KR20220114218A - 인쇄회로기판의 코팅 영역 검출 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

인쇄 회로 기판의 코팅 영역을 검출하는 방법이 개시된다. 개시된 방법은 비코팅 상태의 인쇄 회로 기판에 대한 제1 레퍼런스 영상을 획득하는 단계, 코팅 공정을 거친 검사 대상 인쇄 회로 기판에 대한 제1 검사 대상 영상을 획득하는 단계, 상기 제1 검사 대상 영상과 제1 레퍼런스 영상 사이의 호모그래피(homography)를 계산하는 단계, 상기 호모그래피를 이용하여 상기 제1 검사 대상 영상과 상기 제1 레퍼런스 영상을 정합하는 단계, 정합된 상기 제1 검사 대상 영상과 상기 제1 레퍼런스 영상 사이의 차이 영상을 획득하는 단계 및 상기 차이 영상에 기반하여 상기 검사 대상 인쇄 회로 기판의 코팅 영역을 검출하는 단계를 포함한다.

Description

인쇄회로기판의 코팅 영역 검출 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR DETECTING COATING AREA OF PRINTED CIRCUIT BOARD}
아래 실시 예들은 인쇄회로기판에서 코팅 영역을 검출하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 실시예들에 따르면 호모그래피를 이용하여 레퍼런스 영상과 검사 대상 영상을 정합하고 차이 영상을 획득함으로써 검사 대상 인쇄회로기판에서 코팅된 영역을 검출하는 방법 및 장치가 개시된다.
인쇄회로기판(Printed Circuit Board, PCB)은 전기절연체 표면에 전기적 신호를 전달할 수 있는 도체 패턴을 형성한 것으로, PWB(Printed Wiring Board) 등으로 불릴 수도 있다. 인쇄회로기판은 여러 전자 제품에 이용되고 있다. 인쇄회로기판에서 발생되는 불량을 방지하기 위해 컨포멀 코팅(Conformal Coating) 처리가 이루어진다.
컨포멀 코팅은 인쇄회로기판에 실장된 부품들을 외부 환경(온도, 습도, 이물질 오염 등)으로부터 보호하기 위해 인쇄회로기판의 표면에 얇은 두께의 막을 형성하는 공정을 의미한다. 최근에는 제품의 품질과 신뢰성에 대한 요구가 높아지면서 대부분의 인쇄회로기판 제조 공정에 컨포멀 코팅 공정이 포함되는 추세이다.
컨포멀 코팅 공정이 완료되면 필요한 영역에 코팅 용액의 도포가 완료되었는지, 또는 도포가 금지된 영역에 코팅 용액이 도포되었는지를 검사하는 컨포멀 코팅 영역 검사가 이루어진다. 기존에는 육안으로 컨포멀 코팅영역검사를 수행했지만, 점차 소형화 및 고집적화되는 인쇄회로기판에 대한 육안검사가 무의미해지고 있다. 따라서, 효율적이고 정확하게 인쇄회로기판의 촬영영상으로부터 자동으로 코팅 영역을 검출하는 방법 및 장치가 필요한 실정이다.
이하에서 개시되는 적어도 하나의 실시 예는 인쇄회로기판의 촬영 영상을 분석함으로써 코팅 영역을 검출하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
일 측면에 따르면,
인쇄 회로 기판의 코팅 영역을 검출하는 방법이 개시된다.
개시된 방법은 비코팅 상태의 인쇄 회로 기판에 대한 제1 레퍼런스 영상을 획득하는 단계; 코팅 공정을 거친 검사 대상 인쇄 회로 기판에 대한 제1 검사 대상 영상을 획득하는 단계; 상기 제1 검사 대상 영상과 제1 레퍼런스 영상 사이의 호모그래피(homography)를 계산하는 단계; 상기 호모그래피를 이용하여 상기 제1 검사 대상 영상과 상기 제1 레퍼런스 영상을 정합하는 단계; 정합된 상기 제1 검사 대상 영상과 상기 제1 레퍼런스 영상 사이의 차이 영상을 획득하는 단계; 상기 차이 영상에 기반하여 상기 검사 대상 인쇄 회로 기판의 코팅 영역을 검출하는 단계를 포함한다.
상기 호모그래피를 계산하는 단계는, 상기 비코팅 상태의 인쇄 회로 기판에 대해 상기 제1 레퍼런스 영상과 다른 방식으로 촬영된 제2 레퍼런스 영상을 획득하는 단계, 상기 검사 대상 인쇄 회로 기판에 대해 상기 제1 검사 대상 영상과 다른 방식으로 촬영된 제2 검사 대상 영상을 획득하는 단계, 상기 제2 레퍼런스 영상과 상기 제2 검사 대상 영상 사이의 특징점(feature point) 매칭을 통해 상기 호모그래피를 계산하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 레퍼런스 영상 및 상기 제1 검사 대상 영상은 제1 파장 영역의 광을 촬영함으로써 획득되고, 상기 제2 레퍼런스 영상 및 상기 제2 검사 대상 영상은 상기 제1 파장 영역과 다른 제2 파장 영역의 광을 촬영함으로써 획득될 수 있다.
상기 제1 파장 영역은 가시광선 파장 영역을 포함하고, 상기 제2 파장 영역은 적외선 파장 영역을 포함할 수 있다.
상기 장치는 상기 차이 영상에서 차이 값이 기준 값 이상인 픽셀들의 집합에 기반하여 코팅 영역을 검출할 수 있다.
상기 검사 대상 인쇄 회로 기판의 코팅 영역을 검출하는 단계는, 상기 차이 영상으로부터 코팅 영역에 대한 윤곽선을 추출하고, 상기 윤곽선 내부의 노이즈를 제거함으로써 상기 코팅 영역을 검출할 수 있다.
상기 검사 대상 인쇄 회로 기판의 코팅 영역을 검출하는 단계는, 상기 차이 영상에 대해 마스크(mask) 처리를 수행한 후 닫힘(closing) 연산을 수행함으로써 코팅 영역을 보정할 수 있다.
인쇄 회로 기판의 코팅 영역을 검출하는 장치가 개시된다. 개시된 장치는 촬영 모듈; 및 상기 촬영 모듈에서 획득된 영상으로부터 코팅 영역을 검출하는 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는 비코팅 상태의 인쇄 회로 기판에 대한 제1 레퍼런스 영상을 획득하는 프로세스; 코팅 공정을 거친 검사 대상 인쇄 회로 기판에 대한 제1 검사 대상 영상을 획득하는 프로세스; 상기 제1 검사 대상 영상과 제1 레퍼런스 영상 사이의 호모그래피(homography)를 계산하는 프로세스; 상기 호모그래피를 이용하여 상기 제1 검사 대상 영상과 상기 제1 레퍼런스 영상을 정합하는 프로세스; 정합된 상기 제1 검사 대상 영상과 상기 제1 레퍼런스 영상 사이의 차이 영상을 획득하는 프로세스; 및 상기 차이 영상에 기반하여 상기 검사 대상 인쇄 회로 기판의 코팅 영역을 검출하는 프로세스를 수행한다.
상기 호모그래피를 계산하는 프로세스는, 상기 비코팅 상태의 인쇄 회로 기판에 대해 상기 제1 레퍼런스 영상과 다른 방식으로 촬영된 제2 레퍼런스 영상을 획득하는 프로세스, 상기 검사 대상 인쇄 회로 기판에 대해 상기 제1 검사 대상 영상과 다른 방식으로 촬영된 제2 검사 대상 영상을 획득하는 프로세스, 상기 제2 레퍼런스 영상과 상기 제2 검사 대상 영상 사이의 특징점(feature point) 매칭을 통해 상기 호모그래피를 계산하는 프로세스를 포함할 수 있다.
상기 촬영 모듈은 제1 파장 영역의 광을 촬영함으로써 상기 제1 레퍼런스 영상 및 상기 제1 검사 대상 영상을 획득하고, 상기 촬영 모듈은 상기 제1 파장 영역과 다른 제2 파장 영역의 광을 촬영함으로써 상기 제2 레퍼런스 영상 및 상기 제2 검사 대상 영상을 획득할 수 있다.
상기 제1 파장 영역은 가시광선 파장 영역을 포함하고, 상기 제2 파장 영역은 적외선 파장 영역을 포함할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 차이 영상에서 차이 값이 기준 값 이상인 픽셀들의 집합에 기반하여 코팅 영역을 검출할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 차이 영상으로부터 코팅 영역에 대한 윤곽선을 추출하고, 상기 윤곽선 내부의 노이즈를 제거함으로써 상기 코팅 영역을 검출할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 차이 영상에 대해 마스크(mask) 처리를 수행한 후 닫힘(closing) 연산을 수행함으로써 코팅 영역을 보정할 수 있다.
적어도 하나의 실시예에 따르면, 장치가 제1 촬영모드에서 촬영된 제1 레퍼런스 영상 및 제1 검사 대상 영상을 정합하고 차이 영상을 획득함으로써 코팅 영역의 검출이 용이하게 이루어질 수 있다. 적어도 하나의 실시예에 따르면, 장치가 제2 촬영모드에서 촬영된 제2 레퍼런스 영상 및 제2 검사 대상 영상으로부터 호모그래피를 획득함으로써 제1 레퍼런스 영상과 제2 레퍼런스 영상의 정합이 용이하게 이루어질 수 있다. 적어도 하나의 실시예에 따르면 장치가 차이 영상에 대한 후처리를 통해 코팅 영역의 검출 품질을 높일 수 있다.
본 발명의 실시 예의 설명에 이용되기 위하여 첨부된 아래 도면들은 본 발명의 실시 예들 중 단지 일부일 뿐이며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람(이하 "통상의 기술자"라 함)에게 있어서는 발명에 이르는 추가 노력 없이 이 도면들에 기초하여 다른 도면들이 얻어질 수 있다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 인쇄회로기판의 코팅 영역 검출 장치(100)를 나타낸 블록도이다.
도 2는 예시적인 실시예에 따른 인쇄회로기판의 코팅 영역 검출 방법을 나타낸 순서도이다.
도 3은 제1 레퍼런스 영상과 제1 검사 대상 영상을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2의 S130 단계가 수행되는 과정을 예시적으로 나타낸 순서도이다.
도 5는 제2 레퍼런스 영상 및 제2 검사 대상 영상을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 특징점 매칭 결과를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 차이 영상을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 8은 상술한 후처리에 의해 도 7의 차이 영상이 보정된 것을 나타낸 도면이다.
도 9는 클로징 연산에 의해 검출된 코팅 영역을 나타낸 도면이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명의 목적들, 기술적 해법들 및 장점들을 분명하게 하기 위하여 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시 예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시 예는 통상의 기술자가 본 발명을 실시할 수 있도록 상세히 설명된다.
본 발명의 상세한 설명 및 청구항들에 걸쳐, '포함하다'라는 단어 및 그 변형은 다른 기술적 특징들, 부가물들, 구성요소들 또는 단계들을 제외하는 것으로 의도된 것이 아니다. 또한, '하나' 또는 '한'은 하나 이상의 의미로 쓰인 것이며, '또 다른'은 적어도 두 번째 이상으로 한정된다.
또한, 본 발명의 '제1', '제2' 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로서, 순서를 나타내는 것으로 이해되지 않는 한 이들 용어들에 의하여 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 이와 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는 그 다른 구성요소에 직접 연결될 수도 있지만 중간에 다른 구성요소가 개재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉, "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
각 단계들에 있어서 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용된 것으로 식별부호는 논리상 필연적으로 귀결되지 않는 한 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며, 반대의 순서로 수행될 수도 있다.
통상의 기술자에게 본 발명의 다른 목적들, 장점들 및 특성들이 일부는 본 설명서로부터, 그리고 일부는 본 발명의 실시로부터 드러날 것이다. 아래의 예시 및 도면은 실례로서 제공되며, 본 발명을 한정하는 것으로 의도된 것이 아니다. 따라서, 특정 구조나 기능에 관하여 본 명세서에 개시된 상세 사항들은 한정하는 의미로 해석되어서는 아니되고, 단지 통상의 기술자가 실질적으로 적합한 임의의 상세 구조들로써 본 발명을 다양하게 실시하도록 지침을 제공하는 대표적인 기초 자료로 해석되어야 할 것이다.
더욱이 본 발명은 본 명세서에 표시된 실시 예들의 모든 가능한 조합들을 망라한다. 본 발명의 다양한 실시 예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시 예에 관련하여 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시 예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
본 명세서에서 달리 표시되거나 분명히 문맥에 모순되지 않는 한, 단수로 지칭된 항목은, 그 문맥에서 달리 요구되지 않는 한, 복수의 것을 아우른다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 통상의 기술자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시 예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 인쇄회로기판의 코팅 영역 검출 장치(100)를 나타낸 블록도이다. 도 1에서 나타낸 장치(100)는 인쇄회로기판을 촬영하고 인쇄회로기판에서 코팅된 영역을 검출할 수 있다. 코팅된 영역이란 컨포멀 코팅 공정에 의해 코팅 영역이 일정 수준 이상으로 도포된 영역을 포함할 수 있다. 하지만 실시예가 이에 제한되는 것은 아니며 코팅된 영역은 기타 다른 공정에 의해 소정의 용액이 도포된 영역을 포함할 수도 있다.
장치(100)는 소정의 연산 프로세스 및 전력 측정 프로세스를 수행할 수 있는 컴퓨팅 장치일 수 있다. 예시적으로, 장치(100)는 전형적인 컴퓨터 하드웨어(예컨대, 컴퓨터 프로세서, 메모리, 스토리지, 입력 장치 및 출력 장치, 기타 기존의 컴퓨팅 장치의 구성요소들을 포함할 수 있는 장치; 라우터, 스위치 등과 같은 전자 통신 장치; 네트워크 부착 스토리지(NAS; network-attached storage) 및 스토리지 영역 네트워크(SAN; storage area network)와 같은 전자 정보 스토리지 시스템)와 컴퓨터 소프트웨어(즉, 컴퓨팅 장치로 하여금 특정의 방식으로 기능하게 하는 명령어들)의 조합을 이용하여 원하는 시스템 성능을 달성하는 것일 수 있다.
장치(100)는 촬영 모듈(110) 및 프로세서(120)를 포함할 수 있다. 촬영 모듈(110)은 인쇄회로기판을 촬영할 수 있다. 촬영 모듈(110)은 두 가지 이상의 촬영 모드로 인쇄회로기판을 촬영할 수 있다. 예를 들어, 촬영 모듈(110)은 제1 파장 영역의 광을 검출함으로써 제1 영상을 획득하고, 제2 파장 영역의 광을 검출함으로써 제2 영상을 획득할 수 있다. 촬영 모듈(110)은 촬영 이미지를 프로세서(120)에게 전달할 수 있다.
프로세서(120)는 메모리 및/또는 저장 장치에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(110)는 중앙 처리 장치(central processing unit; CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit; GPU) 또는 본 발명에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리와 저장 장치는 휘발성 저장 매체 및/또는 비휘발성 저장 매체로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리는 읽기 전용 메모리(read only memory; ROM) 및/또는 랜덤 액세스 메모리(random access memory; RAM)로 구성될 수 있다.
도 2는 예시적인 실시예에 따른 인쇄회로기판의 코팅 영역 검출 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2를 참조하면, S110 단계에서 장치(100)는 제1 레퍼런스 영상을 획득할 수 있다. 장치(100)는 컨포멀 코팅 공정이 수행되지 않은 비코팅 상태의 인쇄회로기판을 촬영할 수 있다. 후술하는 바와 같이 장치(100)는 비코팅 상태의 인쇄회로기판을 촬영한 제1 레퍼런스 영상과 코팅 공정을 거친 검사 대상 인쇄회로기판을 촬영한 제1 검사 대상 영상을 비교함으로써 코팅 영역을 검출할 수 있다.
장치(100)는 제1 촬영모드로 제1 레퍼런스 영상을 획득할 수 있다. 제1 촬영모드에서 장치(100)는 코팅액의 반응성이 좋은 파장의 광을 비코팅 상태의 인쇄회로기판에 조사 및 촬영할 수 있다. 예시적으로 장치(100)는 자외선 영역의 파장을 가지는 광을 조사 및 촬영함으로써 제1 레퍼런스 영상을 획득할 수 있다. 하지만 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다. 코팅액의 종류와 그에 따른 코팅액의 파장 별 반응성에 따라 제1 촬영모드에서 활용되는 광의 파장 영역은 변경될 수 있다.
S120 단계에서 장치(100)는 제1 검사 대상 영상을 획득할 수 있다. 장치(100)는 검사 대상 인쇄회로기판을 촬영함으로써 제1 검사 대상 영상을 획득할 수 있다. 검사 대상 인쇄회로기판은 코팅 공정이 수행된 인쇄회로기판일 수 있다.
장치(100)는 제1 촬영모드로 제1 검사 대상 영상을 획득할 수 있다. 제1 촬영모드에서 장치(100)는 코팅액의 반응성이 좋은 파장의 광을 코팅 공정이 수행된 검사 대상 인쇄회로기판에 조사 및 촬영할 수 있다. 예시적으로 장치(100)는 자외선 영역의 파장을 가지는 광을 조사 및 촬영함으로써 제1 검사 대상 영상을 획득할 수 있다. 하지만 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다. 코팅액의 종류와 그에 따른 코팅액의 파장 별 반응성에 따라 제1 촬영모드에서 활용되는 광의 파장 영역은 변경될 수 있다.
도 3은 제1 레퍼런스 영상과 제1 검사 대상 영상을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 3의 (a)가 비코팅 상태의 인쇄회로기판을 자외선 광으로 촬영한 제1 레퍼런스 영상에 대응하고, 도 3의 (b)가 코팅 공정을 거친 검사 대상 인쇄회로기판을 자외선 광으로 촬영한 제1 검사 대상 영상에 대응할 수 있다.
도 3을 참조하면, 검사 대상 인쇄회로기판에 도포된 코팅 용액이 자외선 광에 반응함으로써 제1 레퍼런스 영상과 제1 검사 대상 영상 사이에 차이가 발생한 것을 확인할 수 있다. 예시적으로, 제1 검사 대상 영상에서 컨포멀 코팅 영역이 더 밝게 나타난 것을 확인할 수 있다. 장치(100)는 제1 레퍼런스 영상과 제1 검사 대상 영상을 정합한 후 두 영상 사이의 차이 영상에 기반하여 코팅 영역을 검출할 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, S130 단계에서 장치(100)는 제1 레퍼런스 영상과 제1 검사 대상 영상 사이의 호모그래피(homography)를 계산할 수 있다. 호모그래피는 한 평면의 영상을 다른 평면으로 투영(projection)시켰을 때 투영된 대응점들 사이의 변환관계를 나타낼 수 있다. 호모그래피는 통상적으로 3x3 행렬로 표현될 수 있으나 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다.
장치(100)는 제1 레퍼런스 영상의 특징점들과 제1 검사 대상 영상의 특징점들 사이의 투영 관계를 고려하여 호모그래피를 계산할 수 있다. 하지만, 도 3에서 나타낸 바와 같이 자외선 광을 이용하여 촬영한 경우, 코팅 용액의 유무에 따른 차이의 확인이 용이한 반면, 전체적인 영상의 품질이 저하되는 문제가 있을 수 있다. 제1 레퍼런스 영상과 제1 검사 대상 영상을 정합하기 위해서는 두 영상 사이의 호모그래피를 추출하는 과정이 수행되는데 이 과정에서 두 영상의 특징점들을 추출 및 맵핑하는데 어려움이 있을 수 있다. 따라서, 장치(100)는 제2 촬영모드에서 촬영된 제2 레퍼런스 영상 및 제2 검사 대상 영상을 이용하여 상술한 호모그래피를 계산할 수 있다.
도 4는 도 2의 S130 단계가 수행되는 과정을 예시적으로 나타낸 순서도이다.
도 4를 참조하면, S132 단계에서 장치(100)는 제2 촬영모드에서 비코팅 상태의 인쇄회로기판을 촬영하여 제2 레퍼런스 영상을 획득할 수 있다. 예를 들어, 장치(100)는 가시광선 영역의 파장을 가지는 광을 이용하여 제2 레퍼런스 영상을 획득할 수 있다.
S134 단계에서 장치(100)는 제2 촬영모드에서 코팅 공정이 수행된 검사 대상 인쇄회로기판을 촬영하여 제2 검사 대상 영상을 획득할 수 있다. 예를 들어, 장치(100)는 가시광선 영역의 파장을 가지는 광을 이용하여 제2 검사 대상 영상을 획득할 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 제한되는 것은 아니며 제2 촬영모드에서 사용되는 광의 파장은 촬영환경 등에 따라 변경될 수 있다.
도 5는 제2 레퍼런스 영상 및 제2 검사 대상 영상을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 5의 (a)가 비코팅 상태의 인쇄회로기판을 가시광선 광으로 촬영한 제2 레퍼런스 영상에 대응하고, 도 5의 (b)가 코팅 공정을 거친 검사 대상 인쇄회로기판을 가시광선 광으로 촬영한 제2 검사 대상 영상에 대응할 수 있다.
도 5를 참조하면, 도 3과 비교하여 제2 레퍼런스 영상 및 제2 검사 대상 영상 사이의 차이는 줄어들 수 있다. 즉, 제2 레퍼런스 영상 및 제2 검사 대상 영상으로부터 코팅 용액의 도포 영역을 확인하는 것이 용이하지 않을 수 있다. 하지만, 제2 레퍼런스 영상 및 제2 검사 대상 영상의 특징들이 잘 드러날 수 있다. 따라서, 장치(100)가 제2 레퍼런스 영상 및 제2 검사 대상 영상의 특징점들을 추출하고 이로부터 호모그래피를 계산하는 것이 용이해질 수 있다. 장치(100)는 제2 레퍼런스 영상 및 제2 검사 대상 영상으로부터 획득한 호모그래피를 제1 레퍼런스 영상 및 제1 검사 대상 영상의 정합에 이용할 수 있다.
다시 도 4를 참조하면, S135 단계에서 장치(100)는 제2 레퍼런스 영상 및 제2 검사 대상 영상에서 특징점들을 추출할 수 있다. 특징점(keypoint, feature point)은 영상에서 특징이 될만한 지점 또는 영상의 중요한 정보를 포함하는 지점일 수 있다. 특징점은 영상에서 물체의 형태나 크기 위치가 변해도 식별이 용이한 지점으로 선택될 수 있다. 또한, 특징점은 영상의 촬영 시점이나 조명이 변해도 식별이 용이한 지점으로 선택될 수 있다.
장치(100)는 FAST(Features from Accelerated Segment Test) 알고리즘, BRIEF 알고리즘, ORB(Oriented FAST and Rotated BRIEF) 알고리즘 중 적어도 하나를 사용하여 제2 레퍼런스 영상 및 제2 검사 대상 영상의 특징점들을 추출할 수 있다. 하지만 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 장치(100)는 Harris corner 알고리즘, AGAST 알고리즘 등 다른 알고리즘을 이용하여 특징점들을 추출할 수도 있다.
S136 단계에서 장치(100)는 제2 레퍼런스 영상의 특징점들을 제2 검사 대상 영상의 특징점들에 매칭시킬 수 있다.
도 6은 특징점 매칭 결과를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 6의 (a)는 제2 레퍼런스 영상의 특징점들을 나타내고, 도 6의 (b)는 제2 검사 대상 영상의 특징점들을 나타낸다.
도 6을 참조하면, 장치(100)는 제2 레퍼런스 영상의 특징점들과 제2 검사 대상 영상의 특징점들을 매칭시킬 수 있다. 장치(100)는 BFMatcher(Brute-Force Matcher) 알고리즘을 이용하여 특징점들을 매칭시킬 수 있다. 장치(100)는 제2 레퍼런스 영상의 기술자들과 제2 검사 대상 영상의 기술자들 사이의 거리를 계산하고 이 중 거리가 가장 가까운 기술자 쌍을 매칭시킴으로써 특징점을 매칭할 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다. 장치(100)는 DMatch, 플롯 거리(float distance) 등 다른 알고리즘을 이용하여 특징점들을 매칭시킬 수도 있다.
다시 도 4를 참조하면, S138 단계에서 장치(100)는 제2 레퍼런스 영상과 제2 검사 대상 영상 사이의 호모그래피를 계산할 수 있다. 장치(100)는 매칭된 특징점들 사이의 변환 관계를 이용하여 호모그래피를 계산할 수 있다. 장치(100)는 호모그래피에 대한 정보를 행렬 형태로 저장할 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, S140 단계에서 장치(100)는 제1 레퍼런스 영상과 제1 검사 대상 영상을 정합할 수 있다. 장치(100)는 제2 레퍼런스 영상 및 제2 검사 대상 영상으로부터 획득된 호모그래피를 이용하여 제1 레퍼런스 영상과 제1 검사 대상 영상을 정합할 수 있다. 제1 레퍼런스 영상 및 제1 검사 대상 영상을 정합하기 때문에 두 영상의 차이로부터 코팅 영역을 검출하는 것이 용이해질 수 있다. 반면, 호모그래피 계산 과정에서 제2 레퍼런스 영상 및 제2 검사 대상 영상을 이용하기 때문에 특징점 추출 및 맵핑이 용이해질 수 있다.
S150 단계에서 장치(100)는 제1 레퍼런스 영상 및 제1 검사 대상 영상을 정합하고, 두 영상을 비교함으로써 차이 영상을 획득할 수 있다.
S160 단계에서 장치(100)는 차이 영상으로부터 코팅 영역을 검출할 수 있다. 장치(100)는 차이 영상에서 차이 값이 미리 설정된 기준 값 이상인 픽셀들의 집합을 코팅 영역으로 검출할 수 있다. 차이 영상이 노이즈를 포함하는 경우, 장치(100)는 차이 영상에 대한 후처리를 수행함으로써 코팅 영역의 검출 정확도를 높일 수 있다.
도 7은 차이 영상을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 제1 레퍼런스 영상 및 제1 검사 대상 영상 사이의 정합에 의해 차이 영상이 획득될 수 있다. 차이 영상에서 코팅 영역에 대응하는 영역은 밝게 표시될 수 있다. 그런데 차이 영상은 일부 노이즈들(10, 12)을 포함할 수 있다.
인쇄회로기판의 표면에는 칩 또는 배선이 실장됨에 따라 높이 단차가 발생할 수 있다. 상술한 높이 단차에 의해 자외선을 이용한 촬영 시 노이즈가 발생할 수 있다. 도 7에서 나타낸 노이즈들(10, 12)은 높이 단차에 의해 발생한 것으로 실질적으로 비코팅 영역으로 취급할 필요는 없을 수 있다. 따라서, 장치(100)는 차이 영상에서 노이즈를 제거하는 후처리 과정을 수행함으로써 유효한 코팅 영역을 검출할 수 있다.
예시적으로 장치(100)는 차이 영상에서 코팅 영역에 대응하는 윤곽선(contour)를 추출할 수 있다. 장치(100)는 추출한 윤곽선 내부의 노이즈를 제거하여 코팅 영역으로 변환하는 방식으로 차이 영상에 대한 후처리를 수행할 수 있다.
도 8은 상술한 후처리에 의해 도 7의 차이 영상이 보정된 것을 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 장치(100)가 코팅 영역에 대응하는 윤곽선을 추출하고 윤곽선 내부를 코팅 영역으로 처리함으로써 도 7의 노이즈들(10, 12)이 제거될 수 있다. 다만, 윤곽선 추출 과정에서 윤곽선에 일부 노이즈들(20, 22)이 여전히 남아 있을 수 있다. 장치(100)는 도 8에서 획득된 후처리 영상에 대해 모폴로지(morphology) 연산을 추가 수행함으로써 코팅 영역 검출의 정확도를 높일 수 있다.
예를 들어, 장치(100)는 이진 영상에서의 닫힘(closing) 연산을 수행함으로써 코팅 영역을 보정할 수 있다.
도 9는 클로징 연산에 의해 검출된 코팅 영역을 나타낸 도면이다.
도 9의 (a)는 자외선으로 촬영된 제1 검사 대상 영상을 나타내고, 도 9의 (b)는 제1 검사 대상 영상으로부터 추출된 코팅 영역을 나타낸다.
도 9를 참조하면, 장치(100)는 소정 크기의 마스크(mask) 또는 커널(kernel)을 영상에 오버랩 하여 이진 영상에서 어두운 영역을 줄어들게 하고 밝은 영역을 확장시킬 수 있다. 이를 통해 장치(100)는 코팅 영역을 확장 보정함으로써 노이즈를 추가 제거할 수 있다.
이상 도 1 내지 도 9를 참조하여 예시적인 실시예들에 따른 인쇄 회로 기판의 코팅 영역 검출 장치 및 방법에 관하여 설명하였다.
적어도 하나의 실시예에 따르면, 장치가 제1 촬영모드에서 촬영된 제1 레퍼런스 영상 및 제1 검사 대상 영상을 정합하고 차이 영상을 획득함으로써 코팅 영역의 검출이 용이하게 이루어질 수 있다. 적어도 하나의 실시예에 따르면, 장치가 제2 촬영모드에서 촬영된 제2 레퍼런스 영상 및 제2 검사 대상 영상으로부터 호모그래피를 획득함으로써 제1 레퍼런스 영상과 제2 레퍼런스 영상의 정합이 용이하게 이루어질 수 있다. 적어도 하나의 실시예에 따르면 장치가 차이 영상에 대한 후처리를 통해 코팅 영역의 검출 품질을 높일 수 있다.
위 실시 예의 설명에 기초하여 해당 기술분야의 통상의 기술자는, 본 발명의 방법 및/또는 프로세스들, 그리고 그 단계들이 하드웨어, 소프트웨어 또는 특정 용례에 적합한 하드웨어 및 소프트웨어의 임의의 조합으로 실현될 수 있다는 점을 명확하게 이해할 수 있다. 더욱이 본 발명의 기술적 해법의 대상물 또는 선행 기술들에 기여하는 부분들은 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 기계 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 기계 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 기계 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 통상의 기술자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 기계 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD, Blu-ray와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는, 전술한 장치들 중 어느 하나뿐만 아니라 프로세서, 프로세서 아키텍처 또는 상이한 하드웨어 및 소프트웨어의 조합들의 이종 조합, 또는 다른 어떤 프로그램 명령어들을 실행할 수 있는 기계 상에서 실행되기 위하여 저장 및 컴파일 또는 인터프리트될 수 있는, C와 같은 구조적 프로그래밍 언어, C++ 같은 객체지향적 프로그래밍 언어 또는 고급 또는 저급 프로그래밍 언어(어셈블리어, 하드웨어 기술 언어들 및 데이터베이스 프로그래밍 언어 및 기술들)를 사용하여 만들어질 수 있는바, 기계어 코드, 바이트코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 이에 포함된다.
따라서 본 발명에 따른 일 태양에서는, 앞서 설명된 방법 및 그 조합들이 하나 이상의 연산 장치들에 의하여 수행될 때, 그 방법 및 방법의 조합들이 각 단계들을 수행하는 실행 가능한 코드로서 실시될 수 있다. 다른 일 태양에서는, 상기 방법은 상기 단계들을 수행하는 시스템들로서 실시될 수 있고, 방법들은 장치들에 걸쳐 여러 가지 방법으로 분산되거나 모든 기능들이 하나의 전용, 독립형 장치 또는 다른 하드웨어에 통합될 수 있다. 또 다른 일 태양에서는, 위에서 설명한 프로세스들과 연관된 단계들을 수행하는 수단들은 앞서 설명한 임의의 하드웨어 및/또는 소프트웨어를 포함할 수 있다. 그러한 모든 순차 결합 및 조합들은 본 개시서의 범위 내에 속하도록 의도된 것이다.
예를 들어, 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다. 상기 하드웨어 장치는, 프로그램 명령어를 저장하기 위한 ROM/RAM 등과 같은 메모리와 결합되고 상기 메모리에 저장된 명령어들을 실행하도록 구성되는 MPU, CPU, GPU, TPU와 같은 프로세서를 포함할 수 있으며, 외부 장치와 신호를 주고받을 수 있는 입출력부를 포함할 수 있다. 덧붙여, 상기 하드웨어 장치는 개발자들에 의하여 작성된 명령어들을 전달받기 위한 키보드, 마우스, 기타 외부 입력장치를 포함할 수 있다.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시 예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시 예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 사람이라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
그와 같이 균등하게 또는 등가적으로 변형된 것에는, 예컨대 본 발명에 따른 방법을 실시한 것과 동일한 결과를 낼 수 있는, 논리적으로 동치(logically equivalent)인 방법이 포함될 것인바, 본 발명의 진의 및 범위는 전술한 예시들에 의하여 제한되어서는 아니되며, 법률에 의하여 허용 가능한 가장 넓은 의미로 이해되어야 한다.

Claims (14)

  1. 인쇄 회로 기판의 코팅 영역을 검출하는 방법에 있어서,
    비코팅 상태의 인쇄 회로 기판에 대한 제1 레퍼런스 영상을 획득하는 단계;
    코팅 공정을 거친 검사 대상 인쇄 회로 기판에 대한 제1 검사 대상 영상을 획득하는 단계;
    상기 제1 검사 대상 영상과 제1 레퍼런스 영상 사이의 호모그래피(homography)를 계산하는 단계;
    상기 호모그래피를 이용하여 상기 제1 검사 대상 영상과 상기 제1 레퍼런스 영상을 정합하는 단계;
    정합된 상기 제1 검사 대상 영상과 상기 제1 레퍼런스 영상 사이의 차이 영상을 획득하는 단계;
    상기 차이 영상에 기반하여 상기 검사 대상 인쇄 회로 기판의 코팅 영역을 검출하는 단계를 포함하는 인쇄 회로 기판의 코팅 영역 검출 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 호모그래피를 계산하는 단계는,
    상기 비코팅 상태의 인쇄 회로 기판에 대해 상기 제1 레퍼런스 영상과 다른 방식으로 촬영된 제2 레퍼런스 영상을 획득하는 단계,
    상기 검사 대상 인쇄 회로 기판에 대해 상기 제1 검사 대상 영상과 다른 방식으로 촬영된 제2 검사 대상 영상을 획득하는 단계,
    상기 제2 레퍼런스 영상과 상기 제2 검사 대상 영상 사이의 특징점(feature point) 매칭을 통해 상기 호모그래피를 계산하는 단계를 포함하는 인쇄 회로 기판의 코팅 영역 검출 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 레퍼런스 영상 및 상기 제1 검사 대상 영상은 제1 파장 영역의 광을 촬영함으로써 획득되고,
    상기 제2 레퍼런스 영상 및 상기 제2 검사 대상 영상은 상기 제1 파장 영역과 다른 제2 파장 영역의 광을 촬영함으로써 획득되는 인쇄 회로 기판의 코팅 영역 검출 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 파장 영역은 가시광선 파장 영역을 포함하고, 상기 제2 파장 영역은 적외선 파장 영역을 포함하는 인쇄 회로 기판의 코팅 영역 검출 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 차이 영상에서 차이 값이 기준 값 이상인 픽셀들의 집합에 기반하여 코팅 영역을 검출하는 인쇄 회로 기판의 코팅 영역 검출 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 검사 대상 인쇄 회로 기판의 코팅 영역을 검출하는 단계는,
    상기 차이 영상으로부터 코팅 영역에 대한 윤곽선을 추출하고, 상기 윤곽선 내부의 노이즈를 제거함으로써 상기 코팅 영역을 검출하는 인쇄 회로 기판의 코팅 영역 검출 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 검사 대상 인쇄 회로 기판의 코팅 영역을 검출하는 단계는,
    상기 차이 영상에 대해 마스크(mask) 처리를 수행한 후 닫힘(closing) 연산을 수행함으로써 코팅 영역을 보정하는 인쇄 회로 기판의 코팅 영역 검출 방법.
  8. 인쇄 회로 기판의 코팅 영역을 검출하는 장치에 있어서,
    촬영 모듈; 및
    상기 촬영 모듈에서 획득된 영상으로부터 코팅 영역을 검출하는 프로세서를 포함하며,
    상기 프로세서는 비코팅 상태의 인쇄 회로 기판에 대한 제1 레퍼런스 영상을 획득하는 프로세스; 코팅 공정을 거친 검사 대상 인쇄 회로 기판에 대한 제1 검사 대상 영상을 획득하는 프로세스; 상기 제1 검사 대상 영상과 제1 레퍼런스 영상 사이의 호모그래피(homography)를 계산하는 프로세스; 상기 호모그래피를 이용하여 상기 제1 검사 대상 영상과 상기 제1 레퍼런스 영상을 정합하는 프로세스; 정합된 상기 제1 검사 대상 영상과 상기 제1 레퍼런스 영상 사이의 차이 영상을 획득하는 프로세스; 및 상기 차이 영상에 기반하여 상기 검사 대상 인쇄 회로 기판의 코팅 영역을 검출하는 프로세스를 수행하는 인쇄 회로 기판의 코팅 영역 검출 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 호모그래피를 계산하는 프로세스는,
    상기 비코팅 상태의 인쇄 회로 기판에 대해 상기 제1 레퍼런스 영상과 다른 방식으로 촬영된 제2 레퍼런스 영상을 획득하는 프로세스,
    상기 검사 대상 인쇄 회로 기판에 대해 상기 제1 검사 대상 영상과 다른 방식으로 촬영된 제2 검사 대상 영상을 획득하는 프로세스,
    상기 제2 레퍼런스 영상과 상기 제2 검사 대상 영상 사이의 특징점(feature point) 매칭을 통해 상기 호모그래피를 계산하는 프로세스를 포함하는 인쇄 회로 기판의 코팅 영역 검출 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 촬영 모듈은 제1 파장 영역의 광을 촬영함으로써 상기 제1 레퍼런스 영상 및 상기 제1 검사 대상 영상을 획득하고,
    상기 촬영 모듈은 상기 제1 파장 영역과 다른 제2 파장 영역의 광을 촬영함으로써 상기 제2 레퍼런스 영상 및 상기 제2 검사 대상 영상을 획득하는 인쇄 회로 기판의 코팅 영역 검출 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제1 파장 영역은 가시광선 파장 영역을 포함하고, 상기 제2 파장 영역은 적외선 파장 영역을 포함하는 인쇄 회로 기판의 코팅 영역 검출 장치.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 차이 영상에서 차이 값이 기준 값 이상인 픽셀들의 집합에 기반하여 코팅 영역을 검출하는 인쇄 회로 기판의 코팅 영역 검출 장치.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 차이 영상으로부터 코팅 영역에 대한 윤곽선을 추출하고, 상기 윤곽선 내부의 노이즈를 제거함으로써 상기 코팅 영역을 검출하는 인쇄 회로 기판의 코팅 영역 검출 장치.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 차이 영상에 대해 마스크(mask) 처리를 수행한 후 닫힘(closing) 연산을 수행함으로써 코팅 영역을 보정하는 인쇄 회로 기판의 코팅 영역 검출 장치.
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