KR910007497B1

KR910007497B1 - Automatic checking device of shadow mask

Info

Publication number: KR910007497B1
Application number: KR1019890013649A
Authority: KR
Inventors: 우동민
Original assignee: 금성산전 주식회사; 이희종
Priority date: 1989-09-22
Filing date: 1989-09-22
Publication date: 1991-09-26
Also published as: KR910007047A

Abstract

The apparatus testing the first and second faces of the shadow mask displays the optical transmission rate in percentage by converting the output of the optical receiver measuring the transmit light passing through the shadow mask. The apparatus includes an image pickup measuring the transmit and reflect lights, an adjuster adjusting the magnification of the CCD camera which gap of the line pixel is certain times to the hall pitch of the shadow mask, and a detector detecting the badness of each hall with the finite impulse response (FIR) digital filtering and clusting.

Description

영상처리를 이용한 섀도우 마스크 자동검사장치Automatic Shadow Mask Inspection System Using Image Processing

제1도는 종래의 섀도우 마스크 광투과율 검사장치 공정도.1 is a process diagram of a conventional shadow mask light transmittance inspection device.

제2도는 섀도우 마스크 1면 불량 및 2면 불량 단면도.2 is a shadow mask one side bad and two side bad cross-sectional view.

제3도는 섀도우 마스크 검사용 영상취득부 개략도3 is a schematic view of an image acquisition unit for shadow mask inspection

제4도는 섀도우 마스크 영상해석방법 파형도.4 is a waveform diagram of the shadow mask image analysis method.

제5도는 섀도우 마스크 영상해석부 블록 다이아그램.5 is a shadow mask image analysis block diagram.

제6도는 초기화 단계의 흐름도.6 is a flowchart of an initialization step.

제7도는 검사 단계의 흐름도.7 is a flow chart of the inspection step.

본 발명은 섀도우 마스크(Shadow mask)의 자동외관 검사에 관한 것으로 특히 미세한 1면 불량 및 2면 불량의 신속한 전수 검사에 적당하도록 구성된 영상처리를 이용한 자동화시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to automatic appearance inspection of shadow masks, and more particularly, to an automated system using image processing configured for rapid full inspection of fine one-sided defects and two-sided defects.

종래의 섀도우 마스크 외관 검사는 주로 작업자에 의한 목시 검사에 의존하고 있었으며 기존 검사장비로는 T.M(Transmission rate)검사장치가 광투과율 검사에만 한정하여 적용되고 있었다.The conventional shadow mask appearance inspection was mainly dependent on visual inspection by the operator, and the conventional T.M (Transmission Rate) inspection apparatus was applied to only the light transmittance inspection.

종래 기술에 대해 살펴보면 제1도에 나타난 바와같이 광투과율 검사장치는 섀도우 마스크 사이에 광센서인 광리시버(receiver)와 광 에미터(emitter)로 구성되며 광에미터 출력의 표시를 위한 A/D부와 디스플레이부가 있다.Referring to the prior art, as shown in FIG. 1, the optical transmittance inspection device is composed of an optical receiver and an optical emitter, which are optical sensors, between the shadow masks and an A / D for displaying the optical emitter output. There is a part and a display part.

제1도에서 광에미터에서 조사된 빛중 섀도우 마스크를 통과한 빛의 양이 광리시버에 의해 전기적 신호로서 측정되며 광리시버 출력신호는 A/D변환되어 디지털 값으로 된다. 이 값을 퍼센테지 즉 측정치×100÷최대치로 환산하여 디스플레이부에 숫자로서 광투과율을 표시한다. 이러한 형태의 광투과율(T.M) 검사장치는 섀도우 마스크 어느 부위의 공들의 에칭의 과다를 검사할 수 있으나 제2도의 개별적인 공의 불량은 검사가 불가능하다.In FIG. 1, the amount of light passing through the shadow mask of the light emitted from the light emitter is measured as an electrical signal by the optical receiver, and the optical receiver output signal is A / D converted to a digital value. This value is converted into a percentage, i.e. measured value x 100 ÷ maximum, and the light transmittance is displayed as a number on the display unit. This type of light transmittance (T.M) inspection device can inspect the excessive etching of the balls of any part of the shadow mask, but the individual defects of FIG. 2 cannot be inspected.

실제 섀도우 마스크 검사 스펙트럼에 의하면 공의 불량크기가 최소 2500㎛²인 것까지 검출해야하며 이는 공 면적의 1.5% 정도이므로 광투과율(T.M) 검사 장치에서는 이러한 미세한 개별공의 불량은 주위 정상공에 의해 상쇄되어 불가능하다.According to the actual shadow mask inspection spectrum, the defect size of the ball should be detected at least 2500㎛ ² , which is about 1.5% of the ball area, so in the light transmittance (TM) inspection device, the defect of such individual individual holes is determined by the surrounding normal hole. Offset is impossible.

따라서 본 발명은 이러한 문제점을 해소하고 섀도우 마스크의 1면 및 2면의 검사를 자동화하는데 그 목적이 있다. 본 발명의 구성은 1면 불량 검출을 위한 투과광 검사 스테이지와 2면 불량 검출을 위한 반사광 검사 스테이지로 구성된다. 실제로 섀도우 마스크 1면의 영상 취득을 위해서는 1면 공부위만 밝게 나타나는 투과광을 이용해야하며 2면 영상취득을 위해서는 2면 표면만이 밝게 나타나는 반사광 이용이 효과적이다. 따라서 검사용 영상취득은 제3도에 나타낸 바와같이 조명장치, 투과광 검사용 및 반사과 검사용 라인CCD카메라들과 섀도우 마스크 이송용 로울러 등으로 구성된다.Therefore, the present invention aims to solve this problem and to automate the inspection of one and two sides of the shadow mask. The configuration of the present invention comprises a transmitted light inspection stage for detecting one side defect and a reflected light inspection stage for detecting two side defect. In fact, for the acquisition of the image on one side of the shadow mask, the transmitted light appears to be bright only on the one side of the study, and the reflected light on only the two side surface is used for the two-sided image acquisition. Therefore, the inspection image acquisition is composed of an illumination device, a transmission light inspection, a reflection and inspection line CCD cameras, a shadow mask transfer roller, and the like as shown in FIG.

여기서 조명장치로는 고속 센싱에도 조도의 차가 없게하기 위해 고주파 형광등이 사용되며, 로울러에 의해 섀도우 마스크 진행시 라인별로 섀도우 마스크 전부위가 센싱(Sensing)된다. 섀도우 마스크 영상해석은 섀도우 마스크 개별공들의 정밀한 검사를 위해 섀도우 마스크 공의 간격의 정수배 N이 되도록 라인 CCD카메라의 배율을 조정하여 각 픽셀(Pixel) 값과 N번째 떨어진 픽셀(Pixel) 값을 비교하면 개별공의 불량이 검출될 수 있다.Here, the high-frequency fluorescent lamp is used as a lighting device so that there is no difference in illuminance even in high-speed sensing, and the entire shadow mask is sensed for each line when the shadow mask is processed by the roller. The shadow mask image analysis compares each pixel value with the Nth pixel value by adjusting the magnification of the line CCD camera to be an integer multiple of the shadow mask ball spacing N for precise inspection of individual shadow mask holes. Defects in individual holes can be detected.

제4도에서는 N이 10이 되게 카메라 배율이 조정되있으며, 제4도는 b의 센싱신호파형에서 불량이 있는 구간 11은 구간 1의 값과 비교할 때 큰 차이를 나타낸다. 이러한 비교는 유한 임펄스 응답(finite impluse response=F.I.R) 디지털필터링(filtering)에 의해 수행되며 영상데이타가 A(i)일 경우 모든 구간에 대해 B(i)=-A(i-N)+2A(i)-A(i+N)으로 연산되며 제4도 c와 같이 불량구간 및 그 인접구간에서 큰 값으로 나타나게 된다. 따라서 B(i)의 절대값이 적당한 임계치 보다 클 때 그곳에 불량이 존재함을 쉽게 알수 있다.In FIG. 4, the camera magnification is adjusted so that N is 10, and FIG. 4 shows a large difference when the section 11, which is defective in the sensing signal waveform of b, is compared with the value of section 1. FIG. This comparison is performed by finite impluse response (FIR) digital filtering and B (i) =-A (iN) + 2A (i) for all intervals when the image data is A (i). It is calculated as -A (i + N), and as shown in FIG. 4C, a large value is displayed in the defective section and its adjacent section. Therefore, when the absolute value of B (i) is larger than the appropriate threshold, it can be easily seen that there is a defect there.

섀도우 마스크 영상해석부는 제5도와 같이 구성되며 카메라 출력은 디지털 발생기에서 라인 영상데이타화하고 DSP유니트(Unit)에 의해 유한임펄스응답(F.I.R) 필터링(filtering)이 계산되어 불량을 검출하며 호스트(Host)프로세서에서 불량 데이터를 수집하여 불량 검출 및 섀도우 마스크 선별장치에 신호를 전달한다.The shadow mask image analysis unit is configured as shown in FIG. 5, and the camera output is line image data from the digital generator, and the finite impulse response (FIR) filtering is calculated by the DSP unit to detect defects. The processor collects the defect data and transmits the signal to the defect detection and shadow mask sorter.

여기서 DSP를 사용하는 이유는 유한임펄스응답(F.I.R) 디지털 필터링(filtering)을 고속연산하여 섀도우 마스크 검사를 빠른 속도로 진행하기 위함이다. 다음 본 발명의 동작에 대해 설명하면, 공 간격이 다른 여러 가지의 섀도우 마스크에 적용 가능하도록 고안되었다.The reason for using DSP is to perform shadow mask inspection at high speed by performing fast finite impulse response (F.I.R) digital filtering. In the following description of the operation of the present invention, it is designed to be applicable to various shadow masks having different void spacing.

또한 섀도우 마스크의 정수배가 되도록 라인 CCD카메라의 배율을 자동 조절하는 초기화 단계와 실제 검사가 진행되는 검사단계로 구분된다.In addition, it is divided into an initialization step of automatically adjusting the magnification of the line CCD camera to be an integer multiple of the shadow mask, and an inspection step in which an actual inspection is performed.

본 발명의 동작에 대해서 설명하면, 초기화 단계에서는 제6도에서 보는 바와 같이 라인 CCD카메라의 배율 조정을 위해 카메라와 섀도우 마스크의 간격을 스텝모터(step moter)에 의해 자동 조정하는 단계이다. 불량이 없는 섀도우 마스크를 이동용 로울러에 의해 검사대에 장착시킨후 디지털 필터링 출력 B(i)를 계산하고 |B(i)|를 구하여 이 값이 감소하는 방향으로 임계치 T₁이하의 값이 될 때까지 이동시킴에 의해 초기화 단계가 진행된다.Referring to the operation of the present invention, in the initialization step, as shown in FIG. 6, the distance between the camera and the shadow mask is automatically adjusted by a step motor to adjust the magnification of the line CCD camera. After mounting the defect-free shadow mask to the inspection table by the moving roller, calculate the digital filtering output B (i) and obtain | B (i) | until the value decreases below the threshold T _{1 in the} decreasing direction. The initialization step proceeds by moving.

검사 단계에서는 제7도에서 보는 바와같이 섀도우 마스크의 전수검사가 수행되는 단계로서 각각의 센서출력을 유한임펄스응답(FIR)필터링하며 출력의 절대치, |B(i)|를 적당한 임계치 T₂와 비교하여 크면 그때의 위치 i와 크기 |B(i)|를 가지므로 불량 버퍼 내의 모든 데이터를 위치가 IN이내에 있는 불량을 가장 큰 |B(i)|를 가지는 불량으로 컬스터링(clustering)하여 최종불량버퍼에 넣어 호스트로 전송하고 이송용 로울러를 단위 간격만큼 움직여 다음 라인 영상을 취득하게 된다.In the inspection step, as shown in FIG. 7, the entire inspection of the shadow mask is performed. Each sensor output is filtered by a finite impulse response (FIR), and the absolute value of the output, | B (i) |, is compared with an appropriate threshold T _2. If it is large, it has position i and size | B (i) | at that time, so all the data in the bad buffer are clustered to the defect having the largest | B (i) | It transfers to the host in the buffer and moves the transport roller by the unit interval to acquire the next line image.

영상데이타는

로 표시되며 N은 라인이미지 센서의 픽셀(Pixel)갯수이고 0≤A(i)≤N-1사이의 값을 가지며 0은 가장 어두은 값을 N-1은 가장 밝은 값을 나타낸다.Video data

N is the number of pixels of the line image sensor, and the value is between 0≤A (i) ≤N-1, 0 is the darkest value, and N-1 is the brightest value.

본 발명으로서 이제까지 목시검사에 의해서만 가능했던 섀도우 마스크 1면 및 2면의 검사를 자동화하여 인력절감, 검사속도증가, 객관적인 검사에 의한 품질균일 및 생산성 증대를 이룰 수 있다.As the present invention, it is possible to automate the inspection of the shadow masks on one side and two sides, which has been possible only by visual inspection, to achieve the reduction in manpower, inspection speed, and quality uniformity and productivity by objective inspection.

Claims

광에미터에서 섀도우 마스크를 통과한 빛의 양이 광리시버에 의해 전기적 신호로 측정되며 출력신호는 A/D변환되어 페센테지로 환산해서 디스플레이되는 섀도우 마스크의 광투과율 검사장치에 있어서, 섀도우 마스크 1면 불량 및 2면 불량의 검출을 위한 투과광 및 반사광을 이용한 영상취득 부위와 섀도우 마스크공의 주기적인 배열을 이용한 검사를 위한 라인 영상 픽셀(Pixel) 간격이 섀도우 마스크 공 피치(Pitch)의 정수배가 되어 개별공의 불량이 검출될 수 있도록 라인 CCD카메라의 배율을 조정하는 부위와, 개별공의 불량을 유한 임펄스응답(F.I.R) 디지털 필터링(filtering)과 컬스터링(clustering)으로서 검출하는 부위로 구성된 영상처리를 이용한 섀도우 마스크 자동 검사장치.In the light emitter, the amount of light passing through the shadow mask is measured as an electrical signal by the optical receiver, and the output signal is A / D-converted and converted into a percentage to display the light transmittance inspection device of the shadow mask, shadow mask 1 The interval between line image pixels for inspection using periodic arrays of shadow mask holes and the image acquisition area using transmitted and reflected light for detecting surface defects and two-side defects is an integer multiple of the shadow mask ball pitch. Image processing consisting of a part for adjusting the magnification of the line CCD camera so that defects of individual holes can be detected, and a part for detecting defects of individual holes by finite impulse response (FIR) digital filtering and clustering. Automatic shadow mask inspection device using.

제1항에 있어서, 섀도우 마스크 공의 주기적인 배열을 이용한 검사를 유한임펄스응답(F.I.R) 디지털 필터링(filtering) 출력을 이용하여 공간격의 정수배가 되도록 배율이 자동조정되는 방법.2. The method of claim 1, wherein the magnification is automatically adjusted to be an integer multiple of the spacing using a finite impulse response (F.I.R) digital filtering output for inspection using a periodic arrangement of shadow mask balls.