KR0171690B1 - Tomographical inspection apparatus and method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 단층 및 투시 검사장치 및 검사방법에 관한 것으로, 특히 다층회로기판의 기판 내부 결함 및 납땜 결함 등을 검사하는데 있어서, 간단한 기계 장치 및 연산 알고리즘으로 실시간에 단층영상을 얻을 수 있어 고속, 고정밀 검사가 가능하도록 검사대상물을 투과할 수 있는 소정파장의 빛을 발생시키는 점광원형태의 광발생수단과, 광발생수단의 하부에 검사대상물을 안착하는 대상물안착수단과, 대상물 안착수단의 하부에 위치하여, 검사대상물을 투과한 소정파장의 빛으로 얻어지는 제1영상을 검출하여 가시 가능한 파장의 제2영상을 얻는 가시영상획득수단과, 가시영상획득수단을 통하여 얻어진 제2영상을 확대 또는 축소하는 베율조절수단과, 배율조절수단을 통하여 제2영상을 촬상하는 촬상수단을 포함하는 광검출수단과, 광발생수단과 광검출수단 및 대상물안착수단을 제어하는 제어 및 신호처리 수단을 포함하여 이루어지며, 광발생수단과 검사대상물의 상대적 위치 관계가 변화하도록 광발생수단 또는 대상물안착수단을 구동하여 상기 제1영상을 축소 또는 확대하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a tomographic and fluoroscopic inspection apparatus and inspection method, in particular for inspecting internal defects and solder defects of a multilayer circuit board, tomographic images can be obtained in real time with a simple mechanical device and arithmetic algorithm, so that high speed, high precision Light generating means in the form of a point light source for generating light having a predetermined wavelength that can penetrate the object to be inspected, an object seating means for seating the object under the light generating means, and a lower portion of the object seating means To obtain a second image having a visible wavelength by detecting a first image obtained by light having a predetermined wavelength transmitted through the inspection object, and to enlarge or reduce the second image obtained through the visible image acquisition means. Light detecting means comprising an adjusting means and an imaging means for imaging the second image through the magnification adjusting means, the light generating means and the light And a control and signal processing means for controlling the output means and the object seating means, and reducing the first image by driving the light generating means or the object seating means so that the relative positional relationship between the light generating means and the inspection object is changed. It is characterized by enlarging.
Description
제1도는 종래의 x선 투광 영상을 이용한 검사장치를 도시한 개략도.1 is a schematic diagram showing an inspection apparatus using a conventional x-ray projection image.
제2도는 종래의 X선 투광 영상을 이용한 검사장치의 검사방법을 설명하기 위한 도면.2 is a view for explaining the inspection method of the inspection apparatus using a conventional X-ray projection image.
제3도는 본 발명의 단층 및 투시 검사장치의 장치개략도.3 is a device schematic diagram of the tomographic and fluoroscopy apparatus of the present invention.
제4도는 본 발명에서 채택한 중공형 3축 이송장치의 구조를 설명하기 위한 도면.Figure 4 is a view for explaining the structure of the hollow three-axis transfer apparatus adopted in the present invention.
제5도는 본 발명의 광검출수단의 구체적인 구조를 설명하기 위한 도면.5 is a view for explaining a specific structure of the light detecting means of the present invention.
제6도는 본 발명의 단층 및 투시 검사장치의 검사알고리즘을 도시한 흐름도.6 is a flow chart showing the inspection algorithm of the tomographic and fluoroscopic inspection apparatus of the present invention.
제7도는 X선에 의한 확대의 원리를 설명한 도면.7 is a view for explaining the principle of enlargement by X-rays.
제8도는 줌 렌즈와 기판 수직 이송을 이용한 단층촬영원리를 설명한 도면.8 is a view explaining the tomography principle using the zoom lens and the vertical transfer of the substrate.
제9도는 데드 존 축소원리를 설명하기 위하여 예시한 도면.9 is a diagram illustrating the dead zone reduction principle.
본 발명은 단층 및 투시 검사장치에 관한 것으로, 특히 다층회로기판의 기판내부 결함 및 납땜 결함 등을 검사하는 데 있어서, 간단한 기계 장치 및 연산 알고리즘으로 실시간에 단층영상을 얻을 수 있어 고속, 고정밀 검사가 가능한 단층 및 투시 검사장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to tomographic and fluoroscopic inspection apparatuses. In particular, in inspecting internal defects and solder defects of multilayer circuit boards, tomographic images can be obtained in real time using simple mechanical devices and algorithms, so that high-speed and high-precision inspections can be performed. It relates to possible tomographic and fluoroscopic inspection devices.
전자 기기의 소형화, 경량화, 다기능화 추세에 발맞추어 회로기판 및 전자부품의 집적도도 빠른 속도로 향상되고 있다. 즉, 인쇄회로기판은 점차 다층화되고, 인쇄회로기판에 형성되는 패턴 역시 축소되는 경향에 있다. 또한, 인쇄회로기판에 실장되는 부품 역시 집적도가 높은 부품들이 채택되고 있어서, 인쇄회로기판을 제조할 때나, 부품들을 인쇄회로기판상에 실장할 때 세밀한 주의를 기울이지 않으면 불량이 발생할 가능성이 매우 커지고 있다. 따라서, 회로기판 제조 및 부품실장시, 각각의 공정 중 발생하는 불량을 제때에 정확히 검출하는 작업이 점차 중요시되고 되고 있다.In keeping with the trend toward miniaturization, light weight, and multifunction of electronic devices, the integration of circuit boards and electronic components is also rapidly increasing. That is, printed circuit boards are increasingly multilayered, and patterns formed on printed circuit boards also tend to be reduced. In addition, components that are mounted on a printed circuit board are also adopting high-density components, so that defects are very likely to occur unless careful attention is paid when manufacturing printed circuit boards or mounting components on a printed circuit board. . Therefore, in the manufacture of circuit boards and component mounting, the task of accurately and accurately detecting timely defects occurring during each process becomes increasingly important.
먼저, 인쇄회로기판에 전자부품을 실장하여 회로를 완성하는 단계를 살펴보면, 기판을 생산하는 단계와, 기판상에 납크림을 도포하는 단계와, 회로 부품을 기판상에 실장하는 단계와 각 회로부품을 기판상에 솔더링하는 단계 및 최종적으로 납땜 상태를 검사하는 단계로 구분할 수 있다.First, the steps of completing the circuit by mounting an electronic component on a printed circuit board include the steps of producing a substrate, applying lead cream on the substrate, mounting the circuit component on the substrate, and each circuit component. May be divided into soldering onto a substrate and finally inspecting soldering state.
이들 각각의 공정에서 발생될 수 있는 불량을 후속공정을 진행하기 이전에 제거 및 후처리하는 것은 시간과 비용 절감에 따른 생산성을 향상시키고, 불량에 의한 기업이미지 실추의 위험을 사전에 방지할 수 있으므로, 공정불량을 검사하는 방법의 개발이 지속적으로 이루어지고 있다.The removal and post-treatment of defects that can occur in each of these processes before proceeding with subsequent processes can improve productivity due to time and cost savings, and can prevent the risk of loss of corporate image due to defects. In the meantime, the development of methods for inspecting process defects is ongoing.
이러한 검사방법으로는 가장 간단하게는 레이저, 다이오드 또는 일반광원을 이용하는 검사방법이 있는데, 이 방법들은 가시광원을 이용한 외형검사용으로, 기판 및 납땜 등의 내부검사가 불가능한 단점이 있다.As the inspection method, the inspection method using a laser, a diode, or a general light source is most simply. These methods are for external inspection using a visible light source, and there are disadvantages in that internal inspection such as a substrate and solder is impossible.
그리고, 다른 방법으로는 써모그램(thermogram)에 의한 검사방법과 X선에 의한 검사방법이 있다. 먼저, 써모그램을 이용한 검사방법은 물질의 체적에 따라서 물질의 온도 반응 특성이 변하는 성질을 이용한 방법으로서, 실험실 내부의 온도변화에 민감하고, 불량유무만을 확인할 수 있을 뿐 어떤 종류의 불량인지를 알 수 없다는 단점이 있으며, 기준이 되는 온도변화곡선 패턴을 얻기 위해서는 많은 시간이 필요하여 실시간 검사의 어려움이 있다.Other methods include a thermogram inspection method and an X-ray inspection method. First, the inspection method using the thermogram is a method that uses the property that the temperature response characteristic of the material changes according to the volume of the material. There is a disadvantage that it can not, and it takes a lot of time to obtain the temperature change curve pattern as a reference, there is a difficulty in real-time inspection.
반면, X선을 이용한 검사 방법음 기본적으로 X선의 물질 투과 특성, 즉 피투과 물체의 두께와 밀도와 투과되는 X선의 강도가 반비례하는 성질을 이용한 것으로, 대상물의 외부 형상뿐만이 아니라 내부 결함 요인을 검사할 수 있는 장점을 가지고 있고, 전자부품의 납땜부의 경우 두께의 변화 요인인 기공이나 내부 납부족 상태 등을 민감하게 검사할 수 있으므로 부품의 형상이나 부품의 다리 형상에 대한 제약이 없다. 따라서 최근들어 X선을 이용한 검사 장치를 연구, 개발하려는 노력이 많이 있어 왔다.On the other hand, the inspection method using X-ray basically uses the property of X-ray material permeation property, that is, inversely proportional to the thickness and density of the penetrated object and the intensity of the transmitted X-ray. There is no restriction on the shape of the part or the leg shape of the part, since the soldering part of the electronic part can be sensitively inspected, such as porosity and internal lead shortage, which are factors of thickness change. Therefore, there have been many efforts to research and develop an inspection apparatus using X-rays in recent years.
X선을 이용한 검사방법 중에서도 X선 투시 영상(Radiography)을 이용한 방법이 많이 연구되고 있는데, 기본적으로 제1도와 같은 기본 구조를 가진다.Among the inspection methods using X-rays, many methods using X-ray radiography have been studied, and basically have the basic structure as shown in FIG.
제1도와 같이, X선 관원(1)과 X선 감지기(4)사이에 검사대상물인 회로기판(3)을 놓고, X선을 회로기판(3)에 조사하면 X선이 투과하는 부위의 두께에 따라서 X선 감지기(4)에 감지되는 밝기 값이 달라지므로, 납땜부위의 투과 결과를 재현성있게 시각화할 뿐 아니라, 내부의 기포와 같은 결함을 포착하기 용이하고, 부품의 미삽(未揷), 역삽(逆揷), 캐패시터(capacitor)의 극성 판별 등이 가능하다.As shown in FIG. 1, when the circuit board 3, which is an inspection object, is placed between the X-ray tube 1 and the X-ray detector 4, and the X-rays are irradiated onto the circuit board 3, the thickness of a portion through which X-rays pass Since the brightness value detected by the X-ray detector 4 varies, the transmission result of the soldering part is not only visually reproduced, but also it is easy to catch defects such as bubbles inside, Inverse insertion, polarity determination of a capacitor, and the like can be performed.
하지만, 다층인쇄회로기판 예를 들어, 양면에 패턴이 형성된 인쇄회로기판에 부품을 실장하는 경우 등에서는 검출력이 떨어지는 단점을 가지고 있다. 그 이유는 x선의 경우, 회로기판 및 이에 실장된 부품 일체를 그대로 투과하는 성질을 가지고 있어서 기판의 양면에 부품을 실장하는 경우에는 윗면과 아랫면의 영상이 서로 겹쳐서 구별하기 어렵기 때문이다.However, a multilayer printed circuit board, for example, when mounting a component on a printed circuit board having a pattern formed on both sides has a disadvantage that the detection power is inferior. The reason is that in the case of x-rays, the circuit board and the components mounted thereon are transmitted as it is, and when the components are mounted on both sides of the board, it is difficult to distinguish the images of the upper and lower surfaces from overlapping each other.
제2도는 위와 같은 해결하기 위하여 제안된 X선 트시 영상을 이용한 검사방법들로서, 먼저, 제2도의 (a)와 같이 인쇄회로기판(11)의 양면에 각각 랜드의 방향을 달리 하는 패턴을 형성함으로서 두 면에서 얻어지는 영상을 구별하여 검사하는 방법이 있다. 이와 같은 방법으로 기판을 검사하고자 기판 윗면의 패턴(12)과 아랫면의 패턴(13)을 서로 교차하는 방향으로 형성하면 양면에서 얻어지는 영상이 겹쳐서 감지되더라도, 랜드 방향에 따라서 불량면의 판단이 용이하게 된다.FIG. 2 is an inspection method using the X-ray sheet image proposed to solve the above problem. First, as shown in (a) of FIG. 2, patterns of lands different from each other are formed on both sides of the printed circuit board 11. There is a method of distinguishing and inspecting images obtained from two sides. In this way, if the pattern 12 on the upper surface and the pattern 13 on the lower surface are formed to cross each other in order to inspect the substrate in this way, even if the images obtained from both sides are overlapped and detected, it is easy to determine the defective surface according to the land direction. do.
제2도의 (b)는 또다른 방법으로, X선 발생기(14)와 X선 검출기(19) 사이에 인쇄회로기판(16)을 비스듬히 기울여서 안착하면, 기판(16) 윗면에 형성된 패턴(17-1)과 하면에 형성된 패턴(17-2)을 투과한 X선이 X선 검출기(19)상에 서로 어긋나게 상(18-1)(18-2)이 형성되어 구별이 가능하다.(B) of FIG. 2 is another method. When the printed circuit board 16 is inclined and seated between the X-ray generator 14 and the X-ray detector 19, the pattern formed on the upper surface of the substrate 16 is The images 18-1 and 18-2 are formed on the X-ray detector 19 so that the X-rays passing through the pattern 17-2 formed on 1) and the lower surface are shifted from each other so that they can be distinguished.
그러나, 제2도의 (a) 및 제2도의 (b)에 예시된 방법 모두 기판상에 형성되는 패턴의 집적도가 높아짐에 따라서, 결함 검사율이 떨어지며, 검사의 정확성 및 적용에 한계를 가지고 있다.However, as the method illustrated in FIGS. 2A and 2B increases the degree of integration of the pattern formed on the substrate, the defect inspection rate decreases, and the accuracy and application of the inspection are limited.
이와는 달리, 단층촬영기법(CT)을 이용한 영상획득장치의 경우는 위에서 언급한 문제들을 해결할 수 있지만, 이것 역시, 복잡한 기계 장치 및 전기 장치를 갖추어야 하고, 연산에 걸리는 시간이 매우 길어서 산업에서 필요로 하는 속도와 비용을 맞추기 어려워 산업상 적용이 어렵다.In contrast, in the case of an image acquisition device using CT, the above-mentioned problems can be solved. However, this also requires complex mechanical and electrical devices, and requires a long time to operate. It is difficult to match the speed and the cost of application.
그래서, 산업상 이용가능하도록 개량된 단층촬영기법을 이용한 영상획득장치가 일련의 미국특허(미국특허 3,928,769; 미국특허 4.211.927; 미국특허 4,516,252; 미국툭허 2,667,585; 미국특허 4,926,452)에서 제안된 바 있는데, 이들 장치는 라미노그래피(laminography)라고 하는 원리를 이용하여 고속 촬영이 가능하도록 한 것으로, 이 가운데, 미국특허 4,926,452(automated laminography system for inspection of electronics)를 살펴보면, 원주 방향으로 일정하게 경사진 타겟을 사용하여 전자적으로 굴절된 X선이 강도를 항상 일정하게 유지시키고, 형광판과 경사진 반사경을 사용한 영상획득장치를 X선의 굴절 경로와 일치시켜 정밀하게 회전시켜서, 단층화상을 비교적 정밀하게 얻을 수 있도록 한 장치이다. 하지만, X선을 굴절시키기 위한 정교한 장치와 부피가 큰 영상 획득 장치를 동기회전시키는 장치들이 필요하는 등 복잡한 장치들이 요구되고, 이들 장비들은 항상 단층 영상만을 추출할 수 있게 되어 있어서, 투시영상을 얻기 위해서는 별도의 장비를 이용해야 하는 단점을 가지고 있다. 이러한, 위에서 언급한 일련의 미국특허가 공통적으로 가지고 있는 문제점이다.Thus, an image acquisition device using tomography techniques improved for industrial use has been proposed in a series of US patents (US Pat. No. 3,928,769; US Pat. These devices are capable of high-speed imaging using a principle called laminography, and among them, US Patent 4,926,452 (automated laminography system for inspection of electronics), the target inclined in a constant circumferential direction X-ray refracted electronically to maintain the intensity constantly, and the image acquisition device using the fluorescent plate and the inclined reflector is rotated precisely in accordance with the refraction path of the X-ray, so that tomographic images can be obtained relatively precisely. One device. However, complex devices are needed such as sophisticated devices for refraction of X-rays and devices for synchronizing a bulky image acquisition device, and these devices can always extract tomographic images, thereby obtaining a perspective image. In order to have a disadvantage of using a separate equipment. This is a problem common to the above-mentioned series of US patents.
다시 말하면, 종래에 제안된 X선 투시 영상을 이용하는 방법은 양면 기판 등에의 적용이 어려운 문제접을 가지고 있고, 단층촬영기법을 이용한 영상획득장치인 라미노그라피들은 장비 및 연산 알고리즘이 복잡한 문제점을 가지고 있다.In other words, the conventional method using the X-ray perspective image has a problem that is difficult to apply to a double-sided substrate, etc., and the lamination of image acquisition apparatus using tomography has a complicated problem in equipment and algorithms. .
그래서, 본 발명은 고속 고정밀 촬영이 가능한, 간단한 구조 및 연산 알고리즘을 가지며, 필요에 따라 투시영상과 단층영상을 선택적으로 얻을 수 있는 단층 및 투시 검사장치 및 이의 연산 알고리즘을 제안하고자 안출된 것이다.Therefore, the present invention has a simple structure and arithmetic algorithm capable of high-speed high-precision imaging, and is intended to propose a tomography and fluoroscopy apparatus and arithmetic algorithm thereof capable of selectively obtaining a fluoroscopic image and a tomographic image as needed.
이러한 본 발명은 검사대상물을 투과할 수 있는 소정파장의 빛을 발생시키는 점광원형태의 광발생수단과, 광발생수단의 하부에 검사대상물을 안착하는 대상물안착수단과, 대상물 안착수단의 하부에 위치하여, 검사대상물을 투과한 소정파장의 빛으로 얻어지는 제1영상을 검출하여 가시가능한 파장의 제2영상을 얻는 가시영상획득수단과, 가시영상획득수단을 통하여 얻어진 제2영상을 확대 또는 축소하는 배율조절수단과, 배율조절수단을 통하여 상기 제2영상을 촬상하는 촬상수단을 포함하는 광검출수단과, 광발생수단과 상기 광검출수단 및 상기 대상물안착수단을 제어하는 제어 및 신호처리 수단을 포함하여 이루어지며, 광발생수단과 검사대상물의 상대적 위치관계가 변화하도록 광발생수단 또는 대상물착안수단을 구동하여 제1영상을 축소 또는 확대하는 것을 특징으로 하는 단층 및 투시 검사장치이다.The present invention is a light generating means in the form of a point light source for generating a light of a predetermined wavelength that can pass through the inspection object, the object seating means for seating the inspection object in the lower portion of the light generating means, and the lower position of the object seating means To obtain a second image having a visible wavelength by detecting a first image obtained by light having a predetermined wavelength passing through the inspection object, and to enlarge or reduce a second image obtained through the visible image acquisition means. A light detecting means comprising an adjusting means, an imaging means for imaging the second image through a magnification adjusting means, and a control and signal processing means for controlling the light generating means, the light detecting means and the object seating means. The first image is reduced or reduced by driving the light generating means or the object-detecting means so that the relative positional relationship between the light generating means and the inspection object is changed. It is a tomography and fluoroscopy apparatus characterized in that the enlargement.
또한, 본 발명은 위와 같은 단츨 및 투시 검사장치를 이용하여, 1) 검사 대상물을 대상물안착수단에 로드하는 단계와, 2)오프셋값을 보정하여, 대상물안착수단을 구동하여 검사대상물의 검사영역을 광발생수단의 하부로 옮기는 단계와, 3) 검사위치를 확인하고, 광발생수단으로부터 소정파장의 빛을 발생하여 검사대상물을 투과시켜 광검출수단에서 영상을 검출하되, 검사대상물의 조건에 따라서 단층영상 또는 투시영상을 선택적으로 얻는 단계와, 4) 광검출수단을 통하여 얻어진 영상을 제어 및 신호처리 수단에서 분석 검사하는 단계와, 5) 검사대상물의 모든 검사대상영역을 검사했는지 여부를 판단하여, 5-1) 검사대상물의 모든 검사대상영역이 검사를 마친 경우에는 검사대상물을 대상물안착수단으로부터 언로드하거나, 5-2) 검사대상물의 검사를 마치지 못한 검사대상영역이 남아있는 경우에 2)단계로부터 공정을 진행하도록 하는 단계와, 6) 검사대상물의 검사결과를 출력하는 단계와, 7) 검사대상물이 최종 검사대상물인지를 판단하여, 7-1) 검사대상물이 최종 검사대상물인 경우, 검사를 종료하거나, 7-2) 검사대상물이 최종 검사대상물이 아닌 경우, 1)단계로부터 공정을 진행하도록 하는 단계를 포함하는 검사방법이다.In addition, the present invention, using the above-described single and perspective inspection apparatus, 1) loading the inspection object to the object seating means; and 2) correcting the offset value, driving the object seating means to open the inspection region of the object to be inspected. Moving to the lower part of the light generating means, and 3) confirming the inspection position, generating light having a predetermined wavelength from the light generating means, transmitting the object to be detected and detecting an image from the light detecting means. Selectively obtaining an image or a perspective image, 4) analyzing and inspecting an image obtained by the light detecting means by a control and signal processing means, and 5) determining whether all inspection subject regions of the inspection object have been inspected, 5-1) If all the test subject areas of the test object have been inspected, unload the test object from the object seating means, or 5-2) finish the test of the test object. If the remaining inspection target area remains, the process of proceeding from step 2), 6) outputting the inspection result of the inspection object, and 7) determining whether the inspection object is the final inspection object, 7- 1) If the inspection object is the final inspection object, the inspection is terminated, or 7-2) If the inspection object is not the final inspection object, the inspection method comprising the step of proceeding from step 1).
제3도는 본 발명에 따른 단층 및 투시 검사장치의 일 실시예에서 구조와 동작을 설명하기 위하여 도시한 개략적인 구조도이다.Figure 3 is a schematic structural diagram shown for explaining the structure and operation in one embodiment of the tomographic and fluoroscopic inspection apparatus according to the present invention.
제3도의 단층 및 투시 검사장치는 실제검사를 수행하는 장치들을 납으로 만들어진 차폐공간(20) 내부에 설치하였다. 이는 검사광원으로 사용하는 X선으로부터 작업자를 보호하기 위한 것이다. 차폐공간(20)내부에는 먼저, 검사 대상물인 회로기판(22)을 안착하고, 필요에 따라서, 상하 및 전후좌우로 회로기판(22)을 이송할 수 있는 대상물이송장치인 중공형(中空型) 3축 이송장치(21)가 설치되어 있다. 중공형 3축 이송장치(21)는 회로기판(22)의 가장 자리만을 고정하도록 구성되어 있는데. 이는 중공형 3축 이송장치(21)에 의하여 회로기판(22)을 통과한 X선이 차폐되는 것을 방지하기 위한 것이다. 중공형 3축 이송장치(21)의 상부에는 광발생장치로서 초점의 크기가 10㎛ 정도인 마이크로 포커스 X선 발생장치(23)가 설치되어 있다, 마이크로 포커스 X선 발생장치(23)를 광발생장치로 채택한 이유는 리드간의 피치가 0.5㎜ 혹은 그 이하고 작아지는 추세로 인해, 광발생장치인 X선 발생장치(23)를 초점의 크기가 1㎜에 이르는 일반적인 X선 발생장치를 사용할 경우에는 검사가 어렵기 때문이다.The tomographic and fluoroscopy inspection apparatus of FIG. 3 was installed inside the shielded space 20 made of lead. This is to protect the worker from the X-rays used as the inspection light source. Inside the shielded space 20, first, a circuit board 22, which is an inspection object, is seated, and a hollow object is an object transfer device capable of transferring the circuit board 22 up, down, front, back, left, and right as needed. The three axis feeder 21 is provided. Hollow triaxial feeder 21 is configured to fix only the edge of the circuit board 22. This is to prevent the X-rays passing through the circuit board 22 from being shielded by the hollow triaxial feeder 21. On the upper part of the hollow triaxial feeder 21, a microfocus X-ray generator 23 having a focal size of about 10 µm is provided as a light generator, and the microfocus X-ray generator 23 generates light. The reason why the device is adopted is that the pitch between the leads is 0.5 mm or less and smaller. Therefore, when the X-ray generator 23, which is a light generator, is used with a general X-ray generator having a focal size of 1 mm, This is because the test is difficult.
그리고, 중공형 3축 이송장치(21)의 하부에는 마이크로 포커스 X선 발생장치(23)로부터 발생되어 중공향 3축 이송장치(21)에 안착된 회로기판(22)을 투과하여 나온 X선을 검출하는 광검출수단으로, X선 영상인 1차영상을 형성하는 스크린(도면 미도시)이 상면에 형성되어 있고, 하면에 가시 영상이 2차영상이 형성된 형광층(도면 미도시)이 형성된 영상증배관(24)과, 영상증배관(24)의 하면에 설치된 구경이 큰 릴레이 렌즈(25)와, 릴레이 렌즈(25) 하부에 설치된 포커스 전동 줌렌즈(26)와, 전동 줌렌즈(26)하부에 설치된 고체촬상장치(CCD : charge-coupled device)가 있다.In addition, an X-ray generated from the micro focus X-ray generator 23 and transmitted through the circuit board 22 mounted on the hollow triaxial feeder 21 is disposed below the hollow 3-axis feeder 21. An image having a fluorescent layer (not shown) on which a screen (not shown) for forming a primary image, which is an X-ray image, is formed on an upper surface, and a visible image on a lower surface is formed on the lower surface as a light detection means for detecting. The large-diameter relay lens 25 provided on the lower side of the multiplier tube 24, the image multiplier tube 24, the focus motorized zoom lens 26 provided below the relay lens 25, and the lower part of the motorized zoom lens 26 There is a charge-coupled device (CCD) installed.
이외에, 차폐공간(20)내부에 설치된 검사장치들을 구동 조작하는 제어 및 신호처리수단들이 차폐공간(20) 외부에 설치되어 있는데, 고체촬상장치(27)로부터 신호를 인가받아서 영상처리하는 영상처리모듈(image process)(31)과, 고체촬상장치(27)로부터 신호를 인가받아서 가시적인 화상을 표시하는 화상표시장치(monitor)(32)와, 고체촬상장치(27)로부터 신호를 인가받아서 연산하는 메인 컴퓨터(main computer)(33)와, 영상처리모듈(31)과 화상표시장치(32)와, 메인 컴퓨터(33) 및 중공형 3축 이송장치(21)의 동작을 제어하며, 이들의 상태를 인가받는 조작판 컨트롤 유닛(manipulator control unit)(34)과, 고체촬상장치(27)로부터 신호를 인가받아 조작판 컨트롤 유닛(34)의 동작을 제어하는 컨트롤 유닛(35)과, 컨트롤유닛(35)과 마이크로 포커스 X선 발생장치(23)에 전원을 공급하는 고전압 전원공급기(high voltage power suply)(36)가 있다. 여기서, 영상처리모듈은 고체촬상장치로부터의 신호를 디지털 신호로 변환하는 디지털 신호 처리기(digital signal processor)가 내장되어 있다.In addition, the control and signal processing means for driving and manipulating the inspection apparatus installed in the shielded space 20 are installed outside the shielded space 20. The image processing module receives an image from the solid state imaging device 27 and processes the image. (image process) 31, a monitor 32 for receiving a signal from the solid state imaging device 27 to display a visible image, and a signal for receiving and calculating the signal from the solid state imaging device 27 Controls the operation of the main computer 33, the image processing module 31, the image display device 32, the main computer 33 and the hollow three-axis feeder 21, and their states A control panel (manipulator control unit) 34 that receives a control signal, a control unit (35) for receiving a signal from the solid state imaging device (27) to control the operation of the control panel control unit (34), and a control unit ( 35) and the micro focus X-ray generator 23 A voltage power supply (high voltage power suply) (36). Here, the image processing module includes a digital signal processor for converting a signal from the solid state imaging device into a digital signal.
제4도의 (a)와 (b) 및 (다)는 본 발명의 실시예에서 대상물이송장치로 사용한 중공형 3축 이송장치의 구조를 설명하기 위하여 도시한 도면이다. 소정영역이 관통한 형태인 지지대(41)의 상부에 XY방향으로 구동이 가능하며 중앙부위가 관통된 XY테이블(42)(43)이 설치되어 있고, XY테이블(42)(43)위 상부에는 Z축 테이블지지대(45) 설치되어 있다. Z축 테이블 지지대(45)에는 기어결합으로 연결된 레일(47)과 포스트(46)가 있고, 여기에 회로기판이 안착되는 고정 플레이트(fixture plate)(44)가 설치되어 있다.(A), (b) and (c) of FIG. 4 are diagrams for explaining the structure of the hollow triaxial feeder used as the object feeder in the embodiment of the present invention. XY tables 42 and 43 which can be driven in the XY direction and penetrate the central portion are installed on the upper part of the support 41 having a predetermined region penetrating therethrough, and above the XY tables 42 and 43, respectively. Z-axis table support 45 is provided. The Z-axis table support 45 has a rail 47 and a post 46 connected by gear coupling, and a fixture plate 44 on which a circuit board is mounted is installed.
대상물이송장치를 도면과 같이 중공형태 즉 가운데 영역이 비어있는 ?자 형태로 형성한 이유는 x선이 회로기판을 통과한 후, 이송기구에 의하여 차단되지 않도록 하기 위해서이다. 그리고, 이송기구는 마이크로스테핑 모터와 별도의 프로세서를 지닌 콘트롤러를 사용하여 시간제약없이 제어 및 신호처리 수단에서 고속제어가 가능하도록 구성하였다. 그러나, 중공형태는 ?가 아니더라도, 인쇄회로기판을 고정하면서 검사영역이 관통된 형태이면 무관하다.The reason why the object transfer device is formed in the hollow shape, that is, the hollow shape of the center region as shown in the drawing, is to prevent the X-rays from being blocked by the transfer mechanism after passing through the circuit board. In addition, the transfer mechanism is configured to enable high-speed control in the control and signal processing means without time constraints by using a controller having a microstepping motor and a separate processor. However, even if the hollow shape is not?, It is irrelevant as long as the inspection area is penetrated while fixing the printed circuit board.
제5도는 본 발명의 실시예에서 광검출수단으로 사용한 가시영상획득수단으로 영상 증배관(24)과 릴레이 렌즈(25)와 전동 줌렌즈(26) 그리고 고체 촬상장치(27)의 구조를 설명하기 위하여 도시한 도면이다. 먼저, 영상 증배관(24)는 X선을 검출하는 쪽 면(상면)이 넓고, 그 반대면(하면)이 좁은 형태를 가지는 진공관의 일종으로서, 상면에는 형광스크린(24a)이 있어서, 회로기판을 투과한 X선을 검출하여 X선 영상인 1차 영상을 형광스크린(24a)상에서 형성하도록 되어 있다. 형광스크린(24a)에 형성된 1차 영상은 광전층(24b)을 거치면서 전자 신호로 변환되는데, 이들 전자 신호를 집광하여 하면에 있는 형광층(24c)에 가시영상인 2차 영상을 형성하도록 구성되어 있다. 여기서 영상 증배관(24)의 상면이 하면보다 크게 형성된 이유는 빛을 집광하여 상질을 개선하기 위한 것이다.5 is a visible image acquisition means used as a light detection means in the embodiment of the present invention to explain the structure of the image multiplier 24, the relay lens 25, the motorized zoom lens 26 and the solid-state imaging device 27 Figure is shown. First, the image multiplier tube 24 is a type of vacuum tube having a wide side (upper surface) for detecting X-rays and a narrow shape on the opposite side (lower surface), and has a fluorescent screen 24a on its upper surface. X-rays transmitted through the beams are detected to form a primary image, which is an X-ray image, on the fluorescent screen 24a. The primary image formed on the fluorescent screen 24a is converted into an electronic signal while passing through the photoelectric layer 24b. The primary image is condensed to form a secondary image as a visible image on the fluorescent layer 24c on the lower surface. It is. The reason why the upper surface of the image multiplier tube 24 is formed larger than the lower surface is to condense the light to improve the image quality.
그리고 릴레이 렌즈(25)는 형광층(24c)에 형성된 가시영상으로부터 나온 가시광을 효율적으로 집광시켜서 광손실을 최소화하기 위하여 구경이 큰 렌즈를 사용한다. 또한, 릴레이 렌즈(25)는 형광층(24c)에 있는 가시영상을 렌즈 앞쪽으로 옮기어 배율조절수단 즉 전동 줌렌즈(26)가 수월하게 포커싱을 수 있도록 도와주는 역할을 한다.In addition, the relay lens 25 uses a lens having a large diameter to efficiently collect visible light from the visible image formed in the fluorescent layer 24c and minimize light loss. In addition, the relay lens 25 serves to move the visible image in the fluorescent layer 24c toward the front of the lens so that the magnification adjusting means, that is, the electric zoom lens 26, can easily focus.
또한, 가시영상 획득수단으로 이메이저(Imager) 또는 X선 비디콘 튜브(Xray vidicon tube)를 사용할 수 있다.In addition, an imager or an X-ray vidicon tube may be used as the visible image acquisition means.
한편, 본 발명에서는 배율조절수단을 고정배율을 가지는 렌즈를 사용하지 않고, 배율이 변동되는 줌렌즈를 사용하고 있는데, 이 줌렌즈는 전동으로 구동될 수 있도록 제어 및 신호처리수단으로부터 미리 정해진 경로를 따라 움직이도록 하모닉드라이브가 부착된 스테핑 모터를 장착하였다. 이러한 전동 줌렌즈(26)는 영상증배관(24)의 형광층(24c)에 형성된 2차 영상을 보는 것이 아니라, 릴레이 렌즈(25)가 만든 상을 보도록 되어 있어 초점 조절이 매우 수월하다. 그리고, 전동 줌렌즈(26)는 중공형 3축 이송장치에 의한 회로기판의 수직이송운동에 대응하도록 구동되어 단층촬영이 가능하도록 한다. 이 방법외에 배율조절수단으로 소프트웨어적 방법을 채택할 수 있다.Meanwhile, the present invention uses a zoom lens whose magnification is varied without using a lens having a fixed magnification. The zoom lens moves along a predetermined path from the control and signal processing means so as to be driven by electric power. A stepping motor with a harmonic drive was mounted thereon. The motorized zoom lens 26 does not look at the secondary image formed on the fluorescent layer 24c of the image multiplier 24, but rather the image made by the relay lens 25, so that focusing is very easy. Then, the electric zoom lens 26 is driven to correspond to the vertical movement of the circuit board by the hollow three-axis transfer device to enable tomography. In addition to this method, a software method may be adopted as the scaling means.
제6도는 본 발명의 단층 및 투시 검사장치를 이용한 검사 방법을 설명하기 위하여 예시한 알고리즘의 플로우 차트(flow chart)이다.6 is a flow chart of the algorithm exemplified for explaining the inspection method using the tomographic and fluoroscopic inspection apparatus of the present invention.
먼저, 작업이 시작(100)되면, 회로기판을 대상물이송수단에 로드한다(110). 회로기판이 완전히 로드되면 제어 및 신호처리 수단은 검사영역을 회로기판상에 기준위치 표시마크(fiducial mark) 위치로 옮기라는 명령을 내리면, 회로기판의 기준위치 표시마크를 광발생수단의 하부로 옮긴 후(120), 기준위치 표시마크를 감지하여 기준위치 표시마크의 실제 위치와 예상위치의 차이값을 측정하여, 제어 및 신호처리 수단에서 상기 대상물안착 수단의 오프셋값을 계산한다(130). 다음으로, 오프셋값을 보정하여, 대상물 안착수단을 구동하여 회로기판의 검사영역을 상기 광발생수단의 하부로 옮겨서 검사대기 상태를 만든 후(140), 검사위치를 확인하고, 광발생수단으로부터 소정파장의 빛을 발생하여 회로기판을 투과시켜 광검출수단에서 영상을 검출하되, 회로기판의 조건에 따라서 단층영상 또는 투시영상을 선택적으로 얻은 다음 광검출수단을 통하여 얻어진 영상을 상기 제어 및 신호처리 수단에서 분석 검사한다(150). 다음으로, 회로기판의 모든 검사대상영역을 검사했는지 여부를 판단하여(160), 회로기판의 모든 검사대상영역이 검사를 마친 경우에는 회로기판을 대상물안착수단으로부터 언로드하거나(170), 회로기판의 검사를 마치지 못한 검사대상영역이 남아있는 경우에 도면부호 140의 단계로부터 공정을 진행하도록 한다. 다음으로, 도면부호 170의 단계를 수행하였으며, 회로기판의 검사결과를 출력한다(180). 이어서, 회로기판이 최종 회로기판인지를 판단하여, 회로기판이 최종 회로기판인 경우, 검사를 종료하거나, 회로기판이 최종 회로기판이 아닌 경우, 도면 부호 110의 단계를 진행하도록 한다.First, when the operation is started (100), the circuit board is loaded into the object transfer means (110). When the circuit board is completely loaded, the control and signal processing means instructs the inspection area to be moved to the fiducial mark position on the circuit board, and the reference position mark on the circuit board is moved to the lower part of the light generating means. Next, the reference position indication mark is sensed to measure a difference value between the actual position and the expected position of the reference position indication mark, and the control and signal processing means calculates an offset value of the object seating means (130). Next, the offset value is corrected, the object mounting means is driven to move the inspection area of the circuit board to the lower portion of the light generating means to create an inspection standby state (140). Then, the inspection position is confirmed and predetermined from the light generating means. Generates light of a wavelength and transmits the circuit board to detect an image in the light detecting means, and selectively obtains a tomographic image or a perspective image according to the conditions of the circuit board, and then controls the image obtained through the light detecting means. Analyze and check (150). Next, it is determined whether all inspection target regions of the circuit board have been inspected (160), and when all inspection target regions of the circuit board have been inspected, the circuit board is unloaded from the object seating means (170), or In the case where the inspection target region that has not been completed remains, the process proceeds from step 140. Next, the step 170 is performed, and outputs the test result of the circuit board (180). Subsequently, it is determined whether the circuit board is the final circuit board, and if the circuit board is the final circuit board, the inspection is terminated, or if the circuit board is not the final circuit board, the step 110 is performed.
제7도는 본 발명의 단층 및 투시 검사장치를 이용하여 단층영상을 얻는 방법을 설명하기에 앞서, X선에 의한 회로기판상의 패턴의 상이 확대되는 원리를 설명하기 위하여 예시한 도면이다.FIG. 7 is a diagram illustrating a principle of expanding an image of a pattern on a circuit board by X-rays before explaining a method of obtaining a tomography image by using the tomography and perspective inspection apparatus of the present invention.
X선 발생장치(71)로부터 조사된 X선은 회로기판을 투과하여 광검출수단의 검출면(74)에 도달하여 상을 맺는다. 이 때, X선 발생장치(71)는 점광원과 같이 동작하여 방사적으로 X선이 조사된다. 그러나, 검사영역의 원하는 최대크기 이상의 영역에 X선이 조사되는 것은 바람직하지 못하므로, 지향성을 주면 제7도에 도시된 것과 같은 형태의 X선이 조사될 것이다.The X-rays irradiated from the X-ray generator 71 pass through the circuit board and reach the detection surface 74 of the light detecting means to form an image. At this time, the X-ray generator 71 operates like a point light source to radiate X-rays radially. However, since it is not preferable to irradiate X-rays to a region larger than the desired maximum size of the inspection region, giving directivity, X-rays of the type as shown in FIG. 7 will be irradiated.
그러면, 도면과 같이, X선 발생장치(71)로부터 회로기판(72)의 위치 x, 기판의 두께를 t, 초점으로부터 광검출수단의 검출면가지의 거리를 d, 기판상면의 물체 길이를 u, 하면의 물체 길이를 l, 상면 물체상의 길이를 U, 하면 물체상의 길이를 L이라고 하면, X선 초점위치로부터 회로기판(72)의 위치 x와 상면 물체상의 길이 및 하면 물체상의 길이와의 관계는 다음과 같이 성립된다.Then, as shown in the drawing, the position x of the circuit board 72 from the X-ray generator 71, the thickness of the substrate t, the distance of the detection surface branches of the photodetecting means from the focus d, and the length of the object on the substrate u If the length of the lower surface object is l, the upper surface object is U and the lower surface object is L, the relationship between the position x of the circuit board 72 and the length of the upper surface object and the length of the lower surface object is from the X-ray focus position. Is established as follows.
즉, 검출면에 생성되는 상의 크기는 X선 초점으로부터 검출기까지의 거리 d와 X선 초점과 기판사이의 거리 x에 의해 결정된다. 만일 기판의 위치 x가 x1에서 x2로 바뀌었다면, 다음과 같이 상의 크기가 바뀌게 된다.That is, the size of the image generated on the detection surface is determined by the distance d from the X-ray focus to the detector and the distance x between the X-ray focus and the substrate. If the position x of the substrate is changed from x 1 to x 2 , the size of the image is changed as follows.
위의 식을 정리히면, 기판의 위치가 변경됨으로 인해 만들어지는 상의 변화는 아래와 같다.Putting the above equations together, the phase change created by changing the position of the substrate is as follows.
위의 식에서 보는 바와 같이 초점위치로부터 기판의 위치가 변화함에 따라서 즉, 기판을 상승 또는 하강 시킬 때 상면 물체에 대한 상과 하면 물체에 대한 상의 확대율이 다르게 된다. 예를들어 초기에 x1=30㎜에서 x2=15㎜로, 기판을 15㎜ 상방으로 이송시켰을 때, 기판 하면과 상면사이의 간격(t)이 2㎜라면 확대율은 아래와 같이 계산된다.As shown in the above equation, as the position of the substrate changes from the focal position, that is, when the substrate is raised or lowered, the magnification of the image relative to the upper surface object and the lower surface object is different. For example, when the substrate is initially transferred from x 1 = 30 mm to x 2 = 15 mm and 15 mm upward, if the distance t between the lower surface of the substrate and the upper surface is 2 mm, the enlargement ratio is calculated as follows.
즉 상면은 2배 확대될 때 하면은 1.88배 확대가 일어나므로, 상면의 물체에 대한 상과 하면의 물체에 대한 상 사이에 약 6%의 확대율 차이가 발생한다. X선 초점쪽으로 기판이 이송될수록 확대율의 차이는 더욱 커져서 상면과 하면의 확대율의 차이는 더 커진다.In other words, when the upper surface is enlarged 2 times, the lower surface is enlarged 1.88 times, so that a difference of about 6% occurs between the image of the upper surface and the image of the lower surface. As the substrate is moved toward the X-ray focal point, the difference in magnification becomes larger, so that the difference in magnification of the upper and lower surfaces becomes larger.
제8도는 제7도의 확대원리와 더불어 줌렌즈에 의한 확대 및 축소를 통하여 단층영상을 구체적인 모습을 보여주고 있다. 위에서 설명한 X선에 의한 물체의 확대현상과는 달리 줌렌즈에 의한 확대 및 축소는 완전히 2차원적이므로 물체의 공간덕 위치에 대한 관계없이 우너래 영사으이 크기를 일정하게 확대 및 축소시킬 수 있다. 따라서, 제8도와 같이 줌렌즈(84)를 구동하여 검출기(83)에 만들어지는 확대상을 적절히 조정한다면 원하는 층의 영상 배율을 고정시킬 수 있게 된다. 앞서의 예와 같이, 기판(82)을 상승시켜서 검출기(83)에 생성되는 상의 크기를 이송운동과 동기되어 줌렌즈(84)를 구동하여 영상을 반대로 축소시킨다. 만일 원하는 면이 상면일 경우 기판(82)의 이송으로 검출기(83) 상면에서 상이 2배로 확대되면 줌렌즈로 1/2로 하여 CCD(85)에 들어오는 영상의 크기는 항상 일정하도록 유지할 수 있다. 이럴 경우 하면의 패턴 등은 기판의 이송으로 인하여 1.88배의 확대가 되고 이어서 줌렌즈에 의해 1/2배 되므로 최종적으로 0.94배가 된다. 결국 하면의 패턴 등은 기판의 이송과 더불어 1배에서 0.94배로 확대율이 변하게 되어 상이 초점을 잃는 것과 같아, 결론적으로 말하면 이것은 원하는 층(상면)의 상은 기판의 이송에 관계없이 일정한 상을 만들게 하고 원치 않는 층의 상은 마치 초점을 잃은 것과 같이 흐려지게 하는 효과를 얻는다. 이런 효과로 원하는 단면이 하면일 경우는 줌렌즈의 구동을 이 층에 맞게하여 상면의 배율이 기판의 이송에 따라 달라지게하여 초점을 잃게 만들면 된다.FIG. 8 shows the detailed view of the tomography image through magnification and reduction by the zoom lens as well as the magnification principle of FIG. Unlike the above-mentioned magnification of an object by X-rays, zooming in and out by a zoom lens is completely two-dimensional, and thus it is possible to constantly enlarge and reduce the size of the right-side projection regardless of the position of the object. Accordingly, if the magnified image produced by the detector 83 is properly adjusted by driving the zoom lens 84 as shown in FIG. 8, the image magnification of the desired layer can be fixed. As in the above example, the size of the image generated in the detector 83 is raised by raising the substrate 82 to drive the zoom lens 84 in synchronization with the feeding motion to reduce the image in reverse. If the desired surface is the upper surface, when the image is magnified twice on the upper surface of the detector 83 by the transfer of the substrate 82, the size of the image entering the CCD 85 can be kept constant at 1/2 by using the zoom lens. In this case, the pattern on the lower surface is magnified by 1.88 times due to the transfer of the substrate, and then is 1/2 times by the zoom lens, thereby finally becoming 0.94 times. After all, the pattern of the lower surface is like the image loses focus as the magnification is changed from 1 times to 0.94 times with the transfer of the substrate. In conclusion, this means that the image of the desired layer (top) makes a constant image regardless of the substrate transfer. An image of a layer that does not have the effect of blurring as if it had lost focus. In this case, if the desired cross section is the lower surface, the zoom lens should be driven to this layer so that the magnification of the upper surface may be lost depending on the transfer of the substrate.
또한, 본 발명에서는 기판상에 기준위치 표시마크를 새겨서, 이를 통하여 오프셋값을 결정하는데, 이는 촬상수단인 CCD화면의 모든 부분을 검사하고자 할 경우, 회로기판의 장착에러, 기준위치 표시마크의 위치 인식 에러, 대상물안착수단의 장착위치 에러, 대상물안착수단의 구동에러 등에 의하여 대상물인 CCD화면을 벗어나게 되는 문제점이 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 CCD의 외곽부분을 여유로 남겨 두는데, 이 공간을 데드 존(Dead zone)이라고 한다. 이러한 데드 존은 위에서 말한 모든 에러들의 합에 의해 결정되는데, 특히, 회로기판 장착에러의 값이 가장 큰 영향을 미친다. 그래서, 본 발명에서는 이와같은 데드 존을 장착에러값을 오프셋값을 계산하여 보정함으로 축소하는 방법을 채택하고 있다.In addition, in the present invention, the reference position marking mark is engraved on the substrate to determine the offset value. This means that, when all parts of the CCD screen serving as the imaging means are to be inspected, an error in the mounting of the circuit board and the position of the reference position marking mark is required. There is a problem that the CCD screen, which is the object, is deviated by the recognition error, the mounting position error of the object mounting means, the driving error of the object mounting means, and the like. In order to solve this problem, the outer portion of the CCD is left as a margin, which is called a dead zone. This dead zone is determined by the sum of all the above-mentioned errors. In particular, the value of the circuit board mounting error has the greatest influence. Therefore, the present invention adopts a method of reducing such dead zone by correcting the mounting error value by calculating the offset value.
제9도는 이와 같은 데드 존 축소방법을 설명하기 위하여 도시한 도면으로, 회로기판(210)이 대상물안착수단의 구동방향인 XY축에 대하여 그림과 같이 안착되었다고 하면, 검사대상물의 X방향으로의 장착에러를 ΔX, 검사대상물의 Y방향으로의 장착에러를 ΔY, 검사대상물이 X방향의 기준측과 Y방향의 기준축에 대하여 기울어진 정도를 Δθ라 하고, 기준위치 표시마크로부터 현재 검사를 요하는 검사용역으로의 X방향으로의 변위를 X, Y방향으로의 변위를 Y라할 때, X방향으로의 오프셋값인 Xoffset과, Y방향으로 오프셋값인 Yoffset를,FIG. 9 is a diagram illustrating such a dead zone reduction method. When the circuit board 210 is seated as shown in the figure with respect to the XY axis, which is the driving direction of the object mounting means, the inspection object is mounted in the X direction. The error is ΔX, the mounting error in the Y direction is ΔY, and the degree of inclination of the inspection object with respect to the reference side in the X direction and the reference axis in the Y direction is Δθ. when the displacement of the displacement in the X direction of the scan service in the X, Y direction Rahal Y, the Y offset value in the offset X and offset, the offset value in the Y-direction in the X direction,
와 같이 계산한다.(식5-1)과 (식5-2)와 같은 값으로, 오프셋 값을 계산하여 대상물안착수단을 구동하면 장착에러가 1/10이하의 값으로 줄일 수 있어서, 데드 존을 그만큼 축소할 수 있다.By using the same values as in Equation 5-1 and Equation 5-2, the offset value is calculated and the object mounting means can be driven to reduce the mounting error to 1/10 or less. Can be reduced by that amount.
한편, 본 발명은 검사영역의 조건에 따라서, 단층영상 또는 투시영상을 선택적으로 얻을 수 있는데, 먼저, 단층영상을 얻기 위해서는 광발생수단과 대상물안착수단 중 하나 또는 둘을 구동하여 광발생수단과 대상물안착수단에 안착된 검사대상물과의 거리를 조절하여 가시영상획득수단에 검출되는 1차영상을 확대(또는 축소)하면서, 동시에 배율조절수단을 조절하여 검사대상물의 원하는 층의 영상이 항상 일정한 크기를 가지도록 2차영상을 역으로 축소(또는 확대)하여, 촬상수단에서 영상을 촬상함으로써, 얻을 수 있다.Meanwhile, the present invention can selectively obtain a tomography image or a perspective image according to the condition of the inspection area. First, in order to obtain the tomography image, one or two of the light generating means and the object seating means are driven to generate the light generating means and the object. By adjusting the distance from the test object seated on the seating means to enlarge (or reduce) the primary image detected by the visible image acquisition means, and simultaneously adjust the magnification adjusting means so that the image of the desired layer of the test object always has a constant size. The secondary image can be obtained by retracting (or enlarging) the secondary image in reverse, and imaging the image by the imaging means.
또한, 투시영상을 얻기 위해서는, 광발생수단과 대상물안착수단의 상대 위치를 고정한 후, 광발생수단으로부터 소정파장의 발생하여 가시영상획득 수단에서 1차영상을 검출한 후, 이로부터 2차영상을 얻으면서, 이와 동시 또는 순차적으로, 배율조절수단을 일정배율로 고정한 후, 2차 영상을 촬상수단에서 촬상하는 단계를 동시 또는 순차적으로 진행하여 얻을 수 있다.In addition, in order to obtain a fluoroscopy image, after fixing the relative positions of the light generating means and the object seating means, a predetermined wavelength is generated from the light generating means to detect the primary image by the visible image acquisition means, and then the secondary image is obtained from this. Simultaneously or sequentially, the magnification adjusting means may be fixed at a constant magnification, and then the step of capturing the secondary image by the imaging means may be performed simultaneously or sequentially.
이상에서, 설명한 본 발명의 단층 및 투시 검사장치는 다음과 같은 장점을 가지고 있다.In the above, the tomography and perspective inspection apparatus of the present invention described has the following advantages.
첫째, 다른 장치에서 사용되었던 바와 같이 회전하는 X선 구조를 만들 필요가 없으므로 이를 제어하기 위한 각동 제어장치 및 복잡한 구조의 X선 발생장치가 일반적인 X선 발생 장치로 단순화되고 제작 및 설치가 용이하므로 경제성이 높아진다. 또한, 단순한 장치를 사용하므로 장치 전체에 대한 신뢰성이 높아지게 된다.First, since there is no need to make a rotating X-ray structure as used in other devices, the angle control device and the complicated X-ray generator for controlling it are simplified to a general X-ray generator and are easy to manufacture and install. Is higher. In addition, the use of a simple device increases the reliability of the entire device.
둘째, 부피가 큰 회전 구조의 검출기를 만들 필요가 없으므로 회전 X선 장치와 정확한 동기를 유지하도록 하는 복잡한 제어기구가 필요없어지게 된다. 물론 이 장치에서도 기판의 움직임에 따라 줌렌즈를 동기시켜야 하지만 고전압의 X선과 부피가 큰 검출기를 동기시키기 보다는 회로기판의 이송과 줌렌즈의 구동을 동기시키는 것이 훨씬 더 단순하게 당성될 수 있다. 특히, 질량이 큰 부분의 움직임이 없으므로 보다 안정된 움직임제어가 가능하다. 특히 수직방향의 이송기구는 기존의 단층 촬영장치에서도 원하는 초점면에 기판을 이송시키기 위해 사용되는 것으로 이 장치에서도 별로도 필요한 장비가 아니다.Second, there is no need to make a detector with a bulky rotating structure, which eliminates the need for complicated control mechanisms to maintain accurate synchronization with the rotating X-ray apparatus. Of course, this device also has to synchronize the zoom lens according to the movement of the substrate, but it may be much simpler to synchronize the feeding of the circuit board and the driving of the zoom lens than to synchronize the high voltage X-ray and the bulky detector. In particular, since there is no movement of a large mass, more stable motion control is possible. In particular, the vertical transfer mechanism is used to transfer a substrate to a desired focal plane in a conventional tomography apparatus and is not a necessary equipment in this apparatus.
셋째, 일반적으로 회로기판을 검사할 때 모든 부분에서 단층을 촬영하여야 하는 것은 아니다. 양면 기판의 경우에도 서로 겹침이 발생하는 부분은 일부분에만 존재하므로 이런 부분에서만 단층 촬영을 통해 검사하고 겹치지 않는 부분은 투시영상 자체만으로 충분히 검사가 가능하다. 일반적으로 단층촬영은 여러장의 화상을 얻어 처리하여야 하므로 시간이 투시영상 처리보다는 많이 걸리는 단점이 있다. 기존의 단층처리 시스템에서는 투시영상과 단층 영상을 번갈아 얻기가 불편한 단점이 있었지만, 이 시스템에서는 일반적으로 투시 영상을 얻다가 필요한 부분에서 가판의 수직이송과 여기에 동기된 줌렌즈의 구동으로 단층영상을 얻을 수 있으므로, 이의 전환이 매우 효과적으로 이루어질 수 있다.Third, in general, when inspecting a circuit board, it is not necessary to take a tomography in every part. Even in the case of a double-sided board, the portions that overlap each other exist only in one part, so inspection is performed through tomography only in these parts, and the non-overlapping parts can be sufficiently inspected by the perspective image itself. In general, tomography needs to acquire and process a plurality of images, so that it takes more time than perspective image processing. Conventional tomography processing system has a disadvantage in that it is inconvenient to obtain fluoroscopic images and tomographic images alternately, but in this system, tomographic images can be obtained by moving vertically of the kiosk and driving the zoom lens synchronized with the perspective images. Therefore, the conversion thereof can be made very effectively.
넷째, 위의 장치를 구성하는데 있어서, 별도로 필요한 장치는 일반적인 투시 영상처리 장치에 단순히 줌렌즈를 더한 것 뿐이어서 장치에 부담되는 비용이 매우 저렴한 장점이 있다. 또한, 켈리브레이션을 통하여 정확한 구동을 하는 것이 다른 장비보다 더 유연하게 이루어질 수 있는 장점을 가진다.Fourth, in the configuration of the above device, a separate device is simply added to the zoom lens to the general perspective image processing device has the advantage that the cost to the device is very low. In addition, the correct driving through the calibration has the advantage that can be made more flexible than other equipment.
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