KR20020024308A - 소자 검사장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의하면, 감사되어야 할 소자(11)는 서보트 장치(10)에서 흡입에 의해 고정되며, 비디오 카메라에 의해 검사된다. 제조공정품은 동일한 비디오 카메라를 사용하여 상이한 빔 경로(25,26)를 경유하여 두개의 상이한 측으로부터 기록되며, 여기서 동일한 물체의 두 사진이 이미지 처리에 의하여 상이한 시야에서 재생되며 평가된다. 따라서, 상기 소자(11)가 완전한지, 특히, 그 다리들(13)이 존재하고 올바른 위치에 있는지 판정할 수 있다.

Description

소자 검사장치{INSPECTION DEVICE FOR COMPONENTS}

연속적인 생산공정에서, 각 소자를 납땜이나 접착을 위한 위치로 이동시키는 소자 실장 오토매트(automat)를 이용하여 소자들이 회로보드에 삽입된다. 소자들은, 종종 1 내지 10 mm의 범위의 사이즈를 가진 소형화된 소자이기 때문에, 처리되기에 완전한지 확인하기 위하여 삽입되기 전에 검사되어야 한다. 특히, 소자의 모든 다리가 존재하고 올바른 위치에 있는지를 확인해야 한다. 일반적으로, 그러한 검사는, 비디오 카메라 또는 기록된 비디오 이미지를 이미지 처리하고 사전에 저장된 그 소자의 표준 이미지와 비교하기 위해 적합되어 연결된, 컴퓨터로 실행된다. 따라서, 실장되거나 처리될 물체가 완전한지 인간의 개입없이 판정될 수 있다.

완전한 검사를 위하여는, 소자를 다양한 방향으로부터 기록할 필요가 있다. 오직 한 방향으로부터 찍히는 사진에서는, 소자의 결함을 발견할 수 없다.

소형화된 소자에 대해서는, 여러개의 필요한 비디오 카메라를 사용하여 동시에 복수의 사진을 찍을 공간을 마련하는 것이 어렵다.

본 발명은 소자(component)의 사진을 기록하는 비디오 카메라를 포함하는 소자 검사장치에 관한 것이다.

본 발명의 목적은 소자의 사진을 상이한 방향으로부터 동시에 기록할 수 있고, 나아가서 소형 소자에 적합한 소자 검사장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 의하면, 상기 목적은 청구항 1에서 정의된 특징으로 해결된다.

본 검사장치에서, 단일의 비디오 카메라는 상이한 방향들로부터 소자의 복수의 사진을 찍으며, 광 편향장치가 적어도 하나의 사진의 빔 경로에 배치된다. 따라서, 상이한 방향으로부터 동시에 찍히는 두개의 사진이, 동일한 수신 방향으로부터 비디오 카메라로 공급될 수 있으므로, 두개의 사진이 비디오 이미지 중 상이한 영역에 재생될 수 있다. 본 발명에 의하면, 복수의 사진을 재생하는 데 단일의 비디오 카메라가 사용된다. 따라서 또한, 단일의 비디오 이미지를 이용하여 자동 이미지 처리에 의해 사진의 평가가 수행된다. 검사장치는 매우 제한된 공간에서 사용될 수 있으며 소형 소자를 평가하고 사정하는 특수 적용성을 가지는 바, 이는 단일의 소자에 대해 여러 비디오 카메라를 동작시킬 필요가 없기 때문이다.

비디오 카메라에 있어서, 광신호에 영향받는 전하저장요소의 센서 필드를 가지는 CCD 카메라가 특별히 사용되고 있다. 카메라의 대물렌즈 상에 상이한 이미지들이 병렬로 정렬될 수 있지만, 겹쳐지지 않도록 서로 측면적으로 떨어져 있다.

본 발명의 개발에 있어서, 길이 보상장치가 소자와 비디오 카메라와의 사이에서 한 사진의 빔 경로에 배치되어, 이 빔 경로의 길이를 다른 빔 경로와 동등하게 한다. 따라서, 두 사진이 비디오 카메라에게 공통적으로 촛점되어진다. 길이 보상장치는 거울 또는, 바람직하게는, 구불구불한 빔 경로를 발생시키는 프리즘 배열을 포함한다.

본 발명은 비디오 카메라를 사용하여 동시에 복수의 소자를 동시에 이미지화하고 평가할 수 있는 능력을 제공한다. 이를 위하여, 공간적으로 서로 떨어진 두개의 소자의 사진을 비디오 카메라에게 공급하는 빔 합성장치가 제공된다. 그러한 빔 합성장치 거울장치 또는 프리즘 배열을 포함한다. 이를 응용하기 위해서는, 정의된 두개의 공간적 위치에 소자들이 동시에 제공될 필요가 있다.

정의되고 재생가능한 검사는 정의된 조명조건을 요구한다. 물체를 조명하는 데 있어서, 반짝거리는 것과 같은 영향은 피해야 한다. 본 발명의 개발에 있어서, 두개의 조명장치가 제공되며, 그 중 하나는 제1 사진을 위한 것인 반면에, 다른 하나는 그 소자의 제2 사진을 위한 것이다. 2개의 조명장치는, 하나의 사진의 빛이 다른 사진의 빛에 의해 교란되지 않도록, 상이한 광특성을 가지고 발광한다. 그 상이한 광특성으로는, 예를 들어, 상이한 파장이나 상이한 극방향이 있을 수 있다. 각 사진에 대해 다른 사진에 의해서는 감지될 수 없는 선별적인 조명이 수행될 수 있다는 점이 문제된다. 기록되는 사진들은 대응하는 필터에 의해 분리될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예로서, 조명장치는 사진이 찍히는 동일한 쪽에서 수직적으로 소자를 조명하는 반면에 다른 조명장치는 반대편 빛으로 소자를 조명한다. 두 사진을 기록하는 방향들은 서로 직각인 것이 바람직하다.

조명장치가 상이한 파장을 가지는 빛을 발광할 때, 사용되는 비디오 카메라는 모노크롬 또는 폴리크롬 카메라일 수 있다. 모노크롬 카메라에 있어서는, 선택된 두 파장 모두에 대해 민감한지 확인해야 한다.

다음은 첨부도면에 대하여 본 발명의 실시예에 대한 상세한 설명이다.

도면에서:

도 1은 검사장치의 개략적인 측면도,

도 2는 도 1의 화살표 II의 방향에서 본 도면,

도 3은 도 1과 동일한 방향에서 본, 조립된 검사장치의 개략도,

도 4는 도 3의 화살표 IV의 방향에서 본 도면,

도 5는 비디오 카메라에서 생성된 비디오 사진의 모습,

도 6은 소자를 향한 조명장치의 기계적 표현,

도 7은 도 6의 화살표 VII의 방향에서 본 도면이다.

검사장치는 여러가지 서포트 장치(10)를 포함하는데, 서포트 장치(10)은 본원에서 가느다란 흡입구를 통하여 공기를 흡입하는 흡입피펫으로서, 이것에 의하여 공기 흡입구를 향하여 소자(11)를 당기고 그곳에 고정한다. 서포트 장치(10)는 각각의 기계 싸이클에 따라 색인이 달린 연속적인 컨베이어를 따라 일렬로 배열된다.

이 실시예에서, 소자(11)는, 예컨대, 몸체(12) 및 서로 반대 방향으로 돌출하는 다리(13,14)를 가진 트랜지스터이다. 두개의 다리(13)가 한쪽으로 돌출하고 하나의 다리(14)가 다른 쪽으로 돌출하고 있다. 다리들은 두번 굽혀지며, 회로보드 위에 편평하게 놓여지고 도체 통로로 납땜되는 받침부(15)를 각각 가진다. 다른 것들 중에서, 검사 장치는 모든 다리(13,14)가 존재하는지 그리고 그것들이 올바르게 위치되었는지를 체크한다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 기록 위치(16,17)는 서포트 장치(10)의 운반통로를 따라 2개의 위치에 제공되며, 소자(11,11a)는 비디오 카메라에 의하여 이 위치들에서 이미지화된다. 제1 프리즘(19)과 제2 프리즘(20)의 빔 합성장치(18)는 이 2개의 기록위치의 사이에 뻗어있다. 각 프리즘(19,20)은 각 소자(11,11a)의 사진을 카메라의 대물렌즈(21)로 향하게 하며, 이때 양 사진의 빔 경로는 점선으로 나타나 있다. 양 사진은 대물렌즈(21)로 평행하게, 수평적으로 나란히 들어가서 양 사진이 비디오 카메라의 센서 상의 상이한 위치에 이미지화된다. 양 소자(11,11a)로부터 대물렌즈(21)로 향하는 빔 경로가 도 1의 점선으로 나타나 있다. 이 빔 경로들은 우선 먼 거리에서 평행하게 확장하고 나서, 직각으로 수렴하고, 결국에는 서로 가까이 평행하게 대물렌즈(21)로 들어간다.

빔 합성장치(18)와 기록 위치(16,17)는 부착물(22) 내에서, 비디오 카메라의 대물렌즈(21)의 전면에 실장되는 대물렌즈를 향하여 배치된다. 서포트 장치(10)는 이 부가장치(22)를 따라서 이동한다.

도 2는 도 1에서 화살표 II의 방향에서 본, 서포트 장치(10)에 의해 흡입되고 고정되는 소자(11)를 나타낸다. 소자는 (아래로부터의) 제1 방향(23) 및 (측면으로부터의) 제2 방향(24)으로부터 비디오 카메라에 의해 기록된다. 양 방향(23,24)은 서로 직각으로 뻗어있다. 방향(23)은 빔 경로(25)의 일부이고 방향(24)는 빔 경로(26)의 일부이다. 방향(23,24)은 비디오 카메라의 시야방향을 지시한다. 그러나, 광 빔은 소자로부터 비디오 카메라까지 반대방향으로 진행한다.

빔 경로(25)에서, 빔 경로(25)를 늘려서 다른 빔 경로(26)과 동일한 길이로만드는, 2개의 프리즘의 길이 보상장치(27)가 제공된다. 양 빔 경로(25,26)가 실질적으로 동일한 길이를 가지는 것은, 비디오 카메라에 양 사진이 촛점되어지는 것을 확실히 의미한다. 길이 보상장치(27)는 유입되는 빔과 방출되는 빔이 평행하도록 설계된다.

도 5는 2개의 소자(11,11a)에 의해 생성되는 비디오 이미지를 나타낸다. 소자(11)가 2개의 사진(28,29)에 나타나는데, 사진(28)은 위에서 본 평면도이고, 사진(29)는 측면도이다. 또한, 소자(11a)는 2개의 사진(28a,29a)에도 나타난다. 4개의 모든 사진들은 공통적으로 비디오 카메라의 센서 스크린에 생성되며, 모니터에 공통적으로 표시될 수 있다.

처음에 빔 경로(25)에 평행하게 진행하는 빔 경로(26)는, 방향(24) 측으로부터 소자(11)와 만나기 위해, 광 편향장치(30) 수단에 의해 직각으로 반사된다.

소자에 빛을 비추는 것은, 상이한 특성을 가진 빛을 사용하여 두개의 사진(28,29)의 각각에 대하여 실행된다. 제1 조명장치(31)(도 6, 7)는 아래에서부터 소자(11)를 조명한다. 이 조명장치(31)는 수평적으로 정렬된 2개의 광원(32)을 포함하며, 그 빛은 각 프리즘(33)에 의해 위로 수직적으로 지향된다. 도 7의 34에서 나타난 바와 같이, 관련된 프리즘(33)과 함께, 광원(32)은 주 방출축(34)의 둘레로 회전하고, 다른 경사진 각으로 세팅하기 위하여 조절될 수도 있다. 각 광원이 소자(11)의 아래로 비스듬하게 배치되도록, 광원은 상호 일정 거리를 가지고 배열된다. 비디오 카메라의 빔 경로는 두개의 광원(32)의 사이에서 통과한다. 소자(11)의 저면은 조명장치(31)을 사용하여 동일 방향으로 조명함에 의하여 직광으로 기록된다.

제2 조명장치(35)는 기록측의 반대편 측 상의 소자(11)의 측면에 배열된다. 이것은 기록 방향(24)이 조명장치(35)를 향하게 함을 의미한다. 이 방향(24)으로부터, 소자(11)는 역광(counter light)으로 기록되는데, 즉, 사진은 소자의 대응하는 음영을 나타낸다.

조명장치(31,35)는 상이한 파장의 빛으로 작동한다. 조명장치(31)의 광원은, 예컨대, 적색 빛을 방출하는 반면, 조명장치(35)는 녹색 빛을 방출한다. 따라서, 도 2에 나타낸 바와 같이, 적색 필터(R)이 빔 경로(25)에 제공되는데, 이것은 오직 적색 빛만을 통과할 수 있게 한다. 반면에, 녹색 필터(G)는 빔 경로(26)에 배치되어 오직 녹색 빛만을 통과하게 한다. 따라서, 사진(28)은 적색으로 찍이고, 사진(29)은 녹색으로 찍힌다. 양 유형의 빛은 서로 간섭하지 않으며, 특히, 교란하는 반짝거림이 발생하지 않는다.

도 3 및 4는 검사장치의 구조를 나타낸다. 비디오 카메라(40)의 대물렌즈(21)의 바로 앞에, 도 1 및 2에 나타난 요소를 포함하는 부가장치(22)가 실장된다. 카메라(40)의 대물렌즈(21)는 홀더(41)를 통하여 기계 프레임에 고정된다. 각-서포트(angular support;43)는 조명장치(31)를 가지고 있다. 스크류(44)는 광원(32)을 각-서포트로 고정시킨다. 광원(32)으로부터의 빛을 위로 향하게 하는 프리즘(33)은 서포트 장치(10)의 진로 아래에 배치된다. 소자(11)는 그 다리들(13,14)을 가지고 이 진로에 따라서 앞으로 또는 뒤로 이동한다. 조명장치(35)는 각-서포트(43) 상의 발광 다이오드 배열로서 제공된다.

Claims (9)

1. 제1 방향(23)으로부터의 소자(11)의 제1 사진(28)을 기록하는 비디오 카메라를 포함하는 소자(11) 검사장치로서,

   소자(11)의 제2 사진(29)을 비디오 카메라(40)에 공급하는 광 편향장치(30)를 구비하며, 상기 제2 사진은 상기 제1 방향(23)과 다른 방향(24)으로부터 찍히며, 양 사진(28,29)은 비디오 카메라에 의하여 생성되는 비디오 이미지 중 상이한 위치에서 재생되는 것을 특징으로 하는 소자 검사장치.
2. 제1항에 있어서,

   빔 경로의 길이를 다른 빔 경로(26)의 길이와 동일하게 하기 위하여, 길이 보상장치(27)를 상기 소자(11)와 상기 비디오 카메라(40)와의 사이에서 상기 사진(28,29) 중의 하나의 빔 경로(25) 내에 구비하는 것을 특징으로 하는 소자 검사장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   양 사진(28,29)의 상기 빔 경로(25,26)는 상기 비디오 카메라(40)에 평행하게 입사되는 것을 특징으로 하는 소자 검사장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   두개의 서로 떨어진 소자(11,11a)의 사진을 비디오 카메라(40)로 동시에 향하게 하는 빔 합성장치(18)를 구비하는 것을 특징으로 하는 소자 검사장치.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   제1 사진(28)을 생성하기 위하여 상기 소자(11)를 조명하는 제1 조명장치(31)와 제2 사진(29)을 생성하기 위하여 상기 소자(11)를 조명하는 제2 조명장치(35)를 구비하며, 상기 조명장치(31,35)는 하나의 사진의 빛이 다른 사진의 조명에 의해 영향받지 않도록 상이한 광 특성을 가지는 빛을 방출하는 것을 특징으로 하는 소자 검사장치.
6. 제5항에 있어서,

   상기 상이한 광 특성은 상이한 파장인 것을 특징으로 하는 소자 검사장치.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

   하나의 조명장치(31)는 사진(28)이 찍히는 동일한 측에서 직접 소자(11)를 조명하고, 다른 조명장치(35)는 상기 소자(11)를 역광(counter light)으로 조명하는 것을 특징으로 하는 소자 검사장치.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

   적어도 하나의 조명장치(31)는, 주 빔축(34)의 둘레로 회전하기 위해 실장되고 그곳에서 함께 회전하는 편향장치(33)에 연결되는, 광원(32)을 포함하는 것을 특징으로 하는 소자 검사장치.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

   조명장치(31)는 두개의 광원(32)을 포함하고, 상기 사진(28)의 상기 빔 경로(25)는 이들 광원들의 사이를 통과하는 것을 특징으로 하는 소자 검사장치.