KR20210009271A

KR20210009271A - 엑스-레이 검사 장치

Info

Publication number: KR20210009271A
Application number: KR1020200068815A
Authority: KR
Inventors: 김종현; 윤중석; 김종희
Original assignee: 주식회사 쎄크
Priority date: 2019-07-16
Filing date: 2020-06-08
Publication date: 2021-01-26
Also published as: KR102345599B1

Abstract

엑스-레이 검사 장치가 개시된다. 개시된 엑스-레이 검사 장치는 본체와, 상기 본체의 상부에 배치되어 피검사체를 비 검사 위치 및 검사 위치로 이송하기 위한 피검사체 이송부와, 검사 위치로 이송된 피검사체의 적어도 2곳의 코너 부분을 엑스-레이 검사하는 제1 및 제2 엑스-레이 검사부와, 상기 이송부 및 상기 제1 및 제2 엑스-레이 검사부 둘러싸는 메인 차폐 룸을 포함한다.

Description

엑스-레이 검사 장치{X-RAY INSPECTING APPARATUS}

본 발명은 엑스-레이 검사 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이차전지의 코너 부분을 비 파괴 촬영한 영상을 통해 이차전지의 불량 여부를 검사하기 위한 이차전지용 엑스-레이 검사 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 인쇄회로기판 등과 같은 전자부품은 제조 시 전극의 간극, 배선 연결 상태 등에 대한 불량 여부를 검사하는 과정을 거친다. 이러한 전자부품의 불량 여부를 검사하기 위한 장치로는 엑스-레이(X-ray) 검사 장치가 널리 사용된다.

엑스-레이 검사 장치는 엑스-레이 차폐를 위한 공간을 형성하도록 제작된 캐비닛의 내부에서 전자부품에 엑스-레이를 조사할 때 전자부품을 투과하는 엑스-레이에 의해 투영된 영상을 촬상 검출하는 엑스-레이 디텍터를 포함한다. 엑스-레이 디텍터는 통상 영상 증배관(image intensifier)을 부착한 CCD(Charged Coupled Device) 에어리어 카메라 또는 평판 디텍터(flat panel detector)로 구성된다. 그러나, CCD 에어리어 카메라 또는 평판 디텍터는 전자부품이 검사 위치를 통과할 때 전자부품을 통해 엑스-레이에 의해 투영된 영상을 프레임 단위로 검출하므로, 그에 의해 촬상되어 모니터에 디스플레이되는 영상도 전자부품의 움직임에 따라 프레임 단위로 연속적으로 변화한다. 따라서, 검사자가 전자부품의 불량 여부를 정확히 검사하기 위해서는 각각의 전자부품이 검사 위치에 도달할 때 마다 전자부품을 정지시킨 다음 전자부품의 검사 대상 부분의 영상을 촬상 포착하여 불량 여부를 판정해야 하는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 방지하기 위해, 최근 엑스-레이를 가시광선으로 변환 및 증폭하는 엑스-레이 변환 증폭부 및/또는 변환 증폭된 가시광선으로부터 전자부품의 연속 비디오 영상을 검출하는 TDI(Time delay integration) 카메라를 엑스-레이 디텍터로 사용하여 전자부품을 정지시키지 않고 전자부품이 이송되는 중에 영상을 수집하여 불량 여부를 판정할 수 있는 엑스-레이 검사 장치가 본 출원인에 의해 제안되었다. 이러한 엑스-레이 검사 장치의 예는 본 출원인의 국내 특허출원 10-2008-49800호와 10-2011-51675호에 개시되어 있다.

본 발명은 피검사체에 대한 엑스-레이 검사 효율을 향상시키고, 엑스-레이 차폐 효율을 향상시킬 수 있 엑스-레이 검사 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 본체; 상기 본체의 상부에 배치되어 피검사체를 비 검사 위치 및 검사 위치로 이송하기 위한 피검사체 이송부; 검사 위치로 이송된 피검사체의 적어도 2곳의 코너 부분을 엑스-레이 검사하는 제1 및 제2 엑스-레이 검사부; 및 상기 이송부 및 상기 제1 및 제2 엑스-레이 검사부 둘러싸는 메인 차폐 룸;을 포함하는 엑스-레이 검사 장치를 제공한다.

상기 이송부는, 피검사체의 로딩 위치에서부터 피검사체의 언로딩 위치까지 트레이를 서로 다른 높이로 이송하는 다수의 승강부; 및 상기 검사 위치에서 피검사체가 로딩된 트레이를 검사 시작 위치에서 검사 종료 위치로 이송하는 가동부;를 포함할 수 있다.

상기 다수의 승강부는, 트레이를 피검체를 로딩하는 제1 위치로 이송하는 제1 승강부; 상기 로딩 위치에서 피검체가 로딩된 상기 트레이를 상기 가동부의 일측으로 이송하되 상기 제1 위치보다 높은 제2 위치로 이송하는 제2 승강부; 검사가 완료된 피검체가 로딩된 상기 트레이를 검사 위치보다 낮은 제3 위치로 이송하는 제3 승강부; 및 상기 제3 승강부로부터 이송된 상기 트레이를 피검체를 언로딩하는 제4 위치로부터 하강시키는 제4 승강부;를 포함하며, 상기 제4 위치는 상기 제3 위치보다 낮은 위치일 수 있다.

상기 피검체 이송부는, 상기 제4 승강부로부터 이송된 빈 트레이를 상기 제1 승강부 측으로 이송하는 트레이 리턴부를 더 포함할 수 있다.

상기 가동부는, 상기 제2 승강부를 거쳐 이송된 트레이를 검사 위치로 이송하는 가동 플레이트; 및 상기 검사 위치로 이송된 트레이를 검사 시작 위치로 상승시킨 후 일정한 속도로 검사 종료 위치까지 하강시키는 한 쌍의 검사 서포터;를 포함할 수 있다.

상기 제1 엑스-레이 검사부는, 피검체의 한쪽 코너 부분을 향해 엑스-레이를 조사하는 제1 엑스-레이 소스; 및 상기 제1 엑스-레이 소스에서 방출된 엑스-레이가 상기 피검체의 한쪽 코너 부분을 투과할 때 투영되는 영상을 검출하는 제1 엑스-레이 디텍터를 포함하고, 상기 제2 엑스-레이 검사부는, 상기 제1 엑스-레이 소스가 투과하는 상기 피검체의 한쪽 코너 부분에 대각선 방향으로 배치된 다른 쪽 코너 부분을 향해 엑스-레이를 조사하는 제2 엑스-레이 소스; 및 상기 제2 엑스-레이 소스에서 방출된 엑스-레이가 상기 피검체의 다른 쪽 코너 부분을 투과할 때 투영되는 영상을 검출하는 제2 엑스-레이 디텍터를 포함할 수 있다.

상기 제1 및 제2 엑스-레이 검사부는 피검체의 대각선 방향으로 배치된 2곳의 코너 부분을 엑스-레이 검사할 수 있다.

상기 제1 및 제2 엑스-레이 검사부는 피검체의 한 변의 양 끝에 배치된 2곳의 코너 부분을 엑스-레이 검사할 수 있다.

본 발명은 제3 및 제4 엑스-레이 검사부를 더 포함하며, 상기 제1 내지 제4 엑스-레이 검사부는 피검체의 4 코너 부분을 각각 엑스-레이 검사할 수 있다.

상기 제2 승강부는 상기 메인 차폐 룸 내에 마련된 제1 보조 차폐 룸에 배치되고, 상기 제1 보조 차폐 룸은 양측에 각각 제1 및 제2 개구가 형성되고, 상기 제3 승강부는 상기 메인 차폐 룸 내에 마련된 제2 보조 차폐 룸에 배치되고, 상기 제2 보조 차폐 룸의 양측에 각각 제3 및 제4 개구가 형성될 수 있다.

상기 제1 개구는 상기 제1 승강부와 상기 제2 승강부 사이에 배치되고, 상기 제2 개구는 상기 제2 승강부와 상기 가동부 사이에 배치되며 상기 제1 개구보다 높은 위치에 배치되고, 상기 제3 개구는 상기 가동부와 상기 제3 승강부 사이에 배치되고, 상기 제4 개구는 상기 제3 승강부와 상기 제4 승강부 사이에 배치되며 상기 제3 개구 보다 낮은 위치에 배치될 수 있다.

상기 제1 및 제4개구는 같은 높이에 위치하고, 상기 제2 및 제3개구는 같은 높이에 위치할 수 있다.

상기 제1 내지 제4 개구는 터널 형태로 이루어질 수 있다.

상기한 바와 같이 본 발명에 있어서, 제1 및 제2 엑스-레이 검사부를 통해 동시에 피검체의 2 코너 부분을 엑스-레이 촬영할 수 있다. 이에 따라, 피검체의 개당 검사 시간을 단축시켜 전체적인 피검체의 검사 개수를 늘릴 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 있어서, 엑스-레이 검사가 이루어지는 위치와 비 검사 위치가 서로 높이를 달리하도록 설정됨에 따라, 메인 차폐 룸 내에서 산란되는 엑스-레이가 외부로 누출되는 것을 효과적으로 차단할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스-레이 검사 장치를 나타낸 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스-레이 검사 장치의 이차전지 검사 위치에 있는 각 구성을 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스-레이 검사 장치를 나타낸 평면도이다.
도 4는 도 3에 표시된 A 부분을 확대한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스-레이 검사 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 6a 내지 도 6i는 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스-레이 검사 과정을 순차적으로 도시한 도면들이다.
도 7은 제1 및 제2 엑스-레이 검사부를 통해 피검사체의 한 변의 양 끝에 위치한 2개의 코너 부분을 엑스-레이 검사하는 예를 나타낸 평면도이다.
도 8은 제1 내지 제4 엑스-레이 검사부를 통해 피검사체의 4 코너 부분을 엑스-레이 검사하는 예를 나타낸 평면도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 다양한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에 기재된 실시 예는 다양하게 변형될 수 있다. 특정한 실시 예가 도면에서 묘사되고 상세한 설명에서 자세하게 설명될 수 있다. 그러나, 첨부된 도면에 개시된 특정한 실시 예는 다양한 실시 예를 쉽게 이해하도록 하기 위한 것일 뿐이다. 따라서, 첨부된 도면에 개시된 특정 실시 예에 의해 기술적 사상이 제한되는 것은 아니며, 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 균등물 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성요소들은 상술한 용어에 의해 한정되지는 않는다. 상술한 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 명세서에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

그 밖에도, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그에 대한 상세한 설명은 축약하거나 생략한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 엑스-레이 검사 장치는 다양한 종류의 피검사체에 대한 엑스-레이 검사가 가능하다. 하기에서는 피검사체로서 이차전지를 예로 들어 설명한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스-레이 검사 장치에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스-레이 검사 장치를 나타낸 정면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스-레이 검사 장치의 피검사체 검사 위치에 있는 각 구성을 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스-레이 검사 장치를 나타낸 평면도이고, 도 4는 도 3에 표시된 A 부분을 확대한 도면이다.

도 1 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스-레이 검사 장치(100)는 본체(110)와, 본체(110)의 상부에 배치되는 이차전지 이송부, 이차전지 검사부를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스-레이 검사 장치(100)는 도시하지 않은 이차전지 로딩부 및 이차전지 언로딩부를 더 포함할 수 있다. 이차전지 로딩부 및 이차전지 언로딩부는 로봇 아암(robot arm)과 같은 이송 장치에 의해 트레이에 로딩되거나 트레이로부터 언로딩될 수 있다.

이차전지(160)를 이송하기 위한 트레이(120)는 상면에 이차전지(160)가 안착되는 홈이 형성되며 이차전지(160)가 홈으로부터 이탈되는 것을 방지하기 위한 다수의 가이드돌기(120a)가 홈 주변에 형성될 수 있다.

본체(110)의 상부에는 이차전지 이송부와 이차전지 검사부를 둘러싸는 메인 차폐 룸(113)이 형성될 수 있다. 메인 차폐 룸(113)은 이차전지 검사부에 의한 엑스-레이 검사 시 엑스-레이가 메인 차폐 룸(113) 외부로 노출되는 것을 방지할 수 있다.

이차전지 이송부는 제1 내지 제4 승강부(131, 132, 133, 134), 트레이 리턴부(135) 및 가동부(150)를 포함할 수 있다.

제1 내지 제4 승강부(131, 132, 133, 134)는 이차전지(160)를 트레이(120)에 로딩하는 위치(L)에서부터 트레이(120)로부터 언로딩하는 위치(UL)까지 이송하는 동안 이차전지(160)를 단계적으로 다른 높이에 위치시킬 수 있다.　

구체적으로, 이차전지(160)는 제1 및 제2 승강부(131, 132)를 통해 단계적으로 높은 위치로 이송되고, 이차전지 검사부를 통해 검사가 완료된 후 제3 및 제4 승강부(133, 134)를 통해 단계적으로 낮은 위치로 이송된다.　

도 3을 참조하면, 제2 승강부(132)는 메인 차폐 룸(113) 내에 마련된 제1 보조 차폐 룸(114)에 배치된다.

제1 보조 차폐 룸(114)은 양측에 각각 제1 및 제2 개구(114a, 114b)가 형성된다. 제1 및 제2 개구(114a, 114b)는 대략 터널 형태로 이루어질 수 있다.

제1 개구(114a)는 제1 승강부(131)와 제2 승강부(132) 사이에 배치된다. 제1 개구(114a)의 반대 편에 위치한 제2 개구(114b)는 제2 승강부(132)와 가동부(150)의 사이에 배치된다. 이 경우, 제2 개구(114b)는 제1 개구(114a)보다 높은 위치에 배치된다.

또한, 제3 승강부(133)는 메인 차폐 룸(113) 내에 마련된 제2 보조 차폐 룸(115)에 배치된다. 제2 보조 차폐 룸(115)은 제1 보조 차폐 룸(114)의 반대 편에 배치된다.

제2 보조 차폐 룸(115)은 양측에 각각 제3 및 제4 개구(115a, 115b)가 형성된다. 제3 및 제4 개구(115a, 115b)는 대략 터널 형태로 이루어질 수 있다.

제3 개구(115a)는 가동부(150)와 제3 승강부(133) 사이에 배치된다. 제3 개구(115a)의 반대 편에 위치한 제4 개구(115b)는 제3 승강부(133)와 제4 승강부(134)의 사이에 배치된다. 이 경우, 제4 개구(115b)는 제3 개구(115a)보다 높은 위치에 배치된다.

또한, 제1 개구(114a) 및 제4개구(115b)는 같은 높이에 위치할 수 있다. 마찬가지로 제2 개구(114b) 및 제3 개구(115a)는 같은 높이에 위치할 수 있다.

한편, 이차전지를 검사하기 위한 엑스-레이는 제2 개구(114b) 및 제3 개구(115a) 보다 더 높은 위치에서 조사된다.

이와 같이 제1 내지 제4 개구(114a, 114b, 115a, 115b)의 높이를 엑스레이 조사 위치보다 낮은 위치에 배치하고 동시에, 각 개구들 간의 높이 차를 둠으로써 메인 차폐 룸(113)에서 산란하는 엑스-레이가 각 개구를 통해 메인 차폐 룸(113)의 외부로 누출되는 것을 효과적으로 차단할 수 있다.

더욱이, 상기와 같은 구조하에서는 제1 내지 제4 개구(114a, 114b, 115a, 115b)를 각각 개폐하기 위한 별도의 개폐 도어들을 구비하지 않아도 무방하다. 따라서, 본 발명은 개폐 도어 개폐하기 위한 구동장치들을 생략할 수 있으며, 개폐 도어의 개폐 동작 동안 이차전지의 이송이 간헐적으로 정지되는 것을 생략할 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 검사 장치의 제조 단가를 낮출 수 있고 검사의 시간을 단축할 수 있는 이점이 있다.

이차전지의 검사 위치는 제2 승강부(132)와 제3 승강부(133) 사이의 영역 중에서 가운데 영역에 해당할 수 있다. 구체적으로, 도 2를 참조하면, 제2 승강부(132)와 제3 승강부(133) 사이의 영역에는 3개의 이차전지가 위치할 수 있다. 이 3개의 이차전지 중에서 가운데 이차전지가 있는 위치가 검사 위치이다. 또한, 비 검사 위치는 검사 위치를 제외한 영역일 수 있다.

제1 승강부(131)는 트레이 리턴부(135)의 배출 측에 인접하게 배치될 수 있다. 제1 승강부(131)는 트레이 리턴부(135)를 통해 이송된 트레이(120)를 일정한 높이에 있는 트레이 로딩 위치(U)로 이송한다.

트레이 리턴부(135)의 배출 측으로 이송된 트레이는 도시하지 않은 로봇 아암과 같은 이송 장치 등에 의해 제1 승강부(131)로 이송될 수 있다.

제1 승강부(131)와 제2 승강부(132) 사이에는 도시하지 않은 제1 컨베이어가 배치될 수 있다. 제1 컨베이어는 이차전지가 로딩된 상태의 트레이를 제2 승강부(132)의 하부로 수평 이송한다.

제2 승강부(132)는 이차전지 로딩 위치(U)보다 더 높은 위치로 트레이를 승강시킨다. 로딩 위치(U)에서는 이차전지가 이차전지 로딩부에 의해 트레이에 로딩될 수 있다.

제2 승강부(132)와 가동부(150)의 일측 사이에는 제2 컨베이어(136)가 배치될 수 있다. 제2 컨베이어(136)는 제2 승강부(132)의 상측으로 이송된 트레이를 가동부(150) 측으로 수평 이송한다.

제3 승강부(133)는 가동부(150)의 타측에 위치하며 가동부(150)로부터 이송된 트레이를 일정한 높이로 하강시킨다. 이 경우, 가동부(150)의 타측과 제3 승강부(133) 사이에는 제3 컨베이어(137)가 배치될 수 있다. 제3 컨베이어(137)는 제3 승강부(133)의 하측으로 이송된 트레이를 제4 승강부(134)의 상측으로 이송한다.

제4 승강부(134)는 트레이를 언로딩 위치(UL)로부터 트레이 리턴부(135)의 도입 측으로 하강 시킨다. 트레이에 로딩된 상태로 제3 컨베이어(137)에 의해 언로딩 위치(UD)로 이송된 이차전지는 이차전지 언로딩부에 의해 트레이로부터 언로딩되어 별도의 카트리지 또는 다른 공정으로 이송되는 컨베이어로 이송될 수 있다.

트레이 리턴부(135)는 컨베이어 형태로 제작될 수 있으며, 제4 승강부(134)의 하측으로 이송된 트레이를 제1 승강부(131)의 하측으로 이송한다.

제4 승강부(134)의 하측과 트레이 리턴부(135)의 타측 사이에는 도시하지 않은 제4 컨베이어가 배치될 수 있다. 제4 승강부(134)의 하측으로 이송된 트레이는 제4 컨베이어에 의해 트레이 리턴부(135)의 타측으로 이송될 수 있다.

가동부(150)는 가동 플레이트(154)와, 가동 플레이트(154)를 소정 높이로 승강시키는 승강 구동부(152)와, 승강 구동부(152)의 수평 방향 이동을 가이드 하는 가이드레일(153)과, 트레이를 검사 위치에서 소정 위치로 하강 시키기 위한 한 쌍의 검사 서포터(155)를 포함할 수 있다.

가동 플레이트(154)는 수평으로 승강 구동부(152) 상에 결합되어 소정 높이로 승강될 수 있다.

가동 플레이트(154)는 트레이를 비 검사 위치에서 검사 위치로 이송하고 또한, 트레이를 검사 위치에서 비 검사 위치로도 이송한다. 이를 위해, 가동 플레이트(154)는 다양한 높이로 이동할 수 있다.

구체적으로, 가동 플레이트(154)는 트레이를 지지하기 전에 대기하는 대기 위치와, 트레이를 지지한 상태로 이송하는 이송 위치와, 트레이를 검사 서포터(155)로 인가하는 인계 위치로 각각 이동할 수 있다.

여기서, 인계 위치는 검사 시작 높이에 대응하며 이송 위치보다 높은 위치이고, 이송 위치는 대기 위치보다 높은 위치이다.

가동 플레이트(154)는 트레이의 자세가 변경되지 않도록 안정적으로 지지 및 이송하기 위해 상면에 다수의 고정 돌기(154a, 154b, 도 6a 참조)가 형성될 수 있다.　

다수의 고정 돌기(154a, 154b)는 4개씩 두 쌍이 마련될 수 있다. 일측의 4개의 고정 돌기(154a)는 하나의 트레이의 저면에 형성된 4개의 홈(미도시)에 분리 가능하게 결합되며, 타측의 4개의 고정 돌기(154b)는 다른 트레이의 저면에 형성된 4개의 홈(미도시)에 분리 가능하게 결합될 수 있다.

여기서, 다수의 고정 돌기(154a, 154b)는 가동 플레이트(154) 상에 안착되는 트레이를 고정하기 위한 일 예에 해당하며, 다수의 고정 돌기 대신에 트레이를 가동 플레이트(154)에 분리 가능하게 고정할 수 있는 그립퍼나 고정 지그 등의 통상의 클램핑 구조를 적용할 수 있음은 물론이다.

도 2를 참조하면, 한 쌍의 승강 서포터(155)는 가동 플레이트(154)의 양측에 일정한 간격을 두고 배치된다.

한 쌍의 승강 서포터(155)는 동시에 동일한 높이로 승강하여 트레이를 지지한 상태로 검사 시작 위치에서 검사 종료 위치까지 하강 시킨다. 따라서, 한 쌍의 승강 서포터(155)의 승강 범위는 검사 시작 위치 및 검사 종료 위치를 반복해서 이동한다.

한 쌍의 승강 서포터(155)는 트레이의 저면에 형성된 각 홈(미도시)에 분리 가능하게 삽입되는 다수의 고정 돌기(155a, 도 6d 참조)를 형성한다. 이에 따라, 트레이를 검사 시작 위치에서 검사 종료 위치까지 하강시키는 동안 트레이의 자세가 변경되지 않도록 안정적으로 지지 및 이송할 수 있다.

도 3을 참조하면, 이차전지 검사부는 제1 엑스-레이 검사부(170)와 제2 엑스-레이 검사부(180)를 포함할 수 있다.　

제1 엑스-레이 검사부(170)는 이차전지의 일부를 향해 엑스-레이를 조사하는 제1 엑스-레이 소스(171)와, 제1 엑스-레이 소스(171)에서 방출된 엑스-레이가 이차전지를 투과할 때 투영되는 영상을 검출하는 제1 엑스-레이 디텍터(173)를 포함할 수 있다.

엑스-레이 소스(171)는 고전압 발생장치(미도시)와 이 고전압 발생장치와 연결되고 엑스-레이를 발생하는 엑스-레이 튜브(X-ray tube)로 구성될 수 있다.

엑스-레이 소스(171)는 엑스-레이가 방출구가 검사 대상인 이차전지(160)의 일부 예를 들면, 이차전지의 코너 부분(A)에 가능한 한 인접하게 배치된다.　

제1 엑스-레이 디텍터(173)는 엑스-레이 소스(171)에서 발생된 엑스-레이가 이차전지(160)를 투과할 때 투영되는 영상을 검출하기 위한 것으로, 엑스-레이 소스(171)와 일직선상으로 설치되고, 엑스-레이 변환 증폭부(미도시) 및 직선 디텍터(Linear Detector)로 구성될 수 있다. 이 경우 직선 디텍터의 하나로 TDI(Time Delay Integration) 카메라를 적용할 수 있다.

엑스-레이 변환 증폭부는 이차전지(160)를 투과하여 입력되는 엑스-레이를 가시광선으로 변환 및 증폭하여 TDI 카메라로 입사시킨다. 이를 위해, 엑스-레이 변환 증폭부는 엑스-레이를 가시광선으로 변환 증폭할 수 있는 영상 증배관(image intensfier)(미도시)을 포함할 수 있다. 이 영상 증배관은 엑스-레이를 가시광선으로 1,000배 내지 10,000배로 변환 증폭할 수 있는 성능을 가지는 것으로 구현될 수 있다.

TDI 카메라는 영상 증배관에 의해 변환 및 증폭된 가시광선으로부터 영상이 픽셀들의 한 열에서 다음 열로 이동할 때 전하가 누적적으로 축적되는 형태로, 검사 시작 위치에서 검사 종료 위치로 이송되는 이차전지에 대한 연속 비디오 영상을 검출한다.

이를 위해, TDI 카메라는 엑스-레이 변환 증폭부에 의해 변환 증폭된 가시광선을 전하와 같은 전기 신호로 변환하는 촬상소자(미도시)와, 변환된 전기 신호로부터 영상이 픽셀들의 한 열에서 다음 열로 이동할 때 전하가 누적적으로 축적되는 형태로 전자부품의 이송 움직임과 정렬 및 동기된 리니어 어레이들로 전자부품의 연속 비디오 영상을 생성하는 프레임 전송부(미도시)를 구비할 수 있다.

제2 엑스-레이 검사부(180)는 이차전지의 일부(제1 엑스-레이 검사부(170)가 검사하는 이차전지의 한쪽 코너의 대각선 방향에 위치한 다른쪽 코너)를 향해 엑스-레이를 조사하는 제2 엑스-레이 소스(181)와, 제2 엑스-레이 소스(181)에서 방출된 엑스-레이가 이차전지를 투과할 때 투영되는 영상을 검출하는 제2 엑스-레이 디텍터(183)를 포함할 수 있다.

제2 엑스-레이 소스(181)는 전술한 제1 엑스-레이 소스(171)와 구성이 동일하며, 제2 엑스-레이 디텍터(183)는 전술한 제2 엑스-레이 디텍터(173)와 구성이 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.

상기 제1 및 제2 엑스-레이 검사부(170, 180)는 이차전지(160)의 4 곳의 코너 부분 가운데 대각선 방향으로 위치한 2 곳의 코너 부분(A, B)을 동시에 검사할 수 있다.

본 발명의 검사 장치(100)를 통해 엑스-레이 검사가 이루어지는 피검사 대상물인 이차전지는 통상 내부에 양극과 음극의 전극 플레이트가 교대로 반복해서 다수 적층된 구조를 가진다.　

도 4와 같이, 제1 엑스-레이 소스(171)에서 방출된 엑스-레이(X1)는 이차전지(160)의 한쪽 코너 부분(160a)을 투과한 후 제1 엑스-레이 디텍터(173)에 투영된다. 이와 동시에 제2 엑스-레이 소스(181)에서 방출된 엑스-레이(X2)는 상기 한쪽 코너 부분(160a)에 대각선 방향에 위치한 다른쪽 코너 부분을 투과한 후 제2 엑스-레이 디텍터(183)에 투영된다.　

본 발명은 상기와 같이 제1 및 제2 엑스-레이 디텍터(173, 183)에 투영된 2곳의 코너 부분 영상을 통해, 전극 플레이트들의 상태(예를 들면, 전극 플레이트 간의 간극, 휨 정도, 파손 정도 등)를 확인할 수 있다. 더욱이, 본 발명은 제1 및 제2 엑스-레이 검사부(170, 180)를 통해 이차전지(160)의 대각선 방향으로 위치한 2 곳의 코너 부분을 동시에 검사가 이루어질 수 있으므로, 이차전지의 검사시간을 단축시킬 수 있다.

이하에서는, 도면을 참고하여 본 발명의 엑스레이 검사 장치(100)를 통해 이루어지는 이차전지에 대한 비 파괴 검사 과정을 순차적으로 설명한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스-레이 검사 과정을 나타낸 흐름도이고, 도 6a 내지 도 6i는 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스-레이 검사 과정을 순차적으로 도시한 도면들이다.

먼저, 제1 승강부(131)에 의해 빈 트레이(120)가 로딩 위치(U, 도 1 참조)로 이송되면, 검사 전의 이차전지(161)는 이차전지 로딩부를 통해 빈 트레이(120)에 로딩된다(S11).

트레이(120)에 로?壅? 이차전지(161)는 제1 컨베이어, 제2 승강부(132) 및 제2 컨베이어(136)를 통해 도 6a와 같이 가동부(150)의 가동 플레이트(154)로 이송된다. 이 경우, 트레이(120)는 가동 플레이트(154)의 고정 돌기(154a)에 의해 안정적으로 가동 플레이트(154)에 지지될 수 있다.

가동 플레이트(154)는 도 6b와 같이 이차전지(161)를 화살표 D1 방향으로 제1 거리만큼 상승시킨다.

이어서 가동 플레이트(154)는 도 6c와 같이 이차전지(161)를 화살표 D2 방향으로 제2 거리만큼 수평 이송한다. 이때, 검사 전 상태인 다른 이차전지들(162, 163)이 각각 순차적으로 트레이(120)에 로딩된 상태로 화살표 D2 방향으로 제2 거리만큼 수평 이송된다. 이 경우, 트레이(120)는 한 쌍의 검사 서포터(155)의 고정 돌기(155a)에 의해 안정적으로 한 쌍의 검사 서포터(155)에 지지될 수 있다.

한 쌍의 검사 서포터(155)는 도 6d와 같이 화살표 D5 방향으로 제5 거리만큼 상승하여 트레이(120)를 지지한 상태로 검사 시작 위치(제1 지점)으로 이차전지(161)를 이송한다(S12).

이때, 가동 플레이트(154)는 화살표 D4 방향으로 제4 거리만큼 하강한다.

한 쌍의 검사 서포터(155)는 도 6e와 같이 화살표 D6 방향으로 제6 거리만큼 하강하여 트레이(120)를 지지한 상태로 검사 종료 위치(제2 지점)으로 이차전지(161)를 이송한다.　

이차전지(161)가 한 쌍의 검사 서포터(155)에 의해 검사 시작 위치에서 검사 종료 위치까지 일정한 속도로 하강하는 동안, 제1 및 제2 엑스-레이 검사부(170, 180)의 제1 및 제2 엑스-레이 소스(171, 181)는 엑스-레이(X1, X2)를 이차전지(161)의 대각선 방향의 코너 부분(A, B)를 향해 동시에 조사한다. 제1 및 제2 엑스레이-디텍터(173, 183)에는 각각의 이차전지(161)의 각 코너 부분을 투과한 엑스-레이(X1, X2)가 투영되며, 이를 통해 본 발명의 엑스레이 검사 장치(100)의 제어부(미도시)는 이차전지(161)의 각 코너 부분의 내부를 나타내는 영상을 획득하고 이에 대한 불량 여부를 판단한다(S13).

한편, 한 쌍의 검사 서포터(155)가 검사 시작 위치에서 검사 종료 위치까지 이동하는 동안 가동 플레이트(154)는 화살표 D7 방향으로 제7 거리만큼 이동한다.

가동 플레이트(154)는 도 6f와 같이 화살표 D8 방향으로 제8 거리만큼 상승하여 검사가 완료된 이차전지(161)가 로딩되 트레이와 검사 전 이차전지(162)가 로딩된 트레이를 동시에 지지한다.

이어서 가동 플레이트(154)는 도 6g와 같이 2개의 이차전지(161, 162)를 화살표 D9 방향으로 제9 거리만큼 상승시킨다. 여기서, 제9 거리는 전술한 제1 거리와 동일하다.

가동 플레이트(154)는 도 6h와 같이 2개의 이차전지(161, 162)를 화살표 D10 방향으로 제10 거리만큼 수평 이동한다. 이에 따라, 검사 전 이차전지(162)는 검사 위치에 대응하는 위치로 이송되고, 동시에 검사가 완료된 이차전지(161)는 제3 컨베이어(137)로 이송된다. 여기서, 제10 거리는 전술한 제2 거리와 동일하다.

이어서, 한 쌍의 검사 서포터(155)는 도 6i와 같이 화살표 D12 방향으로 제12 거리만큼 상승하여 트레이(120)를 지지한 상태로 이차전지(162)를 검사　시작 위치(제1 지점)으로 이송한다.　

이와 동시에, 검사가 완료된 이차전지(161)가 로딩된 트레이(120)는 가동 플레이트(154)가 화살표 D11 방향으로 제11 거리만큼 하강함에 따라, 제3 컨베이어(137)에 안착될 수 있다.　

제3 컨베이어(137)에 안착된 트레이(120)는 순차적으로 제3 승강부(133) 및 제4 컨베이어에 의해 제4 승강부(134)의 상측인 언로딩 위치(UD)으로 이송된다. 이상태에서 이차전지(161)는 이차전지 언로딩부에 의해 트레이(120)로부터 언로딩된다(S14).

이차전지(161)의 언로딩 후 빈 트레이(120)는 제4 승강부(134)에 의해 하강하여 트레이 리턴부(135)로 이송된다.

도 6g 내지 도 6i에 기재된 미설명 부호 163과, 도 6h 및 도 6i에 기재된 미설명 부호 164는 각각 이차전지를 가리킨다.　

본 발명의 검사 장치(100)는 전술한 바와 같이 제1 및 제2 엑스-레이 검사부(170, 180)를 통해 하나의 이차전지(160)에 대하여 서로 대각선 방향에 있는 2 코너 부분(A, B, 도 3 참조)을 검사할 수 있다. 하지만, 하나의 이차전지(160)에 대한 검사 부분을 도 7과 같이 변경할 수도 있다.

도 7을 참조하면, 제1 및 제2 엑스-레이 검사부(170, 180)를 통해 이차전지(160)의 한 변의 양 끝에 위치한 2개의 코너 부분(A, C)을 엑스-레이 검사할 수 있다.

이 경우, 제2 엑스-레이 검사부(180)는 도 3과 달리 제2 엑스-레이 소스(181)가 이차전지(160)의 한 코너 부분(C)을 향해 엑스-레이를 조사한다. 제2 엑스-레이 디텍터(183)는 제2 엑스-레이 소스(181)에서 방출된 엑스-레이가 이차전지를 투과할 때 투영되는 영상을 검출할 수 있도록 제2 엑스-레이 소스(181)의 맞은 편에 배치된다.

또한, 도 8을 참조하면, 본 발명은 제3 및 제4 엑스-레이 검사부(280, 380)를 추가로 메인 차폐 룸 내에 배치하여 이차전지(160)의 4 코너 부분(A, B, C, D)을 모두 엑스-레이 검사하는 것도 가능하다.

이 경우, 제3 및 제4 엑스레이 검사부(280, 380)는 제1 및 제2 엑스-레이 검사부(170, 180)에 간섭되지 않도록 제1 및 제2 엑스-레이 검사부(170, 180)보다 더 높은 위치에 배치시킬 수 있다.

아울러, 이차전지(160)는 2 코너 부분(C, D)이 나머지 2 코너 부분(A, B)보다 먼저 엑스-레이 검사가 진행될 수 있도록 검사 시작 위치가 도 3 및 도 7에 도시된 예보다 더 높게 설정될 수 있다. 이에 따라, 이차전지(160)의 2 코너 부분(C, D)은 제3 및 제4 엑스-레이 검사부(280, 380)에 의해 검사가 이루어지고, 이차전지(160)가 계속 검사 종료 위치로 하강하면서 이차전지(160)의 나머지 2 코너 부분(A, B)의 검사가 이루어질 수 있다.

도 8에서 미설명 부호 281은 제3 엑스-레이 소스이고, 283은 제3 엑스-레이 디텍터이고, 381은 제4 엑스-레이 소스이고, 383은 제4 엑스-레이 디텍터이다.

이와 같이 본 발명에서는 제1 및 제2 엑스-레이 검사부를 통해 동시에 이차전지의 2 코너 부분을 엑스-레이 촬영할 수 있다. 이에 따라, 이차전지의 개당 검사 시간을 단축시켜 전체적인 이차전지의 검사 개수를 늘릴 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 있어서는, 엑스-레이 검사가 이루어지는 위치와 비 검사 위치를 서로 다른 높이로 설정함에 따라, 메인 차폐 룸 내부에서 산란하는 엑스-레이가 메인 차폐 룸 외부로 누출되는 것을 효과적으로 차단할 수 있다. 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되서는 안될 것이다.

110: 본체
120: 트레이
131-134: 제1 내지 제4 승강부
135: 트레이 리턴부
150: 가동부
154: 가동 플레이트
155: 검사 서포터
160: 이차전지
170: 제1 엑스-레이 검사부
180: 제2 엑스-레이 검사부
280: 제3 엑스-레이 검사부
380: 제4 엑스-레이 검사부

Claims

본체;
상기 본체의 상부에 배치되어 피검사체를 비 검사 위치 및 검사 위치로 이송하기 위한 피검사체 이송부;
검사 위치로 이송된 피검사체의 적어도 2곳의 코너 부분을 엑스-레이 검사하는 제1 및 제2 엑스-레이 검사부; 및
상기 이송부 및 상기 제1 및 제2 엑스-레이 검사부 둘러싸는 메인 차폐 룸;을 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스-레이 검사 장치.
제1항에 있어서,
상기 피검사체 이송부는,
피검사체의 로딩 위치에서부터 피검사체의 언로딩 위치까지 트레이를 서로 다른 높이로 이송하는 다수의 승강부; 및
상기 검사 위치에서 피검사체가 로딩된 트레이를 검사 시작 위치에서 검사 종료 위치로 이송하는 가동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스-레이 검사 장치.　
제2항에 있어서,
상기 다수의 승강부는,
트레이를 피검사체를 로딩하는 제1 위치로 이송하는 제1 승강부;
상기 로딩 위치에서 피검사체가 로딩된 상기 트레이를 상기 가동부의 일측으로 이송하되 상기 제1 위치보다 높은 제2 위치로 이송하는 제2 승강부;
검사가 완료된 피검사체가 로딩된 상기 트레이를 검사 위치보다 낮은 제3 위치로 이송하는 제3 승강부; 및
상기 제3 승강부로부터 이송된 상기 트레이를 피검사체를 언로딩하는 제4 위치로부터 하강시키는 제4 승강부;를 포함하며,
상기 제4 위치는 상기 제3 위치보다 낮은 것을 특징으로 하는 엑스-레이 검사 장치.
제3항에 있어서,
상기 피검사체 이송부는,
상기 제4 승강부로부터 이송된 빈 트레이를 상기 제1 승강부 측으로 이송하는 트레이 리턴부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스-레이 검사 장치.
제3항에 있어서,
상기 가동부는,
상기 제2 승강부를 거쳐 이송된 트레이를 검사 위치로 이송하는 가동 플레이트; 및
상기 검사 위치로 이송된 트레이를 검사 시작 위치로 상승시킨 후 일정한 속도로 검사 종료 위치까지 하강시키는 한 쌍의 검사 서포터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스-레이 검사 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 엑스-레이 검사부는, 피검사체의 한쪽 코너 부분을 향해 엑스-레이를 조사하는 제1 엑스-레이 소스; 및 상기 제1 엑스-레이 소스에서 방출된 엑스-레이가 상기 피검사체의 한쪽 코너 부분을 투과할 때 투영되는 영상을 검출하는 제1 엑스-레이 디텍터를 포함하고,
상기 제2 엑스-레이 검사부는, 상기 제1 엑스-레이 소스가 투과하는 상기 피검사체의 한쪽 코너 부분에 대각선 방향으로 배치된 다른 쪽 코너 부분을 향해 엑스-레이를 조사하는 제2 엑스-레이 소스; 및 상기 제2 엑스-레이 소스에서 방출된 엑스-레이가 상기 피검사체의 다른 쪽 코너 부분을 투과할 때 투영되는 영상을 검출하는 제2 엑스-레이 디텍터를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스-레이 검사 장치.
제6항에 있어서,
상기 제1 및 제2 엑스-레이 검사부는 피검사체의 대각선 방향으로 배치된 2곳의 코너 부분을 엑스-레이 검사하는 것을 특징으로 하는 엑스-레이 검사 장치.
제6항에 있어서,
상기 제1 및 제2 엑스-레이 검사부는 피검사체의 한 변의 양 끝에 배치된 2곳의 코너 부분을 엑스-레이 검사하는 것을 특징으로 하는 엑스-레이 검사 장치.
제6항에 있어서,
제3 및 제4 엑스-레이 검사부를 더 포함하며,
상기 제1 내지 제4 엑스-레이 검사부는 피검사체의 4 코너 부분을 각각 엑스-레이 검사하는 것을 특징으로 하는 엑스-레이 검사 장치.
제3항에 있어서,
상기 제2 승강부는 상기 메인 차폐 룸 내에 마련된 제1 보조 차폐 룸에 배치되고,
상기 제1 보조 차폐 룸은 양측에 각각 제1 및 제2 개구가 형성되고,
상기 제3 승강부는 상기 메인 차폐 룸 내에 마련된 제2 보조 차폐 룸에 배치되고,
상기 제2 보조 차폐 룸의 양측에 각각 제3 및 제4 개구가 형성된 것을 특징으로 하는 엑스-레이 검사 장치.
제10항에 있어서,
상기 제1 개구는 상기 제1 승강부와 상기 제2 승강부 사이에 배치되고,
상기 제2 개구는 상기 제2 승강부와 상기 가동부 사이에 배치되며 상기 제1 개구보다 높은 위치에 배치되고,
상기 제3 개구는 상기 가동부와 상기 제3 승강부 사이에 배치되고,
상기 제4 개구는 상기 제3 승강부와 상기 제4 승강부 사이에 배치되며 상기 제3 개구 보다 낮은 위치에 배치된 것을 특징으로 하는 엑스-레이 검사 장치.
제11항에 있어서,
상기 제1 및 제4개구는 같은 높이에 위치하고,
상기 제2 및 제3개구는 같은 높이에 위치하는 것을 특징으로 하는 엑스-레이 검사 장치.
제10항에 있어서,
상기 제1 내지 제4 개구는 터널 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 엑스-레이 검사 장치.