성도이며 도 2는 본 발명에 따른 인쇄회로기판 불량분석 방법을 나타낸 흐름도이다. 인쇄회로기판 불량 분석 장치는 기본적으로 인쇄회로기판의 각 단자 사이의 저항을 측정하는 저항 측정부(100)와 저항 측정부(100)의 움직임을 제어하는 제어부(110), 그리고 상기 저항
측정부(100)에서 측정한 저항 값을 토대로 인접한 배선 사이의 단락 유무 및 단락 위치를 연산하는 연산부 (120)로 구성된다.
상기 저항 측정부(100)는 양 단자 사이의 저항을 측정할 수 있는 일반적인 저항 측정 장치 등으로 구성될 수 있으며 그 일 실시예로서 휘트스톤 브릿지(wheatstone bridge) 회로의 원리를 이용하여 양 단자 간의 미지의 저항 값을 도출할 수 있다.
상기 제어부(110)는 저항 측정부(100)의 위치를 조절하는 역할을 하며 측정하고자 하는 단자에 정확히 저항 측정부(100)가 위치할 수 있도록 제어한다.
상기 연산부(120)는 저항 측정부(100)를 통하여 측정한 저항 값을 통하여 인쇄회로기판 상에서 인접한 배선사이에 단락이 발생하였는지 여부 및 단락이 발생한 경우 발생 위치를 연산하는 역할을 한다. 이론적으로 개방된 단자 사이의 저항 값은 무한대(8)이고 도선으로 연결된 단자 사이의 저항 값은 0Ω이지만,
실제 회로에서는 개방된 단자 사이의 저항은 무한대에 이르지는 아니하더라도 수백 kΩ 내지 그 이상의 값을가지며 도선으로 연결된 단자 사이에도 도선의 물질 특성에 따라 수mΩ 내지 수Ω에 해당하는 작은 크기의 저항이 발생한다. 도선의 저항은 길이에 비례하는 선저항으로써 도선이 길수록 도선 양 끝의 단자사이의 저항의
크기가 커지는 특성이 있다.
그러므로 상기 연산부(120)에서는 먼저 상기 저항 측정부(100)를 통해 인접하는 단자 사이의 저항(RAC 또는RBD)을 측정한다. 도 3과 같이 인접하는 배선(배선 AB와 배선 CD) 사이에 단락이 발생하지 않은 경우, 인접하는 단자 사이의 저항(RAC 또는 RBD)의 크기가 무한대에 가까운 매우 큰 저항 값을 갖게 된다. 그러므로 저항
측정부(100)에서 측정한 인접하는 단자 사이의 저항(RAC 또는 RBD)의 크기가 수백 kΩ 내지 무한대에 이르는경우에는 인쇄회로기판 상에서 인접하는 배선(배선 AB와 배선 CD) 사이에 단락이 발생하지 않은 것이고 해당
측정 단자에서는 불량이 발생하지 않았음을 확인할 수 있는 것이므로 해당 단자의 검사를 마치고 다음 단자 상에서 저항 측정을 반복한다.
그러나 도 4와 같이 인접하는 단자 사이에 단락이 발생한 경우, 인접하는 단자([0025] A와C 또는 B와D)가 서로 배선으로 연결되므로 인접하는 단자 사이의 저항(RAC 또는 RBD)의 크기가 인접하는 배선 간에 단락이 발생하지 않
은 경우와는 달리 배선의 길이에 비례하여 수mΩ 내지 수Ω 정도의 매우 작은 크기가 된다.
이 경우, 인접하는 배선 간 4개의 단자 사이의 저항(RAB, RAC, RAD, RBC, RBD, RCD)을 모두 측정한다.
단락 위치를 도출하기 위하여 먼저 단락선의 저항(Rab)의 크기를 계산한다. 도선에 의한 저항은 도선의 길이에
비례하는 선저항이므로 각 단자 사이의 저항(RAB, RAC, RAD, RBC, RBD, RCD)는 다음과 같이 계산할 수 있다.
[0028] [수학식 1]
[0029] RAB = RAa + RaB
[0030] RAC = RAa + Rab + RbC
[0031] RAD = RAa + Rab + RbD
[0032] RBC = RBa + Rab + RbC
RBD = RBa + Rab + RbD [0033]
RCD = RCb + RbC
이를 바탕으로 단락선의 저항(Rab)를 계산하면
같은 연산 과정을 통하여 도출할 수 있다.
단락선의 저항(Rab)을 도출한 경우 이를 토대로 단락 위치를 구할 수 있다.
저항의 크기는 도선의 길이에 비례하므로 배선 AB상의 단락이 발생한 지점인 a의 위치를 구하기 위해서는 RAa [0039]
또는 RaB의 크기를 구하여 이 값을 RAB와 비교한다.
예를 들어 RAa의 크기가 RAB의 크기의 1/2인 경우 a의 위치는 배선 AB의 중간 지점이며 1/4인 경우 a의 위치는 배선 AB에서 A단자로부터 1/4에 해당하는 지점이다.
[0043] 배선 CD상에서 단락이 발생한 지점인 b의 위치를 구하는 것도 이와 동일한 연산을 통해 가능하다. RCb 또는 RbD의 크기를 구하여 이 값을 RCD와 비교한다.
상기 연산과정을 통하여 a와 b의 위치를 각각 구한 경우 ab를 잇는 선이 [0046] 단락선에 해당한다. 그러므로 본 발명에 의하는 경우 인쇄회로기판의 불량 여부 뿐만 아니라 불량의 위치를 파악하는 것이 가능하다.
한편, 상기 저항 측정부(100)는 인쇄회로기판의 단자에 접촉하는 4개의 핀과 상기 핀을 지지하는 지지판으로 이루어지며 상기 핀의 일 실시예로서 저항을 측정하기 위한 프로브를 사용할 수 있다. 한편 상기 핀은 지지판 위에서 XY 방향으로 구동할 수 있도록 함으로써, 인쇄회로기판 상에서 단자의 배열 형태에 맞추어 해당 단자
에 핀을 접촉하여 저항을 측정하는 것이 가능하도록 한다.
제어부(110)는 저항 측정부(100)의 위치를 조절하는 역할을 하며 측정하고자 하는 단자에 정확히 저항 측정부(100)가 위치할 수 있도록 제어하는데 저항 측정부(100)가 4개의 핀과 상기 핀을 지지하는 지지판으로 이루어지는 경우 지지판과 4개의 핀 모두의 움직임을 제어함으로써 보다 효율적으로 측정하고자 하는 단자에 저항
측정부(100)의 핀이 접촉될 수 있도록 한다.
한편, 본 발명의 인쇄회로기판 불량 분석 장치는 단락선을 끊어주는 절단부(130)가 부가된 것을 포함한다. 절단부(130)를 부가하는 경우, 인접하는 배선간에 단락이 발생한 불량 인쇄회로기판을 간단한 조치를 통해 양품 인쇄회로기판으로 사용할 수 있도록 한다. 단락선을 절단하는 방법에는 여러가지 방법이 가능하며 본 발명에
서는 그 일 실시 예로서 레이저를 이용하여 물리적인 절단을 하는 것을 포함한다.
[0050] 또한, 본 발명의 인쇄회로기판 불량 분석 장치는 연산부(120)에서 연산한 결과를 표시하는 표시부(140)를 포함한다. 인쇄회로기판 상에 단락 등이 발생하였는지 여부 및 단락이 발생한 경우 단락의 위치, 절단부(130)를 포함한 경우에는 단락선의 절단 여부 등을 표시할 수 있는 표시부(140)를 포함하여 현재 인쇄회로기판의 분석 결과를 사용자가 확인할 수 있도록 한다.
100 저항 측정부
110 제어부
120 연산부
130 절단부140 표시부

Claims (4)

  1. 인쇄회로기판의 각 단자 사이의 저항을 측정하는 저항 측정부(100);
    상기 저항 측정부(100)의 움직임을 제어하는 제어부(110);
    상기 저항 측정부(100)에서 측정한 저항 값을 토대로 인접한 배선 사이의 단락 유무 및 단락 위치를 연산하는연산부(120);를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 불량 분석 장치
  2. 제 1항에 있어서, 상기 저항 측정부(100)는 인쇄회로기판의 단자에 접촉하는 4개의 핀과 상기 핀을 지지하는 지지판으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 불량 분석 장치
  3. 제 2항에 있어서, 상기 핀은 상기 지지판 상에서 XY방향으로 구동하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 불량 분석 장치
  4. 제 3항에 있어서, 상기 제어부(110)는 상기 지지판의 위치 및 상기 핀의 위치를 각각 제어하는 것을 특징으로하는 인쇄회로기판의 불량 분석 장치
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