KR20220133575A - 광학 검사 장치 - Google Patents

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장종수
김경선
박창성
유근홍
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스템코 주식회사
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Abstract

검사 대상을 중심으로 상하에 각각 제공되는 조명 유닛 및 이를 구비하는 광학 검사 장치를 제공한다. 상기 광학 검사 장치는, 전자 부품의 상부에 배치되며, 전자 부품을 조명하는 제1 광 출력 모듈; 전자 부품의 하부에 배치되며, 전자 부품을 조명하는 제2 광 출력 모듈; 전자 부품에 대한 영상을 획득하는 영상 획득 모듈; 및 영상을 기초로 전자 부품의 외관을 검사하여 양불 판단하는 제어 모듈을 포함하며, 제1 광 출력 모듈 및 제2 광 출력 모듈은 색상이 다른 광을 출력한다.

Description

광학 검사 장치 {Optical inspection apparatus}
본 발명은 조명 유닛을 구비하는 광학 검사 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 전자 부품의 검사 공정에 이용되는 광학 검사 장치에 관한 것이다.
COF(Chip On Film)는 전자 부품의 일종으로, 필름 기판 상에 미세하고 복잡한 회로 패턴을 형성하여 신호를 전달한다. 그런데, 필름 기판 상에 형성된 패턴 일부가 불량이면, 신호 전달시 오류가 발생하여 전자 기기의 오작동을 초래할 수 있다.
그래서, 필름 기판 상에 회로 패턴을 형성한 후, 회로 패턴의 외관 및 전기적 특성 등에 대해 양불을 판정하기 위한 검사 공정이 COF 제조 공정 중에 포함된다.
다양한 검사 공정 중 외관 검사의 경우, 머신 비전 기술을 이용하여 회로 패턴이 형성된 필름 기판의 표면 상태를 카메라로 촬영하고, 획득된 이미지를 처리 및 분석하는 방식을 대부분 채택하고 있다.
한국특허공개공보 제10-2017-0136634호 (공개일: 2017.12.11.)
COF 외관 검사의 경우, 조명 유닛을 구비하는 광학 검사 장치를 이용할 수 있다. 그런데, 광학 검사 장치의 내부에 구비되는 조명 유닛의 구조는 확산판의 표면과 피사체(Object)가 인접해 있고, 확산판의 이면으로부터 소정 범위 이격되어 복수 개의 LED가 구비되어 있다.
이 경우, 빛이 필름 기판 상에 반사되는 빛의 반사 현상에 의해 필름 기판 상에 변곡이 발생된 영역은 가시화가 명료하지 않아 검사 장치 내 양불 조건 설정이 어려웠고, 결과적으로 불량률이 높거나 오히려 과검률을 높임으로써 생산성을 저하시키는 문제가 따랐다.
본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 검사 대상을 중심으로 상하에 각각 제공되는 조명 유닛 및 이를 구비하는 광학 검사 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 광학 검사 장치의 일 면(Aspect)은, 전자 부품의 상부에 배치되며, 상기 전자 부품을 조명하는 제1 광 출력 모듈; 상기 전자 부품의 하부에 배치되며, 상기 전자 부품을 조명하는 제2 광 출력 모듈; 상기 전자 부품에 대한 영상을 획득하는 영상 획득 모듈; 및 상기 영상을 기초로 상기 전자 부품의 외관을 검사하여 양불 판단하는 제어 모듈을 포함하며, 상기 제1 광 출력 모듈 및 상기 제2 광 출력 모듈은 색상이 다른 광을 출력하되, 상기 제1 광 출력 모듈은 백색 광을 출력하고, 상기 제2 광 출력 모듈은 적색 광을 출력한다.
상기 제2 광 출력 모듈은 500nm ~ 750nm 파장 영역을 가지는 광을 출력할 수 있다.
상기 제1 광 출력 모듈 및 상기 제2 광 출력 모듈은 상기 전자 부품을 기준으로 상호 대응하는 위치에 설치될 수 있다.
상기 광학 검사 장치는, 상기 제1 광 출력 모듈에 의해 출력된 광을 확산시키는 제1 광 확산 모듈; 또는 상기 제2 광 출력 모듈에 의해 출력된 광을 확산시키는 제2 광 확산 모듈을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 광 확산 모듈 및 상기 제2 광 확산 모듈은 서로 다른 광 특성으로 광을 확산시킬 수 있다.
상기 광학 검사 장치는 상기 제1 광 출력 모듈에 의해 출력된 광을 반사시키는 제1 광 반사 모듈을 더 포함할 수 있다.
상기 제2 광 출력 모듈은 상기 전자 부품의 하부에 복수 개 배치될 수 있다.
상기 제2 광 출력 모듈은 상기 전자 부품의 수직 방향 하부에 배치되지 않을 수 있다.
상기 제1 광 출력 모듈은 복수 개의 제1 발광 소자를 포함하고, 상기 제2 광 출력 모듈은 복수 개의 제2 발광 소자를 포함하며, 상기 제1 발광 소자는 상기 전자 부품의 길이 방향에 평행하지 않게 배열되며, 상기 제2 발광 소자는 상기 전자 부품의 길이 방향에 평행하게 배열될 수 있다.
상기 제1 광 출력 모듈은 복수 개의 제1 발광 소자를 포함하고, 상기 제2 광 출력 모듈은 복수 개의 제2 발광 소자를 포함하며, 상기 제1 발광 소자는 상기 전자 부품까지의 거리가 동일하되, 상기 전자 부품의 중앙을 기준점으로 하여 거리를 동일하게 구성하거나, 상기 제1 발광 소자의 위치에 따라 상기 전자 부품의 기준 위치가 변경되면서 거리를 동일하게 구성하거나, 또는 상기 제1 발광 소자를 복수 개의 그룹으로 나누고 각 그룹 내의 발광 소자가 상기 전자 부품의 일정한 위치를 공통하여 동일한 거리가 되도록 구성할 수 있다.
상기 제1 광 출력 모듈 및 상기 제2 광 출력 모듈 중 적어도 하나의 광 출력 모듈은 조명 각도가 조절되거나, 조명 범위가 조절될 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
첫째, 검사 대상을 중심으로 상하에 각각 제공되는 조명 유닛을 이용하여 검사 대상의 양불을 선별함으로써, 검사 대상의 불량 검출력을 향상시킬 수 있다.
둘째, 기존의 싱글 조명을 적용한 광학 검사 장치에 대비하여 검사 대상의 상에 대한 왜곡을 방지할 수 있으며, 이에 따라 변곡 영역에 대한 검출력을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 검사 장치의 내부 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 검사 장치를 구성하는 조명 유닛의 배치 형태를 도시한 제1 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 검사 장치를 구성하는 조명 유닛의 배치 형태를 도시한 제2 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 검사 장치를 구성하는 조명 유닛의 배치 형태를 도시한 제3 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 검사 장치를 구성하는 조명 유닛의 배치 형태를 도시한 제4 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 검사 장치를 구성하는 제1 광 확산 모듈 및 제2 광 확산 모듈의 배치 형태를 도시한 제1 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 검사 장치를 구성하는 제1 광 확산 모듈 및 제2 광 확산 모듈의 배치 형태를 도시한 제2 예시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 검사 장치를 구성하는 조명 유닛의 기능을 설명하기 위한 제1 예시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 검사 장치를 구성하는 조명 유닛의 기능을 설명하기 위한 제2 예시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 검사 장치를 구비하는 검사 공정 설비를 개략적으로 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위 뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성요소들과 다른 소자 또는 구성요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 발명은 전자 부품의 외관을 검사하는 데에 이용되는 광학 검사 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 광학 검사 장치는 검사 대상 즉, 피사체(Object)를 중심으로 상하에 각각 제공되는 조명 유닛을 포함할 수 있다. 이하에서는 도면 등을 참조하여 본 발명을 자세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 검사 장치의 내부 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1에 따르면, 광학 검사 장치(100)는 제1 광 출력 모듈(110), 제2 광 출력 모듈(120), 제1 광 확산 모듈(130), 제2 광 확산 모듈(140), 영상 획득 모듈(150), 영상 처리 모듈(160) 및 제어 모듈(170)을 포함하여 구성될 수 있다.
광학 검사 장치(100)는 검사 대상인 전자 부품의 외관을 검사하는 것이다. 광학 검사 장치(100)는 이를 통해 검사 대상의 양불을 선별하는 역할을 할 수 있다. 광학 검사 장치(100)는 전자 부품으로 예를 들어, 칩 온 필름(COF; Chip On Film)이나 연성 회로 기판(FPCB; Flexible Printed Circuit Board) 등의 외관을 검사할 수 있다.
정반(Surface Plate)은 검사 대상을 지지하는 것이다. 광학 검사 장치(100)는 검사 대상이 정반 상에 안착되면 검사 대상을 검사하는 기능을 할 수 있다.
광학 검사 장치(100)는 검사 대상의 외관을 검사하기 위해 조명 유닛(200)을 포함할 수 있다. 본 실시예에서 조명 유닛(200)은 두 개의 광 출력 모듈 즉, 제1 광 출력 모듈(110) 및 제2 광 출력 모듈(120)을 포함할 수 있다.
그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 조명 유닛(200)은 한 개의 광 출력 모듈 즉, 제1 광 출력 모듈(110) 또는 제2 광 출력 모듈(120)을 포함하는 것도 가능하다. 한편, 조명 유닛(200)은 제1 광 출력 모듈(110) 및 제2 광 출력 모듈(120)을 비롯하여 세 개 이상의 광 출력 모듈을 포함하는 것도 가능하다.
제1 광 출력 모듈(110) 및 제2 광 출력 모듈(120)은 검사 대상에 광을 출력하는 것이다. 이러한 제1 광 출력 모듈(110) 및 제2 광 출력 모듈(120)은 검사 대상을 조명함으로써, 검사 대상의 상을 가시화시키는 역할을 할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 검사 장치를 구성하는 조명 유닛의 배치 형태를 도시한 제1 예시도이다. 이하 설명은 도 2를 참조한다.
제1 광 출력 모듈(110) 및 제2 광 출력 모듈(120)은 검사 대상(310)을 기준으로 그 상하에 각각 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 광 출력 모듈(110)은 검사 대상(310)의 상부에 배치될 수 있으며, 제2 광 출력 모듈(120)은 검사 대상(310)의 하부에 배치될 수 있다.
제1 광 출력 모듈(110) 및 제2 광 출력 모듈(120)은 적어도 하나의 발광 소자(예를 들어, LED)를 포함할 수 있다. 이 경우, 제1 광 출력 모듈(110) 및 제2 광 출력 모듈(120)은 동일 개수의 발광 소자를 포함할 수 있으며, 서로 다른 개수의 발광 소자를 포함하는 것도 가능하다.
제1 광 출력 모듈(110) 및 제2 광 출력 모듈(120)은 각각 복수 개의 발광 소자를 포함하는 경우, 제1 광 출력 모듈(110)을 구성하는 복수 개의 제1 발광 소자(210a, 210b, …, 210n)는 검사 대상(310)의 상부에서 검사 대상(310)의 길이 방향(즉, 제1 방향(10))에 평행하지 않게 배치되고, 제2 광 출력 모듈(120)을 구성하는 복수 개의 제2 발광 소자(220a, 220b, …, 220n)는 검사 대상(310)의 하부에서 검사 대상(310)의 길이 방향(즉, 제1 방향(10))에 평행하게 배치될 수 있다.
그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 복수 개의 제1 발광 소자(210a, 210b, …, 210n)는 도 3에 도시된 바와 같이 검사 대상(310)의 상부에서 검사 대상(310)의 길이 방향(즉, 제1 방향(10))에 평행하게 배치되고, 복수 개의 제2 발광 소자(220a, 220b, …, 220n)는 검사 대상(310)의 하부에서 검사 대상(310)의 길이 방향(즉, 제1 방향(10))에 평행하지 않게 배치되는 것도 가능하다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 검사 장치를 구성하는 조명 유닛의 배치 형태를 도시한 제2 예시도이다.
한편, 복수 개의 제1 발광 소자(210a, 210b, …, 210n)가 검사 대상(310)의 길이 방향에 평행하지 않게 배치되는 경우, 복수 개의 제1 발광 소자(210a, 210b, …, 210n)는 검사 대상(310)까지의 거리가 동일하도록 배치될 수 있다.
여기서, 제1 발광 소자(210a, 210b, …, 210n)와 검사 대상(310)까지의 거리를 동일하게 구성하는 실시예로서, 상기 검사 대상(310)의 중앙을 기준점으로 하여 거리를 동일하게 하는 구성이 있을 수 있다.
또는, 제1 발광 소자(210a, 210b, …, 210n)의 위치에 따라 검사 대상(310)의 기준 위치도 변경되면서 거리를 동일하게 하는 구성도 가능하다. 구체적으로 설명하면, 돔형 구조에 따라 배치되는 복수 개의 제1 발광 소자(210a, 210b, …, 210n) 중에서 일단에 배치되는 제1 발광 소자(210a)와 이 제1 발광 소자(210a)로부터 최근 거리에 위치하는 검사 대상(310)의 일측단 간 거리, 중앙에 배치되는 제1 발광 소자와 검사 대상(310)의 중앙 간 거리, 타단에 배치되는 제1 발광 소자(210n)와 이 제1 발광 소자(210n)로부터 최근 거리에 위치하는 검사 대상(310)의 타측단 간 거리 등을 동일하게 하는 구성도 가능하다.
또는, 제1 발광 소자(210a, 210b, …, 210n)를 복수 개의 그룹으로 나누고 각 그룹 내의 발광 소자들은 검사 대상(310)의 일정한 위치를 공통으로 하여 동일한 거리가 되도록 배치하는 구성도 가능하다.
한편, 본 실시예에서 복수 개의 제1 발광 소자(210a, 210b, …, 210n) 및 복수 개의 제2 발광 소자(220a, 220b, …, 220n)는 모두 제1 방향(10)에 평행하게 배치되거나, 모두 제1 방향(10)에 평행하지 않게 배치되는 것도 가능하다.
제1 광 출력 모듈(110)은 검사 대상(310)을 기준으로 영상 획득 모듈(150)과 동일한 방향에 배치될 수 있다. 이 경우, 제2 광 출력 모듈(120)은 영상 획득 모듈(150)과 서로 다른 방향(즉, 영상 획득 모듈(150)이 위치한 방향에 대응하는 방향)에 배치될 수 있음은 물론이다.
제1 광 출력 모듈(110)은 앞서 설명한 바와 같이 복수 개의 제1 발광 소자(210a, 210b, …, 210n)를 포함할 수 있다. 이 경우, 도 4에 도시된 바와 같이 복수 개의 제1 발광 소자(210a, 210b, …, 210n) 모두 영상 획득 모듈(150)보다 전방부에(즉, 검사 대상(310)과 영상 획득 모듈(150) 사이에) 배치될 수 있다.
그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 본 실시예에서는 도 5에 도시된 바와 같이 복수 개의 제1 발광 소자(210a, 210b, …, 210n) 중 그 일부가 영상 획득 모듈(150)보다 전방부에 배치되는 것도 가능하다. 이 경우, 일부를 제외한 그 나머지는 영상 획득 모듈(150)과 동일선 상에 배치되거나, 영상 획득 모듈(150)보다 후방부에 배치될 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 복수 개의 제1 발광 소자(210a, 210b, …, 210n) 모두 영상 획득 모듈(150)보다 후방부에 배치되는 것도 가능하다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 검사 장치를 구성하는 조명 유닛의 배치 형태를 도시한 제3 예시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 검사 장치를 구성하는 조명 유닛의 배치 형태를 도시한 제4 예시도이다.
제1 광 출력 모듈(110) 및 제2 광 출력 모듈(120)은 파장 영역이 다른 광을 검사 대상(310)으로 출력할 수 있다. 이 경우, 제1 광 출력 모듈(110) 및 제2 광 출력 모듈(120)은 서로 다른 색상의 광을 검사 대상(310)으로 출력할 수 있다.
예를 들어, 제1 광 출력 모듈(110)은 백색광을 출력할 수 있으며, 제2 광 출력 모듈(120)은 적색광을 출력할 수 있다. 제2 광 출력 모듈(120)은 예를 들어, 500nm ~ 750nm 파장 영역을 가지는 광을 출력할 수 있다.
한편, 제1 광 출력 모듈(110) 및 제2 광 출력 모듈(120)은 노브(Knob; 미도시)에 의해 조명 각도가 조절되거나, 조명 범위가 조절될 수 있다.
다시 도 1을 참조하여 설명한다.
제1 광 확산 모듈(130) 및 제2 광 확산 모듈(140)은 검사 대상(310)이 위치한 방향으로 출력되는 광을 확산시키는 것이다. 이러한 제1 광 확산 모듈(130) 및 제2 광 확산 모듈(140)은 확산판(Diffusion Plate)으로 구현될 수 있다.
제1 광 확산 모듈(130)은 제1 광 출력 모듈(110)에 의해 출력되는 광을 검사 대상(310)이 위치한 방향으로 확산시키는 것이다. 제1 광 확산 모듈(130)은 이를 위해 제1 광 출력 모듈(110) 및 검사 대상(310) 사이에 배치될 수 있다.
마찬가지로, 제2 광 확산 모듈(140)은 제2 광 출력 모듈(120)에 의해 출력되는 광을 검사 대상(310)이 위치한 방향으로 확산시키는 것이다. 제2 광 확산 모듈(140)은 이를 위해 제2 광 출력 모듈(120) 및 검사 대상(310) 사이에 배치될 수 있다.
제1 광 확산 모듈(130)이 제1 광 출력 모듈(110) 및 검사 대상(310) 사이에 배치되는 경우, 제1 광 출력 모듈(110), 제1 광 확산 모듈(130) 및 검사 대상(310)은 동일선 상에 위치할 수 있다. 즉, 제1 광 출력 모듈(110), 제1 광 확산 모듈(130) 및 검사 대상(310)은 동일한 가상의 축에 위치할 수 있다. 제1 광 출력 모듈(110), 제1 광 확산 모듈(130) 및 검사 대상(310)은 동일선 상에 위치하지 않아도 무방하다.
마찬가지로, 제2 광 확산 모듈(140)이 제2 광 출력 모듈(120) 및 검사 대상(310) 사이에 배치되는 경우, 제2 광 출력 모듈(120), 제2 광 확산 모듈(140) 및 검사 대상(310)은 동일선 상에 위치할 수 있으며, 본 실시예에서는 동일선 상에 위치하지 않아도 무방하다.
제1 광 확산 모듈(130) 및 제2 광 확산 모듈(140)은 서로 다른 형상을 가지도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이 제1 광 확산 모듈(130)은 돔형(Dome Type) 구조를 가지도록 형성될 수 있으며, 제2 광 확산 모듈(140)은 평판형(Flat Plate Type) 구조를 가지도록 형성될 수 있다.
제1 광 확산 모듈(130) 및 제2 광 확산 모듈(140)이 상기와 같은 구조를 가지도록 형성되는 경우, 제1 광 출력 모듈(110) 및 제2 광 출력 모듈(120)은 제1 광 확산 모듈(130) 및 제2 광 확산 모듈(140)에 각각 인접하여 설치될 수 있다.
그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 광 출력 모듈(110) 및 제2 광 출력 모듈(120)은 제1 광 확산 모듈(130) 및 제2 광 확산 모듈(140)에 소정 거리 이격되어 설치되는 것도 가능하다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 검사 장치를 구성하는 제1 광 확산 모듈 및 제2 광 확산 모듈의 배치 형태를 도시한 제1 예시도이다.
한편, 제1 광 확산 모듈(130) 및 제2 광 확산 모듈(140)이 서로 다른 형상을 가지도록 형성되는 경우, 제1 광 확산 모듈(130)이 평판형 구조를 가지도록 형성되고, 제2 광 확산 모듈(140)이 돔형 구조를 가지도록 형성되는 것도 가능하다.
한편, 본 실시예에서 제1 광 확산 모듈(130) 및 제2 광 확산 모듈(140)은 동일한 형상을 가지도록 형성되는 것도 가능하다.
제1 광 확산 모듈(130) 및 제2 광 확산 모듈(140)은 검사 대상(310)의 상부 및 하부에 각각 한 개씩 설치될 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 광 확산 모듈(130) 및 제2 광 확산 모듈(140) 중 적어도 하나의 광 확산 모듈은 복수 개 설치되는 것도 가능하다.
예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이 제1 광 확산 모듈(130)은 검사 대상(310)의 상부에 한 개 설치되고, 제2 광 확산 모듈(140)은 검사 대상(310)의 하부에 두 개 설치될 수 있다. 상기의 경우, 제2 광 확산 모듈(140)은 검사 대상(310)의 수직 방향 하부에 설치되지 않을 수도 있다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 검사 장치를 구성하는 제1 광 확산 모듈 및 제2 광 확산 모듈의 배치 형태를 도시한 제2 예시도이다.
제1 광 출력 모듈(110), 제2 광 출력 모듈(120), 제1 광 확산 모듈(130) 및 제2 광 확산 모듈(140)은 다양한 종류의 광 특성으로 광을 제공할 수 있다. 예를 들어, 제1 광 출력 모듈(110), 제2 광 출력 모듈(120), 제1 광 확산 모듈(130) 및 제2 광 확산 모듈(140)은 투과, 반사, 굴절 및 흡수 중에서 선택되는 광 특성으로 제공할 수 있다.
상기의 경우, 제1 광 출력 모듈(110), 제2 광 출력 모듈(120), 제1 광 확산 모듈(130) 및 제2 광 확산 모듈(140)은 동일한 광 특성으로 광을 제공할 수 있다. 예를 들어, 제1 광 출력 모듈(110) 및 제2 광 출력 모듈(120)의 전방에 제1 광 확산 모듈(130) 및 제2 광 확산 모듈(140)이 각각 배치되는 경우, 제1 광 출력 모듈(110) 및 제2 광 출력 모듈(120)은 도 8에 도시된 바와 같이 광을 투과시켜 검사 대상(310)을 조명할 수 있다. 즉, 제1 광 출력 모듈(110) 및 제2 광 출력 모듈(120)은 광 투과 조명으로 구현될 수 있다.
그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 광 출력 모듈(110), 제2 광 출력 모듈(120), 제1 광 확산 모듈(130) 및 제2 광 확산 모듈(140)은 서로 다른 광 특성으로 광을 제공하는 것도 가능하다. 예를 들어, 제1 광 출력 모듈(110) 및 제2 광 출력 모듈(120) 중 어느 하나는 광을 반사시켜 검사 대상(310)을 조명하고, 다른 하나는 광을 투과시켜 검사 대상(310)을 조명하는 것도 가능하다. 이 경우, 상기 어느 하나의 광 출력 모듈은 광 반사 조명으로 구현되고, 상기 다른 하나의 광 출력 모듈은 광 투과 조명으로 구현될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 검사 장치를 구성하는 조명 유닛의 기능을 설명하기 위한 제1 예시도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 검사 장치를 구성하는 조명 유닛의 기능을 설명하기 위한 제2 예시도이다.
도 9에 도시된 바와 같이 제1 광 출력 모듈(110) 및 제1 광 확산 모듈(130)은 광을 반사시켜 검사 대상(310)을 조명하고, 제2 광 출력 모듈(120) 및 제2 광 확산 모듈(140)은 광을 투과시켜 검사 대상(310)을 조명하는 경우, 제1 광 출력 모듈(110)은 제1 광 확산 모듈(130)의 전방에 배치될 수 있다. 즉, 제1 광 출력 모듈(110)은 제1 광 확산 모듈(130)과 검사 대상(310) 사이에 배치될 수 있다.
상기에서, 제1 광 확산 모듈(130)은 제1 광 출력 모듈(110)에서 조사되는 빛의 반사율을 높이기 위해서 도시하지 않았으나, 반사판 형태의 것 즉, 제1 광 반사 모듈로 배치할 수도 있다. 제1 광 반사 모듈은 빛이 도달하는 면에 반사율이 높은 재질로 형성하여 검사 대상(310)에 조사되는 광량을 제1 광 확산 모듈(130)보다 더 높일 수 있다.
제1 광 출력 모듈(110)이 제1 광 확산 모듈(130)의 전방에 배치되는 경우, 제1 광 출력 모듈(110)을 구성하는 복수 개의 제1 발광 소자(210a, 210b, …, 210n)는 제2 광 출력 모듈(120)의 경우와 같이 제1 방향(10)에 평행하게 배치될 수 있다.
그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 복수 개의 제1 발광 소자(210a, 210b, …, 210n)는 제2 광 출력 모듈(120)의 경우와 달리 제1 방향(10)에 평행하지 않게 배치되는 것도 가능하다. 복수 개의 제1 발광 소자(210a, 210b, …, 210n)는 예를 들어, 제1 광 확산 모듈(130)의 프로파일(Profile)과 동일 또는 유사한 형상으로 배치될 수 있다.
다시 도 1을 참조하여 설명한다.
영상 획득 모듈(150)은 검사 대상(310)을 촬영하는 것이다. 이러한 영상 획득 모듈(150)은 카메라로 구현될 수 있다.
영상 처리 모듈(160)은 영상 획득 모듈(150)이 촬영하여 얻은 영상을 처리하는 것이다.
제어 모듈(170)은 영상 처리 모듈(160)에 의해 처리된 영상을 기초로 검사 대상(310)의 상태를 양불 판단하는 것이다. 이러한 제어 모듈(170)은 제1 광 출력 모듈(110), 제2 광 출력 모듈(120), 영상 획득 모듈(150), 영상 처리 모듈(160) 등의 작동을 제어하는 기능도 수행할 수 있다.
영상 처리 모듈(160) 및 제어 모듈(170)은 연산 기능, 제어 기능 등을 갖춘 프로세서가 탑재된 컴퓨터로 구현될 수 있다. 이 경우, 영상 처리 모듈(160) 및 제어 모듈(170)은 각각의 컴퓨터로 구현될 수 있으며, 하나의 컴퓨터로 구현되는 것도 가능하다.
다음으로, 광학 검사 장치(100)를 이용하여 검사 대상(310)을 검사하는 프로세스(Process)에 대하여 설명한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 검사 장치를 구비하는 검사 공정 설비를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 10에 따르면, 검사 공정 설비(400)는 권출부(410), 검사부(420) 및 권취부(430)를 포함하여 구성될 수 있다.
권출부(410)는 회로 패턴 형성 등을 거쳐 제품(전자 부품)이 생산되면, 이 제품을 검사하기 위해 검사부(420)로 이송하는 기능을 한다. 권출부(410)는 제품을 권출할 때에 제품의 표/이면에서 이물을 제거하는 기능도 할 수 있다.
검사부(420)는 제품의 외관을 광학적으로 검사하는 기능을 한다. 검사부(420)는 이를 위해 조명 유닛(120)을 포함할 수 있으며, 영상 획득 모듈(150), 영상 처리 모듈(160) 및 제어 모듈(170)을 이용하여 제품의 상태가 양호한지 아니면 불량한지를 판단할 수 있다. 검사부(420)는 구체적으로 다음 절차에 따라 제품의 외관을 검사할 수 있다.
시스템 전원이 ON되면, 제어 모듈(170)은 제품에 대한 정보(예를 들어, 제품 Lot), 검사 영역에 대한 정보(제품 검사 영역) 등 제품과 관련된 정보를 설정한다.
이후, 제품이 정반 상에 배치되면, 제1 광 출력 모듈(110) 및 제2 광 출력 모듈(120)은 작동하여 제품을 조명한다.
제1 광 확산 모듈(130) 및 제2 광 확산 모듈(140)은 제품의 주변에 설치될 수 있다. 이 경우, 제1 광 확산 모듈(130) 및 제2 광 확산 모듈(140)은 제1 광 출력 모듈(110) 및 제2 광 출력 모듈(120)에 의해 출력되는 광을 제품이 위치한 방향으로 확산시킬 수 있다.
그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 광 출력 모듈(110) 및 제2 광 출력 모듈(120)은 제품을 직접 조명하는 것도 가능하다. 이 경우, 광학 검사 장치(100)는 제1 광 확산 모듈(130) 및 제2 광 확산 모듈(140)을 포함하지 않을 수 있다.
제1 광 출력 모듈(110) 및 제2 광 출력 모듈(120)에 의해 제품이 조명되면, 영상 획득 모듈(150)은 제품을 촬영하여 제품에 대한 영상을 획득한다.
이후, 영상 처리 모듈(160)이 제품에 대한 영상을 처리하면, 제어 모듈(170)은 제품에 대한 영상을 처리하여 얻은 결과를 기초로 제품의 상태를 양불 판단한다. 제어 모듈(170)은 검사 영역별 불량 포인트 검출, 카메라별 불량 이미지 확인 등을 통해 제품의 상태가 양호한지 아니면 불량한지를 판단할 수 있다.
제품의 상태가 양호한 것으로 판단되면, 제어 모듈(170)은 제품이 다음 공정으로 이동하도록 제어할 수 있다. 반면, 제품의 상태가 불량한 것으로 판단되면, 제어 모듈(170)은 제품이 수리되거나 폐기될 수 있도록 제어할 수 있다.
한편, 제어 모듈(170)은 제품의 상태에 대한 판단 결과를 관리자가 접속하는 단말의 디스플레이 모듈 상에 표시할 수 있으며, 데이터베이스(미도시)에 저장할 수 있다.
제품에 대한 광학적 외관 검사가 종료되면, 시스템 전원은 OFF된다.
권취부(430)는 제품에 대한 외관 검사가 완료되면, 검사 완료된 제품을 회수하는 기능을 한다. 권취부(430)는 릴(Reel)을 이용하여 검사 완료된 제품을 회수할 수 있다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 광학 검사 장치 110: 제1 광 출력 모듈
120: 제2 광 출력 모듈 130: 제1 광 확산 모듈
140: 제2 광 확산 모듈 150: 영상 획득 모듈
160: 영상 처리 모듈 170: 제어 모듈
200: 조명 유닛 210a, 210b, ..., 210n: 제1 발광 소자
220a, 220b, ..., 220n: 제2 발광 소자
310: 검사 대상 400: 검사 공정 설비
410: 권출부 420: 검사부
430: 권취부

Claims (11)

  1. 전자 부품의 상부에 배치되며, 상기 전자 부품을 조명하는 제1 광 출력 모듈;
    상기 전자 부품의 하부에 배치되며, 상기 전자 부품을 조명하는 제2 광 출력 모듈;
    상기 전자 부품에 대한 영상을 획득하는 영상 획득 모듈; 및
    상기 영상을 기초로 상기 전자 부품의 외관을 검사하여 양불 판단하는 제어 모듈을 포함하며,
    상기 제1 광 출력 모듈 및 상기 제2 광 출력 모듈은 색상이 다른 광을 출력하되, 상기 제1 광 출력 모듈은 백색 광을 출력하고, 상기 제2 광 출력 모듈은 적색 광을 출력하는 광학 검사 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 광 출력 모듈은 500nm ~ 750nm 파장 영역을 가지는 광을 출력하는 광학 검사 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 광 출력 모듈 및 상기 제2 광 출력 모듈은 상기 전자 부품을 기준으로 상호 대응하는 위치에 설치되는 광학 검사 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 광 출력 모듈에 의해 출력된 광을 확산시키는 제1 광 확산 모듈; 또는
    상기 제2 광 출력 모듈에 의해 출력된 광을 확산시키는 제2 광 확산 모듈을 더 포함하는 광학 검사 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1 광 확산 모듈 및 상기 제2 광 확산 모듈은 서로 다른 광 특성으로 광을 확산시키는 광학 검사 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 광 출력 모듈에 의해 출력된 광을 반사시키는 제1 광 반사 모듈을 더 포함하는 광학 검사 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 광 출력 모듈은 상기 전자 부품의 하부에 복수 개 배치되는 광학 검사 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제2 광 출력 모듈은 상기 전자 부품의 수직 방향 하부에 배치되지 않는 광학 검사 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 광 출력 모듈은 복수 개의 제1 발광 소자를 포함하고,
    상기 제2 광 출력 모듈은 복수 개의 제2 발광 소자를 포함하며,
    상기 제1 발광 소자는 상기 전자 부품의 길이 방향에 평행하지 않게 배열되며,
    상기 제2 발광 소자는 상기 전자 부품의 길이 방향에 평행하게 배열되는 광학 검사 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 광 출력 모듈은 복수 개의 제1 발광 소자를 포함하고,
    상기 제2 광 출력 모듈은 복수 개의 제2 발광 소자를 포함하며,
    상기 제1 발광 소자는 상기 전자 부품까지의 거리가 동일하되,
    상기 전자 부품의 중앙을 기준점으로 하여 거리를 동일하게 구성하거나, 상기 제1 발광 소자의 위치에 따라 상기 전자 부품의 기준 위치가 변경되면서 거리를 동일하게 구성하거나, 또는 상기 제1 발광 소자를 복수 개의 그룹으로 나누고 각 그룹 내의 발광 소자가 상기 전자 부품의 일정한 위치를 공통하여 동일한 거리가 되도록 구성하는 광학 검사 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 광 출력 모듈 및 상기 제2 광 출력 모듈 중 적어도 하나의 광 출력 모듈은 조명 각도가 조절되거나, 조명 범위가 조절되는 광학 검사 장치.
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