KR20120004597A

KR20120004597A - 반도체 실장 불량 검사장치

Info

Publication number: KR20120004597A
Application number: KR1020100065173A
Authority: KR
Inventors: 김종원
Original assignee: (주)이즈미디어
Priority date: 2010-07-07
Filing date: 2010-07-07
Publication date: 2012-01-13
Also published as: KR101192315B1

Abstract

본 발명은 반도체가 인쇄회로기판(printed circuit board)에 뒤집혀 실장되었는 지의 여부를 검사하는 반도체 실장 불량 검사장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른, 반도체의 실장 불량을 검사하는 장치는, 상기 반도체를 촬영하는 촬영부; 상기 촬영부의 양측면에 각각 배치된 바(bar) 형상의 지지대에 1개 이상의 열로 구비되어, 상기 반도체의 상면에 경사진 각도로 빛을 조사하는 복수 개의 광원; 및 상기 촬영부에서 촬영된 영상을 기초로 상기 반도체의 실장 불량 여부를 판단하는 판단부;를 포함하며, 상기 반도체의 일측면에 위치하는 리드는 상기 광원으로부터 조사되는 빛을 반사하고, 상기 반도체의 타측면에 위치하는 리드는 상기 광원으로부터 조사되는 빛을 반사하지 못한 것으로 상기 영상이 나타날 경우, 상기 판단부는 상기 반도체의 실장이 정상인 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 반도체에서 리드가 형성된 면을 사전에 파악하여 광원을 조사할 필요가 없이 반도체의 모서리를 향해서 빛을 조사하면 되므로 반도체 실장불량을 신속하게 판단할 수 있다.

Description

반도체 실장 불량 검사장치{testing apparatus for bad mounting semiconductor}

본 발명은 반도체가 인쇄회로기판(printed circuit board)에 뒤집혀 실장되었는 지의 여부를 검사하는 반도체 실장 불량 검사장치에 관한 것이다.

일반적으로 전자기기에는 복수의 반도체가 실장된 인쇄회로기판이 장착되어 이들 반도체의 전기적인 상호작용에 의해 전자기기가 작동된다. 인쇄회로기판에 실장되는 반도체(예컨대, 트랜지스터)는 양측면 또는 둘레면 전체에 복수의 리드가 형성되고, 이 리드 부분이 인쇄회로기판에 납땜되는 형태로 실장된다. 그런데, 인쇄회로기판에 반도체를 실장할 때, 리드가 달린 반도체가 뒤집혀 실장되는 경우가 종종 발생하기 때문에 별도의 검사장치로 실장 불량을 검사한다.

도 1은 종래의 반도체 실장 불량 검사장치(기타 참고: 특허출원 제2006-0094969호 "분할 조명을 이용한 비전 검사 시스템")를 개략적으로 도시한 측단면도이고, 도 2는 종래의 반도체 실장 불량 검사장치를 개략적으로 도시한 저면도이며, 도 3 내지 도 4는 종래 기술에 따른 반도체 실장 불량 검사장치로 실장불량 여부를 검사하는 모습을 개략적으로 보여주고 있다.

일반적으로 반도체(210)는 반도체(210)의 양측 또는 둘레로 복수의 리드(lead, 211)가 돌출 형성된 형상이다. 반도체(210)의 리드(211)는 반도체(210)의 하부로 절곡되고 절곡된 부분의 끝단이 외부로 연장 형성될 수 있고, 이 연장 형성된 부분이 인쇄회로기판(200)과 납땜된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 반도체 실장 불량 검사장치(100)는, 반도체(210)가 실장된 인쇄회로기판(PCB, 200)을 촬영하는 카메라(111)를 갖는 촬영부(110)와, 카메라(111)에서 촬영된 영상을 처리하는 영상처리부(117)와, 촬영부가 선명한 촬영을 하도록 하며 경사부(121)를 갖는 조명갓(120)과, 광원(130)을 포함한다. 이 광원(130)은 복수 개로 구성될 수 있으며, 조명 갓(120)의 내부에 설치되어 인쇄회로기판(200)에 실장된 반도체(210)에 빛을 조사할 수 있다. 그리고, 광원(130)을 포함한다. 그리고, 도 2에서 보는 바와 같이, 복수의 광원(130)은 일부 광원만 온 또는 오프할 수 있다.

이러한 검사장치를 이용하여 종래의 반도체 실장 불량을 검사하는 방법을 보면, 도 3(a)에 도시된 바와 같이, 반도체의 일측, 예컨대 리드(211)와 대응되는 위치의 광원(130)을 켜서, 빛이 반도체 상면에 경사지는 방향으로 비스듬히 진행하도록 한다. 그러면, 인쇄회로기판(200)에 반도체(210)가 정상적으로 실장되었다면, 도 3(a)에 도시된 바와 같이, 광원(130)이 경사지게 반도체(210)에 빛을 조사하기 때문에 반도체(210)를 중심으로 광원(130)과 대응되는 위치의 리드(211)만 빛을 반사하고, 광원(130)과 반대되는 위치에 위치하는 리드(211')는 반도체(210)의 그림자에 가려져 빛을 반사하지 못하게 된다.

반면, 도 4(a)에 도시된 바와 같이, 인쇄회로기판(200)에 반도체(210)가 뒤집힌 상태로 실장된 경우, 반도체(210)의 타측면에 형성된 리드(211') 역시 빛에 노출되어 되기 때문에 광원(130)과 대응되는 위치 뿐만 아니라 반대쪽에 위치하는리드(211')도 빛을 반사하게 된다. 이와 같이, 반도체의 일측에서 비스듬히 빛을 조사한 후, 반도체(210)의 일측면과 타측면에 위치하는 리드(211, 211')에서의 빛의 반사 유무를 판단하여 실장 불량 및 정상을 판단하게 된다. 즉, 반도체(210)의 일측면과 타측면에 위치하는 모든 리드에서 빛이 반사되면 불량으로 판정하고, 반도체(210)의 일측면의 리드(211)에서만 빛이 반사되면 정상으로 판정하는 것이다.

그런데, 이러한 종래의 검사방법은 빛을 조사할 때 반드시 리드가 형성되어 있는 반도체의 일측면에서 빛을 조사하여야 하는 문제가 있었다.

즉, 도 3에서 보듯이 사각형인 반도체(210)의 네 변 중에서 리드(211)가 형성된 일측에서 빛을 조사하든가 아니면 리드(211')가 형성된 반대측에서 빛을 조사하여여야만 한다. 이렇게 도 3의 그림을 기준으로 보아 좌측 또는 우측에서 빛을 조사한 후 리드에서 반사된 영상을 촬영하여만 실장 불량 여부를 판단할 수 있게 된다. 왜냐하면, 도 3의 그림에서 반도체(210)의 상측이나 하측에서 빛을 경사지게 조사하게 되면 반도체 실장이 양호하든 불량이든 관계없이 항상 리드(211,211') 모두가 빛을 반사하게 되어서 반도체 실장의 불량여부를 판정할 수 없기 때문이다.

그러므로, 종래의 검사장치의 조명 갓(120)에 설치된 복수의 광원(130)은 방사상으로 복수의 구역으로 구획되어 어느 한 구역의 광원만이 온 또는 오프되도록 구성하여야 하고, 인쇄회로기판에 실장된 반도체에서 리드가 형성된 면을 파악한 후 리드가 형성된 측면을 향해서 빛이 조사되도록 상기 광원 중 일부만을 온시켜야 하는 불편함이 있었다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 반도체가 뒤집혀 실장되었는지 여부를 검사할 때 반도체 리드의 위치를 고려할 필요없이 검사할 수 있는 장치를 제공함으로써, 빠르고 정밀하게 반도체 실장 불량을 검사할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 양측면에 리드를 구비한 반도체의 실장 불량을 검사하는 장치에 있어서, 양측면에 리드를 구비한 반도체의 실장 불량을 검사하는 장치에 있어서, 상기 반도체를 촬영하는 촬영부; 상기 촬영부의 양측면에 각각 배치된 바(bar) 형상의 지지대에 1개 이상의 열로 구비되어, 상기 반도체의 상면에 경사진 각도로 빛을 조사하는 복수 개의 광원; 및 상기 촬영부에서 촬영된 영상을 기초로 상기 반도체의 실장 불량 여부를 판단하는 판단부;를 포함하며, 상기 반도체의 일측면에 위치하는 리드는 상기 광원으로부터 조사되는 빛을 반사하고, 상기 반도체의 타측면에 위치하는 리드는 상기 광원으로부터 조사되는 빛을 반사하지 못한 것으로 상기 영상이 나타날 경우, 상기 판단부는 상기 반도체의 실장이 정상인 것으로 판단한다.

또한, 상기 반도체의 양측면에 위치하는 리드 모두가 상기 광원으로부터 조사되는 빛을 반사하는 것으로 상기 영상이 나타날 경우, 상기 판단부는 상기 반도체의 실장이 불량인 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 반도체의 상면은 사각형상이며, 상기 광원의 빛은 상기 반도체의 사각형상의 모서리를 향해서 경사지게 조사되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 반도체 상면의 이웃하는 두변이 향하는 방향을 각각 x축 및 y축 이라고 하고, 상기 반도체 상면에 수직한 방향을 z축이라고 할때, 상기 광원의 빛은 상기 x축, y축 및 z축 모두와 경사지도록 조사되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 광원의 빛은 상기 z축과 45도의 각을 이루도록 조사되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 반도체의 일측면에 위치하는 리드는 상기 광원으로부터 조사되는 빛을 반사하고 상기 반도체의 타측면에 위치하는 리드는 상기 광원으로부터 조사되는 빛을 반사하지 못한 것으로 상기 영상이 나타날 경우, 상기 판단부는 상기 반도체의 실장이 정상인 것으로 판단하고, 상기 반도체의 양측면에 위치하는 리드 모두가 상기 광원으로부터 조사되는 빛을 반사하는 것으로 상기 영상이 나타날 경우, 상기 판단부는 상기 반도체의 실장이 불량인 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 반도체 실장불량 검사장치는, 리드에서 반사되는 빛의 유무로 반도체 실장 불량을 판단할 수 있으며, 또한 반도체에서 리드가 형성된 면을 사전에 파악하여 광원을 조사할 필요가 없이 반도체의 모서리를 향해서 빛을 조사함으로써 반도체 실장불량을 신속하게 판단할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 반도체 실장 불량 검사장치를 개략적으로 도시한 측단면도이며,
도 2는 종래 기술에 따른 반도체 실장 불량 검사장치를 개략적으로 도시한 저면도이며,
도 3 내지 도 4는 종래 기술에 따른 반도체 실장 불량 검사장치로 실장불량 여부를 검사하는 모습을 개략적으로 보인 도면이며,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 실장 불량 검사장치를 도시한 사시도이며,
도 6 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 실장 불량 검사장치로 반도체 실장의 불량여부를 검사하는 모습을 개략적으로 보인 도면이다.
도 10은 도 5의 반도체 실장 불량 검사장치를 평편도 상에 도시한 개념도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 대해서 설명한다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 실장 불량 검사장치를 도시한 사시도이며, 도 6 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 실장 불량 검사장치로 반도체 실장의 불량여부를 검사하는 모습을 개략적으로 보인 도면이다. 또한, 도 10은 도 5의 반도체 실장 불량 검사장치를 평편도 상에 도시한 개념도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 실장 불량 검사장치(300)는, 반도체(400)가 실장된 인쇄회로기판을 촬영하는 촬영부(310)를 포함한다. 이 촬영부(310)는 정지영상 또는 동영상을 촬영하는 공지의 디지털 카메라일 수 있다.

또한, 본 발명의 반도체 실장불량 검사장치(300)는, 촬영부(310)에서 촬영된 영상을 가공하는 영상처리부(340)를 더 포함할 수 있다. 이 영상처리부(340)는 촬영부(310)에서 촬영된 정지영상 또는 동영상의 콘트라스트, 색상, 색감 등을 조절할 수 있고, 복수의 영상을 하나의 영상으로 합성할 수도 있다. 한편, 영상처리부(340)는 컴퓨터의 프로그램에 의해 구현될 수 있다. 그리고, 반도체 실장 불량 검사장치(300)는 촬영부(310)에서 촬영된 영상을 기초로 반도체의 실장 불량 여부를 판단하는 판단부(미도시)를 포함한다.

또한, 상기 촬영부(310)의 양측면에 각각 배치된 바(bar) 형상의 지지대(320)에 1개 이상의 열로 구비되어, 상기 반도체(400)의 상면에 경사진 각도로 빛을 조사하는 복수 개의 광원(330)이 구비된다. 참고로, 본 발명에서는, 도 5에 도시된 바와 같이, 조명(330)이 2열로 배치된 엘이디(LED)로 이루어져 있다.

이 조명(330)은 촬영부(310)가 선명한 촬영을 할 수 있도록 촬영부(310)가 촬영하는 반도체를 향해서 빛을 조사한다. 상기 조명(330)이 반도체(400)를 향해서 빛을 조사할 때에는, 반도체(400)의 일측면에 형성된 리드는 빛을 반사하고, 반도체(400)의 타측면에 형성된 리드는 빛을 반사하지 않도록 비스듬히 조사한다.

도 6을 참고하여, 본 발명의 검사장치에서 상기 조명(330)에서 반도체(400)로 빛이 조사되는 각도를 살펴본다. 반도체(400)는 상면이 대략 사각형의 형상이며, 도 6(b)를 보면 반도체(400)의 상면은 상측변(400a)과 좌측변(400b)이 서로 만나서 좌측상단에서 모서리(400c)를 이루고 있다. 이때, 상기 조명에서 빛은 상기 반도체(400)의 상면에 경사진 각도로 조사됨과 동시에 반도체의 모서리(400c)를 향해서도 경사지게 조사된다. 여기서 빛이 반도체(400)의 모서리를 향해서 경사지게 조사된다는 의미는, 빛을 반도체(400)의 상면에 투영시키면 투영된 빛은 모서리(400c)를 이루는 두변(400a, 400b)과 일정한 경사각을 이루면서 조사되는 것을 의미한다.

다시 말하면, 상기 반도체 상면의 상측변(400a)의 방향과 좌측변(400b)의 방향을 각각 x축 및 y축 이라고 하고, 상기 반도체 상면에 수직한 방향을 z축이라고 할때, 상기 조명의 빛은 상기 x축, y축 및 z축 모두와 일정한 경사각을 이루면서 경사지도록 조사되는 것을 의미한다. 바람직하게는, 상기 광원의 빛은 상기 z축과 45도의 각을 이루도록 형성될 수 있다. 다만, 상기 경사각은 45도에 한정되는 것은 아니며, 반도체 바디의 두께나 리드의 길이 혹은 크기 등을 고려하여 상기 경사각은 적절히 조절될 수 있다.

도 6(a)에 도시된 바와 같이 인쇄회로기판에 반도체(400)가 정상적으로 실장된 경우에는 상기 모서리(400c)를 향해서 빛이 경사지게 조사되면, 상기 모서리(400c)를 이루는 양측변(400a, 400b)에 위치하는 리드(420)는 빛을 반사하지만, 빛이 조사되는 모서리(400c)와 대각선 방향의 모서리(400d)를 이루는 양측변에 위치하는 리드(410)는 반도체 자체의 그림자에 가려서 빛을 반사하지 못하게 된다.

반면, 도 7(a)에 도시된 바와 같이, 인쇄회로기판에 반도체(400)가 뒤집힌 상태로 실장된 경우, 반도체(400)에 형성된 리드(410,420) 모두가 빛에 노출되어 빛을 반사하게 되어서 정상적으로 실장된 경우와 차이가 발생한다.

이와 같이, 본 발명의 검사장치에서는 빛이 반도체의 모서리(400c)를 향해서 조사되기 때문에 모서리를 이루는 양측변(400a,400b)의 어디에 위치하더라도 리드가 빛을 반사할 수 있게 되는 것이다. 그러므로, 조명에서 빛을 조사하기 전에 반도체에서 리드가 위치하는 변을 먼저 판단한 후 리드가 위치하는 변에 빛을 조사하여야만 하는 종래기술과 같은 불편함이 사라지는 것이다.

이것을 도 8 내지 도 9를 참조하여 살펴본다. 도 8 내지 도 9는 도 6 내지 도 7과 달리 반도체(400)의 리드(410,420)가 도면에서 보아 위쪽과 아래쪽에 형성되어 있다. 이와 같이, 반도체(400)에서 리드(410,420)가 형성된 위치는 바뀌었지만 빛을 조사하는 방향은 동일함을 알 수 있다. 즉, 도 8 내지 도 9에서도 반도체(400) 좌측 상단의 모서리를 향해서 빛이 경사지게 조사되면, 인쇄회로기판에 반도체(400)가 정상적으로 실장된 경우에는, 빛이 경사지게 조사되는 모서리의 양측변에 위치하는 리드(도 8의 420, 도 9의 410)는 빛을 반사하지만, 빛이 조사되는 모서리와 마주보는 모서리의 양측변에 위치하는 리드(도 8의 410, 도 9의 420)는 반도체 자체의 그림자에 가려서 빛을 반사하지 못하게 되는 것이다.

한편, 도 10은 도 5의 검사장치(300)를 평편도 상에 도시한 개념도이다. 즉, 촬영부(310)의 양측에 위치하는 바 형상의 지지대(320)가 도시되어 있고, 지지대(320) 상에 위치하는 조명으로부터 빛이 조사되어 반도체의 실장 불량을 체크하는 개념도이다.

도 10으로부터 알 수 있는 바와 같이, 다양한 각도(도 10의 제일 위쪽 반도체의 배치 각도를 0도라고 할 때, 아래의 3개의 반도체는 차례로, 시계방향으로 90도 회전한 것, 시계방향으로 180도 회전한 것, 시계방향으로 270도 회전한 것에 각각 해당함)로 배치된 반도체를 종래기술과는 다르게 이들의 배치 각도를 고려할 필요 없이, 지지대(320) 상에 위치하는 조명의 한쪽을 온 또는 오프 함으로써 손쉽게 반도체 실장 불량 여부를 체크할 수 있게 된다.

즉, 본 발명의 검사장치에서는 반도체에서 리드가 위치하는 변을 고려할 필요가 없이 어느 하나의 모서리를 향해서 빛을 경사지게 조사하여 반도체의 리드가 반사하는 빛을 촬영부가 촬영하여 판단부에서 판단하면 반도체 실장의 불량여부를 알 수 있게 되는 것이다. 그러므로, 본 발명에 의하면 종래의 검사방법에 비해서 보다 빠르고 용이하게 반도체의 실장 불량을 검사할 수 있게 된다.

300. 반도체 실장 불량 검사장치 310. 촬영부
320. 지지대 330. 광원
340. 영상처리부 400. 반도체
410,420. 리드

Claims

양측면에 리드를 구비한 반도체의 실장 불량을 검사하는 장치에 있어서,
상기 반도체를 촬영하는 촬영부;
상기 촬영부의 양측면에 각각 배치된 바(bar) 형상의 지지대에 1개 이상의 열로 구비되어, 상기 반도체의 상면에 경사진 각도로 빛을 조사하는 복수 개의 광원; 및
상기 촬영부에서 촬영된 영상을 기초로 상기 반도체의 실장 불량 여부를 판단하는 판단부;
를 포함하며,
상기 반도체의 일측면에 위치하는 리드는 상기 광원으로부터 조사되는 빛을 반사하고, 상기 반도체의 타측면에 위치하는 리드는 상기 광원으로부터 조사되는 빛을 반사하지 못한 것으로 상기 영상이 나타날 경우, 상기 판단부는 상기 반도체의 실장이 정상인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 반도체 실장불량 검사장치.
제1항에 있어서,
상기 반도체의 양측면에 위치하는 리드 모두가 상기 광원으로부터 조사되는 빛을 반사하는 것으로 상기 영상이 나타날 경우, 상기 판단부는 상기 반도체의 실장이 불량인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 반도체 실장불량 검사장치.
제1항에서,
상기 반도체의 상면은 사각형상이며, 상기 광원의 빛은 상기 반도체의 사각형상의 모서리를 향해서 경사지게 조사되는 것을 특징으로 하는 반도체 실장불량 검사장치.
제1항에 있어서,
상기 반도체 상면의 이웃하는 두변이 향하는 방향을 각각 x축 및 y축 이라고 하고, 상기 반도체 상면에 수직한 방향을 z축이라고 할 때,
상기 광원의 빛은 상기 x축, y축 및 z축 모두와 경사지도록 조사되는 것을 특징으로 하는 반도체 실장불량 검사장치.
제4항에 있어서,
상기 광원의 빛은 상기 z축과 45도의 각을 이루도록 조사되는 것을 특징으로 하는 반도체 실장불량 검사장치.
제4항 또는 제5항에 있어서,
상기 반도체의 일측면에 위치하는 리드는 상기 광원으로부터 조사되는 빛을 반사하고 상기 반도체의 타측면에 위치하는 리드는 상기 광원으로부터 조사되는 빛을 반사하지 못한 것으로 상기 영상이 나타날 경우, 상기 판단부는 상기 반도체의 실장이 정상인 것으로 판단하고,
상기 반도체의 양측면에 위치하는 리드 모두가 상기 광원으로부터 조사되는 빛을 반사하는 것으로 상기 영상이 나타날 경우, 상기 판단부는 상기 반도체의 실장이 불량인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 반도체 실장불량 검사장치.