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KR101522877B1 - 기판 검사장치 시스템 및 기판 검사 방법 - Google Patents

기판 검사장치 시스템 및 기판 검사 방법 Download PDF

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KR101522877B1
KR101522877B1 KR1020130062871A KR20130062871A KR101522877B1 KR 101522877 B1 KR101522877 B1 KR 101522877B1 KR 1020130062871 A KR1020130062871 A KR 1020130062871A KR 20130062871 A KR20130062871 A KR 20130062871A KR 101522877 B1 KR101522877 B1 KR 101522877B1
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전문영
이남호
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주식회사 고영테크놀러지
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Abstract

기판 검사장치 시스템은 SPI 장치, 전자부품 탑재장치, AOI 장치 및 정보전달부를 포함한다. SPI 장치는 기판 상에 도포된 솔더 페이스트의 제1 3차원 정보를 획득하고, 제1 3차원 정보를 기초로 기 설정된 제1 허용범위에 따라 솔더 페이스트의 불량 여부를 검사한다. 전자부품 탑재장치는 솔더 페이스트가 도포된 기판 상에 전자부품과 솔더 페이스트가 서로 접합하도록 전자부품을 탑재한다. 그리고 AOI 장치는 전자부품과 솔더 페이스트가 접합하는 솔더 조인트의 제2 3차원 정보를 획득하고, 제2 3차원 정보를 기초로 기 설정된 제2 허용범위에 따라 전자부품 탑재의 불량 여부를 검사한다. 또한 정보전달부는 솔더 페이스트의 제1 3차원 정보를 AOI 장치에 전달하거나, 솔더 조인트의 제2 3차원 정보를 SPI 장치에 전달한다. 이에 따라, 보다 효과적인 검사조건을 설정할 수 있으며, 각 장치별 불량율을 현저하게 감소시킬 수 있다.

Description

기판 검사장치 시스템 및 기판 검사 방법{BOARD INSPECTION APPARATUS SYSTEM AND BOARD INSPECTION METHOD}
본 발명은 기판 검사장치 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 효과적인 검사조건을 설정할 수 있는 기판 검사장치 시스템 및 기판 검사 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 전자장치 내에는 적어도 하나의 인쇄회로기판(printed circuit board; PCB)이 구비되며, 이러한 인쇄회로기판 상에는 회로 패턴, 연결 패드부, 상기 연결 패드부와 전기적으로 연결된 구동칩 등 다양한 회로 소자들이 실장되어 있다.
일반적으로, 인쇄회로기판(printed circuit board, PCB) 상에 전자부품들이 실장된 실장기판은 다양한 전자 제품에 사용되고 있다. 이러한 실장기판은 베어 기판의 패드 영역에 납을 도포한 후, 전자부품의 단자들을 납 도포 영역에 결합시키는 방식으로 제조된다.
전자부품을 인쇄회로기판에 실장하기 전에는, 인쇄회로기판의 패드 영역에 납이 제대로 도포되었는지를 검사하는 솔더 페이스트 검사(solder paste inspection, SPI) 공정이 수행될 수 있다. 또한, 전자부품을 인쇄회로기판에 실장한 후에는, 상기 전자부품이 인쇄회로기판에 제대로 솔더링되어 있는지에 대한 다양한 타입의 불량을 검출하는 자동광학검사(automated optical inspection, AOI) 공정이 수행될 수 있다.
종래에는 SPI 공정은 주로 3차원 형상측정을 통하여 수행되어 왔고, AOI 공정은 주로 2차원 형상측정을 통하여 수행되어 왔으며, 양 검사방법은 서로 독립적으로 수행되어 왔다.
종래에는 SPI 공정은 주로 3차원 형상측정을 통하여 수행되어 왔고, AOI 공정은 주로 2차원 형상측정을 통하여 수행되어 왔으므로, 어느 한 검사에 의한 결과를 다른 검사에 적용하기 어려운 문제점이 있다. 그러나, 어느 한 검사 결과를 다른 검사에 활용하는 경우 보다 효과적인 검사조건을 설정하기에 유리할 수 있다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 효과적인 검사조건을 설정할 수 있는 기판 검사장치 시스템 및 기판 검사 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 예시적인 일 실시예에 따른 기판 검사장치 시스템은 제1 장치, 제2 장치, 제3 장치 및 정보전달부를 포함한다. 상기 제1 장치는 기판 상에 도포된 솔더 페이스트의 제1 3차원 정보를 획득하고, 상기 제1 3차원 정보를 기초로 기 설정된 제1 허용범위(tolerance)에 따라 상기 솔더 페이스트의 불량 여부를 검사한다. 상기 제2 장치는 상기 솔더 페이스트가 도포된 기판 상에 전자부품과 상기 솔더 페이스트가 서로 접합하도록 상기 전자부품을 탑재한다. 상기 제3 장치는 상기 전자부품과 상기 솔더 페이스트가 접합하는 솔더 조인트의 제2 3차원 정보를 획득하고, 상기 제2 3차원 정보를 기초로 기 설정된 제2 허용범위에 따라 상기 전자부품 탑재의 불량 여부를 검사한다. 상기 정보전달부는 상기 솔더 페이스트의 제1 3차원 정보를 상기 제3 장치에 전달하거나, 상기 솔더 조인트의 제2 3차원 정보를 상기 제1 장치에 전달한다.
일 실시예로, 상기 솔더 조인트의 제2 3차원 정보는 상기 솔더 조인트의 형상 정보를 포함할 수 있고, 상기 제1 장치는 상기 정보전달부로부터 전달된 상기 솔더 조인트의 형상 정보를 이용하여 상기 제1 허용범위를 수정할 수 있다. 예를 들면, 상기 솔더 페이스트의 부피 정보가 상기 제1 허용범위에 포함되는 경우로서, 상기 솔더 조인트의 형상으로부터 추출된 곡률이 상기 제2 허용범위에 포함되지 않는 경우, 상기 제1 허용범위는 기 설정된 값만큼 더 좁게 수정될 수 있다. 예를 들면, 상기 솔더 조인트의 형상으로부터 추출된 곡률이 상기 제2 허용범위에 포함되는 경우, 상기 제1 허용범위는 기 설정된 값만큼 더 넓게 수정될 수 있다.
일 실시예로, 상기 솔더 페이스트의 제1 3차원 정보는 상기 솔더 페이스트의 부피 정보를 포함할 수 있고, 상기 제3 장치는 상기 정보전달부로부터 전달된 상기 솔더 페이스트의 부피 정보를 이용하여 상기 제2 허용범위를 수정할 수 있다.
상기 정보전달부는 상기 제1 장치 및 상기 제3 장치 중 적어도 하나에 형성될 수 있다.
본 발명의 예시적인 다른 실시예에 따른 기판 검사장치 시스템은 제1 장치, 제2 장치, 제3 장치 및 정보전달부를 포함한다. 상기 제1 장치는 기판 상에 도포된 솔더 페이스트의 제1 3차원 정보를 획득하고, 상기 제1 3차원 정보를 기초로 기 설정된 제1 허용범위(tolerance)에 따라 상기 솔더 페이스트의 불량 여부를 검사한다. 상기 제2 장치는 상기 솔더 페이스트가 도포된 기판 상에 전자부품과 상기 솔더 페이스트가 서로 접합하도록 상기 전자부품을 탑재한다. 상기 제3 장치는 상기 전자부품과 상기 솔더 페이스트가 접합하는 솔더 조인트의 제2 3차원 정보를 획득하고, 상기 제2 3차원 정보를 기초로 기 설정된 제2 허용범위에 따라 상기 전자부품 탑재의 불량 여부를 검사한다. 상기 정보전달부는 상기 솔더 페이스트의 제1 3차원 정보를 상기 제3 장치에 전달하거나, 상기 솔더 조인트의 제2 3차원 정보를 상기 제1 장치에 전달한다. 상기 제1 장치는 상기 정보전달부로부터 전달된 상기 제2 3차원 정보를 이용하여 상기 제1 허용범위를 수정하거나, 상기 제3 장치는 상기 정보전달부로부터 전달된 상기 제1 3차원 정보를 이용하여 상기 제2 허용범위를 수정한다.
본 발명의 예시적인 또 다른 실시예에 따라 기판을 검사하기 위하여, 먼저 기판 상에 도포된 솔더 페이스트의 제1 3차원 정보를 획득하고, 상기 제1 3차원 정보를 기초로 기 설정된 제1 허용범위에 따라 상기 솔더 페이스트의 불량 여부를 검사한다. 이어서, 상기 솔더 페이스트가 도포된 기판 상에 전자부품과 상기 솔더 페이스트가 서로 접합하도록 상기 전자부품을 탑재한다. 다음으로, 상기 전자부품과 상기 솔더 페이스트가 접합하는 솔더 조인트의 제2 3차원 정보를 획득하고, 상기 제2 3차원 정보를 기초로 기 설정된 제2 허용범위에 따라 상기 전자부품 탑재의 불량 여부를 검사한다. 이어서, 상기 솔더 페이스트의 제1 3차원 정보와 상기 솔더 조인트의 제2 3차원 정보를 토대로 상기 제1 허용범위 및 상기 제2 허용범위 중 적어도 하나를 수정한다.
본 발명의 예시적인 또 다른 실시예에 따른 기판 검사장치 시스템은 제1 장치, 제2 장치, 데이터베이스 및 알람발생장치를 포함한다. 상기 제1 장치는 기판 상에 도포된 솔더 페이스트의 제1 3차원 정보를 획득하고, 상기 제1 3차원 정보를 기초로 기 설정된 제1 허용범위에 따라 상기 솔더 페이스트의 불량 여부를 검사한다. 상기 제2 장치는 상기 솔더 페이스트가 도포된 기판 상에 탑재되는 전자부품의 탑재의 불량 여부의 검사를 위한 제2 3차원 정보를 획득하고, 상기 제2 3차원 정보를 기초로 기 설정된 제2 허용범위에 따라 상기 전자부품 탑재의 불량 여부를 검사한다. 상기 데이터베이스는 상기 제1 장치의 제1 3차원 정보 및 상기 제2 장치의 제2 3차원 정보를 저장한다. 상기 알람발생장치는 상기 데이터베이스로부터 상기 제1 3차원 정보 및 상기 제2 3차원 정보를 전달받아서, 상기 제2 3차원 정보가 상기 제2 허용범위를 벗어나는 경우 상기 제1 허용범위를 수정하도록 알람 메시지를 발생시킨다.
일 실시예로, 상기 제1 3차원 정보는 상기 솔더 페이스트의 부피 정보를 포함할 수 있고, 상기 제2 3차원 정보는 상기 솔더 페이스트와 상기 전자부품 사이의 접합도를 정량화한 솔더 조인트의 스코어(score) 정보를 포함할 수 있다. 이때, 상기 알람발생장치는 상기 데이터베이스로부터 상기 솔더 페이스트의 부피 정보 및 상기 솔더 조인트의 스코어 정보를 전달받아, 상기 솔더 조인트의 스코어 정보가 상기 제2 허용범위를 벗어나는 경우 상기 제1 허용범위를 수정하도록 상기 알람 메시지를 발생시킨다.
일 실시예로, 상기 솔더 페이스트는 상기 전자부품에 대응하여 적어도 두 개의 지점들에서 도포될 수 있다. 이 경우, 상기 제1 3차원 정보는 상기 두 개의 지점들 각각에 대한 상기 솔더 페이스트의 부피들 사이의 차이인 부피차(volume difference) 정보를 포함할 수 있고, 상기 제2 3차원 정보는 상기 전자부품이 수평에 대하여 기울어진 정도를 나타내는 동일평면성(co-planarity) 정보를 포함할 수 있다. 이때, 상기 알람발생장치는 상기 데이터베이스로부터 상기 부피차 정보 및 상기 동일평면성 정보를 전달받아, 상기 동일평면성 정보가 상기 제2 허용범위를 벗어나는 경우 상기 제1 허용범위를 수정하도록 상기 알람 메시지를 발생시킨다.
일 실시예로, 상기 제2 장치는, 상기 전자부품이 상기 기판 상에 배치된 후, 리플로우(reflow) 과정 전에 상기 전자부품 배치 불량 여부 검사를 위한 제3 3차원 정보를 획득하고, 상기 제3 3차원 정보를 기초로 기 설정된 제3 허용범위에 따라 상기 전자부품 탑재의 불량 여부를 검사할 수 있으며, 상기 데이터베이스는 상기 제3 3차원 정보를 저장할 수 있으며, 상기 알람발생장치는, 상기 데이터베이스로부터 상기 제2 3차원 정보 및 상기 제3 3차원 정보를 전달받아서, 상기 제2 3차원 정보가 상기 제2 허용범위를 벗어나는 경우 상기 제3 허용범위를 수정하도록 알람 메시지를 발생시킬 수 있다.
본 발명의 예시적인 또 다른 실시예에 따른 기판 검사장치 시스템은 SPI 장치, 제1 AOI 장치, 제2 AOI 장치, 데이터베이스 및 알람발생장치를 포함한다. 상기 SPI 장치는 기판 상에 도포된 솔더 페이스트의 제1 3차원 정보를 획득하고, 상기 제1 3차원 정보를 기초로 기 설정된 제1 허용범위에 따라 상기 솔더 페이스트의 불량 여부를 검사한다. 상기 제1 AOI 장치는, 리플로우 과정 이후, 상기 전자 부품의 탑재 상태에 대한 제2 3차원 정보를 획득하고, 상기 제2 3차원 정보를 기초로 기 설정된 제2 허용범위에 따라 상기 전자부품의 탑재 불량 여부를 검사한다. 상기 제2 AOI 장치는, 상기 리플로우 과정 전에, 상기 전자부품의 탑재 상태에 대한 제3 3차원 정보를 획득하고, 상기 제3 3차원 정보를 기초로 기 설정된 제3 허용범위에 따라 상기 전자부품의 탑재 불량 여부를 검사한다. 상기 데이터베이스는 상기 SPI 장치의 제1 3차원 정보 및 상기 AOI 장치의 제2 및 제3 3차원 정보를 저장한다. 상기 알람발생장치는 상기 데이터베이스로부터 상기 제1 3차원 정보, 상기 제2 3차원 정보 및 상기 제3 3차원 정보를 전달받아서, 상기 제1, 제2 및 제3 3차원 정보 중 어느 한 정보가 기 설정된 허용범위를 벗어나는 경우 나머지 정보 중 적어도 하나의 허용범위를 수정하도록 알람 메시지를 발생시킨다.
일 실시예로, 상기 알람발생장치는, 상기 데이터베이스로부터 상기 제1 3차원 정보 및 상기 제3 3차원 정보를 전달받아서, 상기 제3 3차원 정보가 상기 제3 허용범위를 벗어나는 경우 상기 제1 허용범위를 수정하도록 알람 메시지를 발생시킬 수 있다.
일 실시예로, 상기 알람발생장치는, 상기 데이터베이스로부터 상기 제2 3차원 정보 및 상기 제3 3차원 정보를 전달받아서, 상기 제2 3차원 정보가 상기 제2 허용범위를 벗어나는 경우 상기 제3 허용범위를 수정하도록 알람 메시지를 발생시킬 수 있다.
일 실시예로, 상기 제1 3차원 정보는 상기 솔더 페이스트가 형성되어야 할 위치로부터 벗어난 정도를 나타내는 솔더 페이스트의 오프셋 정보를 포함할 수 있고, 상기 제3 3차원 정보는 상기 전자부품을 탑재하고 리플로우 공정을 수행하기 전에, 상기 전자부품이 탑재되어야 할 위치로부터 벗어난 정도를 나타내는 전자부품의 전-오프셋 정보를 포함할 수 있다. 이때, 상기 알람발생장치는, 상기 데이터베이스로부터 상기 솔더 페이스트의 오프셋 정보 및 상기 전-오프셋 정보를 전달받아서, 상기 전-오프셋 정보가 상기 제3 허용범위를 벗어나는 경우 상기 제1 허용범위를 수정하도록 알람 메시지를 발생시킬 수 있다.
일 실시예로, 상기 제2 3차원 정보는 상기 전자부품을 탑재하고 리플로우 공정을 수행한 후에 상기 전자부품이 장착되어야 할 위치로부터 벗어난 정도를 나타내는 전자부품의 후-오프셋 정보를 포함할 수 있으며, 상기 제3 3차원 정보는 상기 전자부품을 탑재하고 리플로우 공정을 수행하기 전에, 상기 전자부품이 탑재되어야 할 위치로부터 벗어난 정도를 나타내는 전자부품의 전-오프셋 정보를 포함할 수 있다. 이때, 상기 알람발생장치는, 상기 데이터베이스로부터 상기 전-오프셋 정보 및 상기 후-오프셋 정보를 전달받아서, 상기 후-오프셋 정보가 상기 제2 허용범위를 벗어나는 경우 상기 제3 허용범위를 수정하도록 알람 메시지를 발생시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, SPI 장치와 AOI 장치에서 각각 3차원 정보를 획득하고 획득된 각각의 3차원 정보를 서로 교환함으로써, SPI 장치와 AOI 장치 사이에 검사결과를 공유할 수 있다.
구체적으로, SPI 장치 및 AOI 장치에서 솔더 페이스트의 3차원 정보 및 솔더 조인트의 3차원 정보를 각각 획득하고, 획득된 3차원 정보를 서로 교환하여 어느 한 검사결과를 다른 검사에 활용함으로써, 양 장치의 검사조건을 보다 효과적인 검사조건으로 적용할 수 있다.
또한, SPI 장치와 AOI 장치의 3차원 측정 결과들을 데이터베이스에 저장하고, 알람발생장치가 상기 데이터베이스로부터 3차원 정보를 전달받아 어느 한 검사결과가 허용범위를 벗어나는 경우 다른 검사에 알람 메시지를 발생시킴으로써, 자동 또는 수동으로 검사조건을 보다 효과적으로 수정할 수 있다.
즉, SPI 장치와 AOI 장치 간 연동을 통하여 각 장치에서 획득된 검사 결과 정보를 서로 교환함으로써, 각 장치에 설정된 불량 여부 허용 범위를 좁히거나 넓히는 등의 유연한 조절을 수행하여, SPI 및 AOI 검사 시 발생할 수 있는 다양한 가성에러를 획기적으로 줄일 수 있다는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 기판 검사장치 시스템을 나타낸 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 의한 기판 검사장치 시스템을 나타낸 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 기판 검사장치 시스템을 나타낸 블럭도이다.
도 4 및 도 5는 도 3의 기판 검사장치 시스템이 알람 메시지를 발생시키는 일 실시예를 나타낸 그래프들이다.
도 6 및 도 7은 도 3의 기판 검사장치 시스템이 알람 메시지를 발생시키는 다른 실시예를 나타낸 그래프들이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 기판 검사장치 시스템을 나타낸 블럭도이다.
도 9는 도 8의 기판 검사장치 시스템이 알람 메시지를 발생시키는 일 실시예를 나타낸 개념도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 기판 검사장치 시스템을 나타낸 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 검사장치 시스템(100)은 솔더 페이스트 검사(solder paste inspection, SPI) 장치(110), 전자부품 탑재장치(mounter)(120), 리플로우(reflow)(도시되지 않음), 자동 광학 검사(automated optical inspection, AOI) 장치(130) 및 정보전달부(140) 등을 포함할 수 있다.
상기 기판 검사장치 시스템(100)은, 예를 들면, 인쇄회로기판(printed circuit board, PCB)과 같은 기판을 전달받아서 상기 기판의 불량 여부를 검사한다. 상기 기판 검사장치 시스템(100)은 상기 기판을 전달받은 후, 상기 SPI 장치(110)를 이용하여 솔더 페이스트가 제대로 도포되어 있는지를 검사하여 1차적으로 불량 여부를 검사한다. 이어서, 솔더 페이스트가 도포된 상기 기판 상에 상기 전자부품 탑재장치(120)를 이용하여 전자부품을 탑재한 후, 예를 들면 리플로우 장비를 이용한 리플로우 공정을 통해 상기 기판 상에 도포된 솔더 페이스트를 용융시켜 상기 전자부품을 상기 기판에 장착할 수 있다. 다음으로, 기판에 형성된 상기 전자부품을 상기 AOI 장치(130)를 이용하여 상기 전자부품이 상기 기판에 제대로 장착되어 있는지를 검사하여 2차적으로 불량 여부를 검사한다.
이와 같이, 상기 AOI 장치(130)는 기본적으로 리플로우 공정 이후에 배치되어 기판에 장착된 전자부품의 불량 여부를 검사하는 것으로서, 상기 전자부품 탑재장치(120)와 상기 리플로우 사이에 배치되거나, 리플로우 공정 전단 및 후단에 각각 배치될 수도 있다.
도 1에 도시된 블럭 화살표는 상기 SPI 장치(110), 상기 전자부품 탑재장치(120) 및 상기 AOI 장치(130)를 거치는 기판의 흐름을 나타낸다.
이하, 상기 기판 검사장치 시스템(100)을 보다 구체적으로 설명한다.
상기 SPI 장치(110)는 기판 상에 도포된 솔더 페이스트의 제1 3차원 정보를 획득하고, 상기 제1 3차원 정보를 기초로 기 설정된 제1 허용범위(tolerance)에 따라 상기 솔더 페이스트의 불량 여부를 검사한다.
일 실시예로, 상기 SPI 장치(110)는 기판의 패드(pad) 상에 외부 전자부품을 실장하기 위하여 형성된 솔더 페이스트의 3차원 형상을 측정하여 상기 제1 3차원 정보를 획득한다. 상기 제1 3차원 정보는, 예를 들면, 솔더 페이스트의 3차원 형상, 부피, 높이, 넓이, 무게중심 및 편심량 등을 포함할 수 있으며, 상기 제1 3차원 정보는 기판 및 솔더 페이스트의 2차원 정보도 포함할 수 있다.
예를 들면, 상기 제1 허용범위는 상기 솔더 페이스트의 미납, 과납 및 냉납을 판단하기 위한 솔더 페이스트의 부피의 범위일 수 있다. 이와는 다르게, 상기 제1 허용범위는 상기 솔더 페이스트의 위치 불량을 판단하기 위한 위치의 범위, 브릿지 불량을 판단하기 위한 브릿지 형상의 범위 등을 포함할 수도 있다.
상기 전자부품 탑재장치(120)는 상기 솔더 페이스트가 도포된 기판 상에 전자부품과 상기 솔더 페이스트가 서로 접합하도록 상기 전자부품을 탑재한다.
상기 AOI 장치(130)는 상기 전자부품과 상기 솔더 페이스트가 접합하는 솔더 조인트의 제2 3차원 정보를 획득하고, 상기 제2 3차원 정보를 기초로 기 설정된 제2 허용범위에 따라 상기 전자부품 탑재의 불량 여부를 검사한다.
상기 AOI 장치(130)는 전자부품 탑재의 불량 여부를 검사하되, 3차원 정보를 획득한 후 획득된 상기 3차원 정보를 이용하여 전자부품 탑재의 불량 여부를 검사한다. 일 실시예로, 상기 AOI 장치(130)는 기판 상에 탑재된 전자부품과 솔더 조인트의 3차원 형상을 측정하여 상기 제2 3차원 정보를 획득한다. 상기 제2 3차원 정보는, 예를 들면, 전자부품의 3차원 오프셋(offset) 정보, 솔더 조인트의 3차원 형상 및 위치에 따른 곡률 정보 등을 포함할 수 있으며, 상기 제2 3차원 정보는 기판 및 전자부품에 대한 2차원 정보도 포함할 수 있다.
예를 들면, 상기 제2 허용범위는 전자 부품의 실장 위치 불량을 판단하기 위한 오프셋 범위와, 상기 솔더 조인트 형상에서 리드 들뜸, 솔더 필렛(fillet)의 불량 등을 판단하기 위한 솔더 조인트의 형상의 범위일 수 있다. 또한, 상기 제2 허용범위는 상기 솔더 조인트의 위치에 따른 곡률의 범위를 포함할 수 있다.
상기 정보전달부(140)는 상기 솔더 페이스트의 제1 3차원 정보를 상기 AOI 장치(130)에 전달하거나, 상기 솔더 조인트의 제2 3차원 정보를 상기 SPI 장치(110)에 전달할 수 있다.
상기 SPI 장치(110)는 상기 정보전달부(140)로부터 전달된 상기 제2 3차원 정보를 이용하여 상기 제1 허용범위를 수정할 수 있다.
일 실시예로, 상기 솔더 조인트의 제2 3차원 정보는 상기 솔더 조인트의 형상 정보를 포함할 수 있고, 상기 SPI 장치(110)는 상기 정보전달부(140)로부터 전달된 상기 솔더 조인트의 형상 정보를 이용하여 상기 제1 허용범위를 수정할 수 있다. 이때, 상기 솔더 조인트의 형상으로부터 추출된 곡률 정보에 따라 상기 제1 허용범위가 수정될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 허용범위가 상기 솔더 페이스트의 부피의 범위로 설정될 때, 상기 솔더 조인트가 바람직한 곡률을 형성하는 경우, 솔더 페이스트의 부피가 다소 적더라도 정상일 가능성이 높으므로, 상기 제1 허용범위인 부피의 범위는 보다 넓게 수정될 수 있다.
즉, 상기 제1 허용범위 수정 방식은 기 설정된 값 만큼 단계별로 넓게 수정하거나 좁게 수정할 수 있으며, 이는 SPI 장치(110)에서 자동 제어하거나, 수정 범위 정보를 운용자에게 디스플레이함으로써, 운용자가 직접 제어할 수도 있다.
또한, 상기 AOI 장치(130)는 상기 정보전달부(140)로부터 전달된 상기 제1 3차원 정보를 이용하여 상기 제2 허용범위를 수정할 수도 있다.
일 실시예로, 상기 솔더 페이스트의 제1 3차원 정보는 상기 솔더 페이스트의 부피 정보를 포함할 수 있고, 상기 AOI 장치(130)는 상기 정보전달부(140)로부터 전달된 상기 솔더 페이스트의 부피 정보를 이용하여 상기 제2 허용범위를 수정할 수 있다. 예를 들면, 상기 솔더 페이스트의 바람직한 것으로 인정되는 부피의 범위를 미리 설정하여 상기 제1 3차원 정보의 부피 정보가 상기 미리 설정된 부피의 범위에 해당하며, 들뜸이 발생하지 않은 상태에서는 상기 솔더 조인트의 형상이 다소 정상에서 벗어나더라도 정상일 가능성이 높으므로, 상기 제2 허용범위는 보다 넓게 수정될 수 있다.
즉, 상기 제2 허용범위 수정 방식은 기 설정된 값 만큼 단계별로 넓게 수정하거나 좁게 수정할 수 있으며, 이는 상기 AOI 장치(130)에서 자동 제어하거나, 수정 범위 정보를 운용자에게 디스플레이함으로써, 운용자가 직접 제어할 수도 있다.
일 실시예로, 상기 정보전달부(140)는 상기 SPI 장치(110) 및 상기 AOI 장치(130) 중 적어도 하나에 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 정보전달부(140)는 제1 정보전달부(142) 및 제2 정보전달부(144)를 포함할 수 있다. 상기 제1 정보전달부(142)는 상기 SPI 장치(110)에 형성되고, 상기 제2 정보전달부(144)는 상기 AOI 장치(130)에 형성될 수 있다. 이때, 상기 제1 정보전달부(142)는 상기 SPI 장치(110)를 구동하기 위한 중앙처리유닛(central processing unit, CPU) 또는 제어유닛에 포함될 수 있으며, 상기 제2 정보전달부(144)는 상기 AOI 장치(130)를 구동하기 위한 중앙처리유닛 또는 제어유닛에 포함될 수 있다.
도 1에 도시된 실선 화살표는 상기 SPI 장치(110) 및 상기 AOI 장치(130) 사이에서 상기 솔더 페이스트의 제1 3차원 정보 및 상기 솔더 조인트의 제2 3차원 정보를 상호 전달하는 정보전달신호의 흐름을 나타낸다.
이와는 다르게, 상기 정보전달부(140)는 상기 SPI 장치(110) 및 상기 AOI 장치(130)와는 별도의 장치로 형성될 수도 있다.
한편, 전자부품 탑재장치(120)에도 SPI 장치(110) 및 AOI 장치(130)에 포함된 정보전달부(도시하지 않음)가 포함될 수 있다. 전자부품 탑재장치(120)의 정보 전달부에는 각 전자 부품의 탑재를 위한 부품별 이동 제어 정보를 포함할 수 있으며, 이는 전자부품 탑재장치(120)를 구동하기 위한 중앙처리유닛 또는 제어유닛에 포함될 수 있다.
이에 AOI 장치(130)에서는 전자부품 탑재장치(120)로부터 기판 이송 시 전자부품 탑재장치(120)의 정보전달부를 통해 이송된 기판 정보 및 각 부품별 이동 제어 정보를 수신할 수 있다. 즉, AOI 장치(130)에서는 각 부품별 이동 제어 정보를 통해 기판 내 각 위치에 어떤 부품이 기 설정된 거리만큼 이동되어 탑재되었는지 여부를 확인할 수 있으며, 기 설정된 전자부품 오프셋 정보를 토대로 위치 틀어짐 불량이 발생하는 경우로서, 판단결과 전자부품 탑재장치(120)의 부품 이동 제어가 필요한 경우에는 전자부품 탑재장치(120)로 부품 이동 제어 요청 메시지(이동 제어 명령을 포함할 수 있음)를 송부할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 의한 기판 검사장치 시스템을 나타낸 블럭도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 검사장치 시스템(102)은 SPI 장치(112), 전자부품 탑재장치(120), AOI 장치(132) 및 정보전달부(150)를 포함하며, 상기 기판 검사장치 시스템(102)은 상기 정보전달부(150)가 SPI 장치, 전자부품 탑재장치 및 AOI 장치에서 분리되어 형성되는 것을 제외하면, 도 1에 도시된 기판 검사장치 시스템(100)과 실질적으로 동일하므로, 중복되는 상세한 설명은 생략한다.
상기 정보전달부(150)는 상기 SPI 장치(112), 전자부품 탑재장치(120) 및 상기 AOI 장치(132)와는 별도의 장치로 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 정보전달부(150)는 상기 SPI 장치(112), 상기 전자부품 탑재장치(120) 및 상기 AOI 장치(132)와는 별도의 중앙처리유닛 또는 제어유닛을 가질 수 있으며, 상기 SPI 장치(112), 상기 전자부품 탑재장치(120) 및 상기 AOI 장치(132)와 분리 및 결합이 가능할 수 있다.
그리고 정보전달부(150)에는 각 장비(예컨대, SPI 장치(112), 전자부품 탑재장치(120) 및 AOI 장치(132))의 제1,2 허용범위 정보 및 부품 이동 제어 정보를 포함할 수 있으며, 상기 제1,2 허용범위 및 부품 이동 제어 정보를 기 설정된 단계별로 수정한 후, 수정된 정보를 각 장비로 전송할 수도 있다. 이를 통해 각 장비 별 제어 없이 정보전달부(150)에서 각 장비의 불량 검출 조건의 허용 범위를 통합 제어할 수도 있다.
한편, 도 2에 도시된 실선 화살표는 상기 SPI 장치(112) 및 상기 AOI 장치(132) 사이에서 상기 솔더 페이스트의 제1 3차원 정보 및 상기 솔더 조인트의 제2 3차원 정보를 상호 전달하는 정보전달신호의 흐름을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 기판 검사장치 시스템을 나타낸 블럭도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 검사장치 시스템(200)은 SPI 장치(210), AOI 장치(220), 데이터베이스(230) 및 알람발생장치(240) 등을 포함할 수 있다.
상기 기판 검사장치 시스템(200)은, 예를 들면, 인쇄회로기판(printed circuit board, PCB)과 같은 기판을 전달받아서 상기 기판의 불량 여부를 검사한다. 상기 기판 검사장치 시스템(200)은 상기 기판을 전달받은 후, 상기 SPI 장치(210)를 이용하여 솔더 페이스트가 제대로 도포되어 있는지를 검사하여 1차적으로 불량 여부를 검사한다. 이어서, 솔더 페이스트가 도포된 상기 기판 상에 전자부품을 탑재한 후, 예를 들면 리플로우 장비를 이용한 리플로우 공정을 통해 상기 기판 상에 도포된 솔더 페이스트를 용융시켜 상기 전자부품을 상기 기판에 장착할 수 있다. 다음으로, 기판에 형성된 상기 전자부품을 상기 AOI 장치(220)를 이용하여 상기 전자부품이 상기 기판에 제대로 장착되어 있는지를 검사하여 2차적으로 불량 여부를 검사한다.
이와 같이, 상기 AOI 장치(220)는 기본적으로 리플로우 공정 이후에 배치되어 기판에 장착된 전자부품의 불량 여부를 검사할 수 있다.
도 3에 도시된 블럭 화살표는 상기 SPI 장치(210) 및 상기 AOI 장치(220)를 거치는 기판의 흐름을 나타낸다.
이하, 상기 기판 검사장치 시스템(200)을 보다 구체적으로 설명한다.
상기 SPI 장치(210)는 기판 상에 도포된 솔더 페이스트의 제1 3차원 정보를 획득하고, 상기 제1 3차원 정보를 기초로 기 설정된 제1 허용범위에 따라 상기 솔더 페이스트의 불량 여부를 검사한다. 상기 SPI 장치(210)는 도 1 및 도 2에 도시된 SPI 장치(110)와 실질적으로 동일하므로, 중복되는 상세한 설명은 생략한다.
한편, 상기 솔더 페이스트는 상기 전자부품에 대응하여 적어도 두 개의 지점들에서 도포될 수 있고, 이 경우 상기 제1 3차원 정보는 상기 두 개의 지점들 각각에 대한 상기 솔더 페이스트의 부피들 사이의 차이인 부피차(volume difference) 정보를 포함할 수 있다.
상기 SPI 장치(210)를 이용하여 솔더 페이스트의 불량 여부를 검사한 후에는, 도 1 및 도 2에서 설명된 상기 전자부품 탑재장치(120)와 같은 장비를 이용하여 상기 솔더 페이스트가 도포된 기판 상에 전자부품과 상기 솔더 페이스트가 서로 접합하도록 상기 전자부품을 탑재한다.
상기 AOI 장치(220)는 상기 솔더 페이스트가 도포된 기판 상에 탑재되는 전자부품의 탑재의 불량 여부의 검사를 위한 제2 3차원 정보를 획득하고, 상기 제2 3차원 정보를 기초로 기 설정된 제2 허용범위에 따라 상기 전자부품 탑재의 불량 여부를 검사한다. 상기 AOI 장치(220)는 도 1 및 도 2에 도시된 AOI 장치(130)와 실질적으로 동일하므로, 중복되는 상세한 설명은 생략한다.
한편, 상기 제2 3차원 정보는 상기 솔더 페이스트와 상기 전자부품 사이의 접합도를 정량화한 솔더 조인트의 스코어(score) 정보를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 솔더 페이스트와 전자부품 사이의 접합도란 상기 솔더 페이스트가 도포된 기판 위에 상기 전자부품이 탑재될 때, 상기 전자부품의 리드가 상기 솔더 페이스트에 얼마나 많이 접합되는지를 나타낸 것으로, 이를 정량화하여 상기 솔더 조인트의 스코어를 설정할 수 있다.
또한, 상기 솔더 페이스트는 상기 전자부품에 대응하여 적어도 두 개의 지점들에서 도포될 수 있고, 이 경우 상기 제2 3차원 정보는 상기 전자부품이 수평에 대하여 기울어진 정도를 나타내는 동일평면성(co-planarity) 정보를 포함할 수 있다. 상기 동일평면성 정보는, 예를 들면, 상기 전자부품 양단의 높이차 정보, 상기 전자부품 상면의 기울기 정보 등을 포함할 수 있으므로, 동일한 전자부품 별 기울기 정보의 비교를 수행할 수 있다.
상기 데이터베이스(230)는 상기 SPI 장치(210)의 제1 3차원 정보 및 상기 AOI 장치(220)의 제2 3차원 정보를 저장한다.
상기 알람발생장치(240)는 상기 데이터베이스(230)로부터 상기 제1 3차원 정보 및 상기 제2 3차원 정보를 전달받아서, 상기 제2 3차원 정보가 상기 제2 허용범위를 벗어나는 경우 상기 제1 허용범위를 수정하도록 알람 메시지(alarm message)를 발생시킨다. 예를 들면, 상기 제1 3차원 정보가 제1 허용범위 내에 존재하여, 상기 기판 상에 도포된 솔더 페이스트가 양호로 판단된 경우라도, 상기 제2 3차원 정보가 제2 허용범위 밖에 존재하게 되어 상기 전자부품이 탑재된 후의 솔더 조인트, 부품의 배치형태 등이 불량으로 판단되는 경우에는, 상기 알람 메시지를 발생시켜 SPI 장치(210)로 전송할 수 있다.
알람 메시지를 수신한 SPI 장치(210)의 중앙처리유닛 또는 제어유닛에서는 기 설정된 값만큼 단계별로 제1 허용범위를 넓게 수정하거나 좁게 수정할 수 있으며, 이는 SPI 장치(210)에서 자동 제어하거나, 수정 범위 정보를 운용자에게 디스플레이함으로써, 운용자가 직접 제어할 수도 있다.
일 실시예로, 상기 알람발생장치(240)는 상기 데이터베이스(230)로부터 상기 솔더 페이스트의 부피 정보 및 상기 솔더 조인트의 스코어 정보를 전달받아서, 상기 솔더 조인트의 스코어 정보가 상기 제2 허용범위를 벗어나는 경우 상기 제1 허용범위를 수정하도록 알람 메시지를 발생시킬 수 있다.
이에 발생된 알람 메시지는 SPI 장치(210)로 전송되어 SPI 장치(210)에서는 상기 제1 허용범위를 기 설정된 단계에서 한 단계 아래의 좁은 범위로 설정할 수 있다.
도 4 및 도 5는 도 3의 기판 검사장치 시스템이 알람 메시지를 발생시키는 일 실시예를 나타낸 그래프들이다.
도 4의 그래프의 세로축은 상기 제1 3차원 정보에 대응하는 솔더 페이스트의 부피 정보(V)를 나타내고, 도 5의 그래프의 세로축은 상기 제2 3차원 정보에 대응하는 솔더 조인트의 스코어 정보(S)를 나타낸다. 도 4 및 도 5의 가로축은 여러 가지 사례(Case)들을 나타낸다. 구체적으로, 상기 사례들은, 전자부품의 솔더 페이스트 혹은 조인트들 중 어느 하나에 대하여 여러 기판들에 대해 검사된 결과들을 나타낼 수도 있고, 전자부품의 솔더 페이스트 혹은 조인트들에 대하여 여러 기판들에 대해 검사된 결과들을 나타낼 수도 있으며, 솔더 페이스트 혹은 조인트들의 평균에 대하여 여러 기판들에 대해 검사된 결과들을 나타낼 수도 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 SPI 장치(210)에 의하여 기판을 검사한 결과 솔더 페이스트의 부피들이 제1 허용범위(TL1) 내에서 존재하지만, 상기 AOI 장치(220)에 의하여 기판을 검사한 결과 솔더 조인트의 스코어들은 제2 허용범위(TL2)를 벗어난다. 따라서, 상기 SPI 장치(210)에 의하여 양호로 판단된 기판이더라도 상기 AOI 장치(220)에 의하여 불량으로 판단될 수 있음을 알 수 있다. 즉, 솔더 페이스트의 도포량이 적절하여 솔더 페이스트의 도포가 양호로 판단된 경우에도, 실제로 기판에 전자부품을 탑재한 후의 솔더 조인트의 형태가 부적절하여 상기 전자부품의 탑재는 불량으로 판단될 수 있다.
이 경우, 상기 알람발생장치(240)는 상기 데이터베이스(230)로부터 상기 솔더 페이스트의 부피 정보 및 상기 솔더 조인트의 스코어 정보를 전달받아서, 상기 솔더 조인트의 스코어 정보가 상기 제2 허용범위(TL2)를 벗어나는 경우 알람 메시지를 발생시킴으로써, 상기 제1 허용범위(TL1)를 보다 좁은 범위인 수정-제1 허용범위(TL1')로 수정하도록 할 수 있다.
이와 같이, 상기 제1 허용범위(TL1)를 수정-제1 허용범위(TL1')로 수정하면, 이후 상기 SPI 장치(210)에서 수정-제1 허용범위(TL1')를 기준으로 솔더 페이스트의 부피에 대해 불량 없이 이송된 솔더 페이스트 기판에 대해 상기 AOI 장치(220)에서 솔더 조인트의 스코어 정보가 제2 허용범위(TL2) 안에 포함될 수 있으므로 불량 기판을 사전에 방지할 수 있다.
도 6 및 도 7은 도 3의 기판 검사장치 시스템이 알람 메시지를 발생시키는 다른 실시예를 나타낸 그래프들이다.
도 6에 도시한 그래프의 세로축은, 상기 솔더 페이스트가 전자부품에 대응하여 적어도 두 개의 지점들에서 도포된 경우, 상기 제1 3차원 정보에 대응하는 솔더 페이스트의 부피차 정보(VD)를 나타내고, 도 7의 그래프의 세로축은 상기 제2 3차원 정보에 대응하는 전자부품의 동일평면성 정보(C)를 나타낸다. 도 6 및 도 7의 가로축은 여러 가지 사례(Case)들을 나타낸다.
구체적으로, 상기 사례들은, 전자부품의 솔더 페이스트들 혹은 전자부품들 중 어느 하나에 대하여 여러 기판들에 대해 검사된 결과들을 나타낼 수도 있고, 전자부품의 솔더 페이스트들 혹은 전자부품들에 대하여 여러 기판들에 대해 검사된 결과들을 나타낼 수도 있으며, 솔더 페이스트들 혹은 전자부품들의 평균에 대하여 여러 기판들에 대해 검사된 결과들을 나타낼 수도 있다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 SPI 장치(210)에 의하여 기판을 검사한 결과 적어도 두 지점들 사이의 솔더 페이스트의 부피차가 제1 허용범위(TL1) 내에서 존재하지만, 상기 AOI 장치(220)에 의하여 기판을 검사한 결과 전자부품의 동일평면성은 제2 허용범위(TL2)를 벗어난다. 따라서, 상기 SPI 장치(210)에 의하여 양호로 판단된 기판이더라도 상기 AOI 장치(220)에 의하여 불량으로 판단될 수 있음을 알 수 있다. 즉, 상기 적어도 두 지점들에 도포된 솔더 페이스트의 부피차가 적절하여 솔더 페이스트의 도포가 양호로 판단된 경우에도, 실제로 기판에 전자부품을 탑재한 후의 동일평면성이 부적절하여 상기 전자부품의 탑재 상태에 대해서는 불량으로 판단될 수 있다.
이 경우, 상기 알람발생장치(240)는 상기 데이터베이스(230)로부터 상기 부피차 정보 및 상기 동일평면성 정보를 전달받아서, 상기 동일평면성 정보가 상기 제2 허용범위(TL2)를 벗어나는 경우 알람 메시지를 발생시킴으로써, 상기 제1 허용범위(TL1)를 보다 좁은 범위인 수정-제1 허용범위(TL1')로 수정하도록 할 수 있다.
한편, 상기 수정 작업은, 기 설정된 값만큼 단계별로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 수정 작업은, 상기 SPI 장치(210)에서 자동 제어될 수 있도록 하거나, 사용자에게 정보를 제공함으로써 사용자가 직접 제어할 수도 있다.
이와 같이, 상기 제1 허용범위(TL1)를 수정-제1 허용범위(TL1')로 수정하면, 이후 상기 SPI 장치(210)에서 수정-제1 허용범위(TL1')를 기준으로 솔더 페이스트의 부피차에 대한 불량 없이 이송된 솔더 페이스트 기판에 대해 상기 AOI 장치(220)에서 동일평면성 정보가 상기 제2 허용범위(TL2) 안에 포함될 수 있으므로 불량율을 감소시킬 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 기판 검사장치 시스템을 나타낸 블럭도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 검사장치 시스템(202)은 SPI 장치(210), 제1 AOI 장치(222), 제2 AOI 장치(224), 데이터베이스(230) 및 알람발생장치(240) 등을 포함할 수 있다.
도 8에 도시된 기판 검사장치 시스템(202)은 전자부품 탑재 후, 리플로우 과정을 수행하기 전에 불량 여부를 추가적으로 검사할 수 있는 제2 AOI 장치(224)를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 기판 검사장치 시스템(202)은, 예를 들면, 인쇄회로기판(printed circuit board, PCB)과 같은 기판을 전달받아서 상기 기판의 불량 여부를 검사한다. 상기 기판 검사장치 시스템(202)은 상기 기판을 전달받은 후, 상기 SPI 장치(210)를 이용하여 솔더 페이스트가 제대로 도포되어 있는지를 검사하여 1차적으로 불량 여부를 검사한다. 이어서, 솔더 페이스트가 도포된 상기 기판 상에 예를 들어, 전자부품 탑재장치를 통해 전자부품을 탑재한 후, 상기 제2 AOI 장치(224)를 이용하여 전자부품이 솔더 페이스트 위에 제대로 위치하는지를 검사하여 2차적으로 불량 여부를 검사한다.
다음으로, 예를 들면 리플로우 장비를 이용한 리플로우 공정을 통해 상기 기판 상에 도포된 솔더 페이스트를 용융시켜 상기 전자부품을 상기 기판에 장착한 후, 기판에 형성된 상기 전자부품을 상기 제1 AOI 장치(222)를 이용하여 상기 전자부품이 상기 기판에 제대로 장착되어 있는지를 검사하여 3차적으로 불량 여부를 검사한다.
이와 같이, 상기 제2 AOI 장치(224)는 리플로우 공정 전단에 배치되어 상기 기판에 대하여 검사할 수 있다. 한편, 상기 제1 및 제2 AOI 장치(222, 224)들은 실질적으로 동일한 장치를 리플로우 공정 전단 및 후단에 각각 배치하여 사용할 수도 있고, 동일한 장치를 기판의 흐름을 제어하여 리플로우 공정 전 및 후에 중복적으로 활용할 수도 있다.
도 8에 도시된 블럭 화살표는 상기 SPI 장치(210), 상기 제1 AOI 장치(222) 및 상기 제2 AOI 장치(224)를 거치는 기판의 흐름을 나타낸다.
이하, 상기 기판 검사장치 시스템(202)을 보다 구체적으로 설명한다.
상기 SPI 장치(210)는 기판 상에 도포된 솔더 페이스트의 제1 3차원 정보를 획득하고, 상기 제1 3차원 정보를 기초로 기 설정된 제1 허용범위에 따라 상기 솔더 페이스트의 불량 여부를 검사한다. 상기 SPI 장치(210)는 도 1 및 도 2에 도시된 SPI 장치(110)와 실질적으로 동일하므로, 중복되는 상세한 설명은 생략한다.
한편, 상기 제1 3차원 정보는 솔더 페이스트가 형성되어야 할 위치로부터 벗어난 정도를 나타내는 솔더 페이스트의 오프셋(offset) 정보를 포함할 수 있다. 이와는 다르게, 상기 제1 3차원 정보는 단순히 솔더 페이스트가 형성된 솔더 페이스트의 위치 정보일 수도 있다. 상기 솔더 페이스트의 오프셋 정보 및 상기 솔더 페이스트의 위치 정보는 상기 솔더 페이스트의 형상 정보로부터 획득될 수 있다.
상기 제1 AOI 장치(222)는 상기 솔더 페이스트가 도포된 기판 상에 탑재되는 전자부품의 탑재의 불량 여부의 검사를 위한 3차원 정보를 획득하되, 리플로우 과정을 수행한 후에 측정된 제2 3차원 정보를 획득하여, 상기 제2 3차원 정보를 기초로 기 설정된 제2 허용범위에 따라 상기 전자부품 탑재의 불량 여부를 검사한다. 상기 제1 AOI 장치(222)는 도 3에 도시된 AOI 장치(220)와 실질적으로 동일하므로, 중복되는 상세한 설명은 생략한다.
한편, 상기 제2 3차원 정보는, 상기 전자부품을 탑재하고 리플로우 공정을 수행한 후에, 상기 전자부품이 장착되어야 할 위치로부터 벗어난 정도를 나타내는 전자부품의 후-오프셋 정보를 포함할 수 있다. 이와는 다르게, 상기 제2 3차원 정보는 단순히 전자부품이 장착된 전자부품의 후-위치 정보일 수도 있다. 상기 전자부품의 후-오프셋 정보나 상기 전자부품의 후-위치 정보는 상기 전자부품의 형상 정보(예컨대, 기 입력 받은 캐드 데이터 혹은 전자부품 탑재장치로부터 전달 받은 전자부품 탑재 정보 등)로부터 획득될 수 있다.
상기 제2 AOI 장치(224)는 솔더 페이스트가 도포된 상태의 기판에 전자 부품이 탑재된 상태에서 상기 리플로우 과정을 수행하기 전에 측정된 제3 3차원 정보를 획득하여, 상기 제3 3차원 정보를 기초로 기 설정된 제3 허용범위에 따라 상기 전자부품 탑재의 불량 여부를 검사한다. 상기 제2 AOI 장치(224)는 상기 제1 AOI(222) 장치와 실질적으로 동일한 장치가 채용될 수 있다.
한편, 상기 제3 3차원 정보는, 상기 전자부품을 탑재하고 리플로우 공정을 수행하기 전에, 상기 전자부품이 탑재되어야 할 위치로부터 벗어난 정도를 나타내는 전자부품의 전-오프셋 정보를 포함할 수 있다. 이와는 다르게, 상기 제3 3차원 정보는 단순히 전자부품이 탑재된 전자부품의 전-위치 정보일 수도 있다. 상기 전자부품의 전-오프셋 정보나 상기 전자부품의 전-위치 정보는 상기 전자부품의 형상 정보(예컨대, 기 입력 받은 캐드 데이터 혹은 전자부품 탑재장치로부터 전달받은 전자부품 탑재 정보 등)로부터 획득될 수 있다.
상기 데이터베이스(230)는 상기 SPI 장치(210)의 제1 3차원 정보, 상기 제1 AOI 장치(222)의 제2 3차원 정보 및 상기 제2 AOI 장치(224)의 제3 3차원 정보를 저장한다.
상기 알람발생장치(240)는 상기 데이터베이스(230)로부터 상기 제1 3차원 정보, 상기 제2 3차원 정보 및 상기 제3 3차원 정보를 전달받아서, 상기 제1, 제2 및 제3 3차원 정보 중 어느 한 정보가 기 설정된 허용범위를 벗어나는 경우 나머지 정보 중 적어도 하나의 허용범위를 수정하도록 알람 메시지를 발생시킨다.
일 실시예로, 상기 알람발생장치(240)는 상기 제3 3차원 정보가 상기 제3 허용범위를 벗어나는 경우 상기 제1 허용범위를 수정하도록 알람 메시지를 발생시켜 SPI 장치(210)로 전송시킬 수 있다.
예를 들면, 상기 제1 3차원 정보가 제1 허용범위 내에 존재하여 솔더 페이스트의 형성이 양호로 판단된 경우라도, 상기 제3 3차원 정보가 제3 허용범위 밖에 존재하게 되어 리플로우 공정 전의 상기 전자부품의 탑재 상태가 불량으로 판단되는 경우에는, 상기 알람 메시지를 발생시킴으로써 상기 제1 허용범위를 보다 좁은 범위로 수정하도록 SPI 장치(210) 및 상기 SPI 장치(210) 운용자에게 정보를 제공할 수 있다.
일 실시예로, 상기 알람발생장치(240)는 상기 데이터베이스(230)로부터 솔더 페이스트의 오프셋 정보 및 리플로우 공정 전의 전자부품의 전-오프셋 정보를 전달받아서, 상기 전자부품의 전-오프셋 정보가 상기 제3 허용범위를 벗어나는 경우 상기 제1 허용범위를 수정하도록 알람 메시지를 발생시킬 수 있다.
이와는 다르게, 상기 알람발생장치(240)는 상기 제2 3차원 정보가 상기 제2 허용범위를 벗어나는 경우 상기 제3 허용범위를 수정하도록 알람 메시지를 발생시킬 수도 있다.
예를 들면, 상기 제3 3차원 정보가 제3 허용범위 내에 존재하여 리플로우 공정 전의 상기 기판 상에 탑재된 전자부품의 상태가 양호로 판단된 경우라도, 상기 제2 3차원 정보가 제2 허용범위 밖에 존재하게 되어 리플로우 공정 후의 상기 전자부품의 탑재 상태가 불량으로 판단되는 경우에는, 상기 알람 메시지를 발생시킴으로써 상기 제3 허용범위를 보다 좁은 범위로 수정하도록 제2 AOI 장치(224) 및 상기 제2 AOI 장치(224) 운용자에게 정보를 제공할 수 있다.
일 실시예로, 상기 알람발생장치(240)는 상기 데이터베이스(230)로부터 리플로우 공정 전의 상기 전자부품의 전-오프셋 정보 및 리플로우 공정 후의 상기 전자부품의 후-오프셋 정보를 전달받아서, 상기 전자부품의 후-오프셋 정보가 상기 제2 허용범위를 벗어나는 경우 상기 제3 허용범위를 수정하도록 알람 메시지를 발생시킬 수 있다.
도 9는 도 8의 기판 검사장치 시스템이 알람 메시지를 발생시키는 일 실시예를 나타낸 개념도이다.
도 9에서 X-Y 좌표계는 오프셋을 나타내며, 원점은 솔더 페이스트 또는 전자부품이 전혀 틀어짐이 없는 경우를 나타낸다. 도 9에서, 일 실시예로, 제1 허용범위(TL1), 제2 허용범위(TL2) 및 제3 허용범위(TL3)는 모두 동일하다.
도 9를 참조하면, 상기 SPI 장치(210) 및 상기 제2 AOI 장치(224)에 의하여 기판을 각각 검사한 결과 솔더 페이스트의 오프셋(OSSP) 및 전자부품의 전-오프셋(OSPRE)은 각각 제1 허용범위(TL1) 및 제3 허용범위(TL3) 내에서 존재하지만, 상기 제1 AOI 장치(222)에 의하여 기판을 검사한 결과 전자부품의 후-오프셋(OSPOST)은 제2 허용범위(TL2)를 벗어난다.
따라서, 상기 SPI 장치(210) 및 상기 제2 AOI 장치(224)에 의하여 양호한 것으로 판단된 기판이더라도 상기 제1 AOI 장치(222)에 의하여 불량으로 판단될 수 있음을 알 수 있다. 즉, 솔더 페이스트의 도포 위치 및 전자부품의 탑재 위치가 적절하여 솔더 페이스트의 도포 및 리플로우 공정 전의 전자부품의 탑재가 양호한 것으로 판단된 경우에도, 실제로 리플로우 공정 후의 전자부품의 형태가 부적절하여 상기 전자부품의 탑재는 불량으로 판단될 수 있다.
이 경우, 상기 알람발생장치(240)는 상기 데이터베이스(230)로부터 상기 전자부품의 전-오프셋(OSPRE) 정보 및 상기 전자부품의 후-오프셋(OSPOST) 정보를 전달받아서, 상기 전자부품의 후-오프셋(OSPOST) 정보가 상기 제2 허용범위(TL2)를 벗어나는 경우 알람 메시지를 발생시켜 제2 AOI 장치(224)로 전송시킴으로써, 상기 제3 허용범위(TL3)를 보다 좁은 범위인 수정-제3 허용범위(TL3')로 수정하도록 할 수 있다.
한편, 상기 수정 작업은, 기 설정된 값만큼 단계별로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 수정 작업은, 상기 제2 AOI 장치(224)에서 자동 제어될 수 있도록 하거나, 사용자에게 정보를 제공함으로써 사용자가 직접 제어할 수도 있다.
이와 같이, 상기 제3 허용범위(TL3)를 수정-제3 허용범위(TL3')로 수정하면, 상기 제1 AOI 장치(222)에서의 불량 기판 발생율을 사전에 방지할 수 있다.
상기와 같은 기판 검사장치 시스템에 따르면, SPI 장치와 AOI 장치에서 각각 3차원 정보를 획득하고 획득된 각각의 3차원 정보를 서로 교환함으로써, SPI 장치와 AOI 장치 사이에 검사결과를 공유할 수 있다.
구체적으로, SPI 장치 및 AOI 장치에서 솔더 페이스트의 3차원 정보 및 솔더 조인트의 3차원 정보를 각각 획득하고, 획득된 3차원 정보를 서로 교환하여 어느 한 검사결과를 다른 검사에 활용함으로써, 양 장치의 검사조건을 보다 효과적인 검사조건으로 수정할 수 있다.
또한, SPI 장치와 AOI 장치의 3차원 측정 결과들을 데이터베이스에 저장하고, 알람발생장치가 상기 데이터베이스로부터 3차원 정보를 전달받아 어느 한 검사결과가 허용범위를 벗어나는 경우 다른 검사에 알람 메시지를 발생시킴으로써, 자동 또는 수동으로 검사조건을 보다 효과적으로 수정할 수 있다.
즉, SPI 장치와 AOI 장치 간 연동을 통하여 각 장치에서 획득된 검사 결과 정보를 서로 교환함으로써, 각 장치에 설정된 불량 여부 허용 범위를 좁히거나 넓히는 등의 유연한 조절을 수행하여, SPI 및 AOI 검사 시 발생할 수 있는 다양한 가성에러를 획기적으로 줄일 수 있다는 이점이 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이다.　 따라서, 전술한 설명 및 아래의 도면은 본 발명의 기술사상을 한정하는 것이 아닌 본 발명을 예시하는 것으로 해석되어야 한다.
100,102, 200, 202 : 기판 검사장치 시스템
110,112, 210 : SPI 장치 120 : 전자부품 탑재장치
130,132, 220 : AOI 장치 140,150 : 정보전달부
222 : 제1 AOI 장치 224 : : 제2 AOI 장치
230 : 데이터베이스 240 : 알람발생장치

Claims (17)

  1. 기판 상에 도포된 솔더 페이스트의 제1 3차원 정보를 획득하고, 상기 제1 3차원 정보를 기초로 기 설정된 제1 검사조건에 따라 상기 솔더 페이스트의 불량 여부를 검사하는 제1 장치;
    전자부품과 상기 솔더 페이스트가 접합하는 솔더 조인트의 제2 3차원 정보를 획득하고, 상기 제2 3차원 정보를 기초로 기 설정된 제2 검사조건에 따라 상기 전자부품 탑재의 불량 여부를 검사하는 제2 장치; 및
    상기 솔더 페이스트의 제1 3차원 정보를 상기 제2 장치에 전달하거나, 상기 솔더 조인트의 제2 3차원 정보를 상기 제1 장치에 전달하는 정보전달부를 포함하고,
    상기 제1 장치는 상기 정보전달부로부터 전달된 상기 솔더 조인트의 제2 3차원 정보를 이용하여 상기 제1 검사조건을 수정하거나, 상기 제2 장치는 상기 정보전달부로부터 전달된 상기 제1 3차원 정보를 이용하여 상기 제2 검사조건을 수정하는 것을 특징으로 하는 기판 검사장치 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 솔더 조인트의 제2 3차원 정보는 상기 솔더 조인트의 형상 정보를 포함하고,
    상기 제1 장치는 상기 정보전달부로부터 전달된 상기 솔더 조인트의 형상 정보를 이용하여 상기 제1 검사조건을 수정하는 것을 특징으로 하는 기판 검사장치 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 검사조건은 상기 솔더 페이스트가 양호한 것으로 판단되기 위한 상기 솔더 페이스트의 부피의 범위인 제1 허용범위(tolerance)를 포함하고,
    상기 제2 검사조건은 상기 전자부품 탑재가 양호한 것으로 판단되기 위한 상기 솔더 조인트의 곡률의 범위인 제2 허용범위를 포함하며,
    상기 솔더 페이스트의 부피 정보가 상기 제1 허용범위에 포함되는 경우로서, 상기 솔더 조인트의 형상으로부터 추출된 곡률이 상기 제2 허용범위에 포함되지 않는 경우, 상기 제1 허용범위는 기 설정된 값만큼 더 좁게 수정되는 것을 특징으로 하는 기판 검사장치 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 검사조건은 상기 솔더 페이스트가 양호한 것으로 판단되기 위한 상기 솔더 페이스트의 부피의 범위인 제1 허용범위를 포함하고,
    상기 제2 검사조건은 상기 전자부품 탑재가 양호한 것으로 판단되기 위한 상기 솔더 조인트의 곡률의 범위인 제2 허용범위를 포함하며,
    상기 솔더 페이스트의 부피 정보가 상기 제1 허용범위에 포함되지 않는 경우로서, 상기 솔더 조인트의 형상으로부터 추출된 곡률이 상기 제2 허용범위에 포함되는 경우, 상기 제1 허용범위는 기 설정된 값만큼 더 넓게 수정되는 것을 특징으로 하는 기판 검사장치 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 솔더 페이스트의 제1 3차원 정보는 상기 솔더 페이스트의 부피 정보를 포함하고,
    상기 제2 장치는 상기 정보전달부로부터 전달된 상기 솔더 페이스트의 부피 정보를 이용하여 상기 제2 검사조건을 수정하는 것을 특징으로 하는 기판 검사장치 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 정보전달부는 상기 제1 장치 및 상기 제2 장치 중 적어도 하나에 형성된 것을 특징으로 하는 기판 검사장치 시스템.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 기판 상에 도포된 솔더 페이스트의 제1 3차원 정보를 획득하고, 상기 제1 3차원 정보를 기초로 기 설정된 제1 검사조건에 따라 상기 솔더 페이스트의 불량 여부를 검사하는 제1 장치;
    상기 솔더 페이스트가 도포된 기판 상에 탑재되는 전자부품의 탑재의 불량 여부의 검사를 위한 제2 3차원 정보를 획득하고, 상기 제2 3차원 정보를 기초로 기 설정된 제2 검사조건에 따라 상기 전자부품 탑재의 불량 여부를 검사하는 제2 장치;
    상기 제1 장치의 제1 3차원 정보 및 상기 제2 장치의 제2 3차원 정보를 저장하는 데이터베이스; 및
    상기 데이터베이스로부터 상기 제1 3차원 정보 및 상기 제2 3차원 정보를 전달받아서, 상기 제2 3차원 정보가 상기 제2 검사조건에 따른 허용범위를 벗어나는 경우 상기 제1 검사조건에 따른 허용범위를 수정하도록 알람 메시지(alarm message)를 발생시키는 알람발생장치를 포함하는 기판 검사장치 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 3차원 정보는 상기 솔더 페이스트의 부피 정보를 포함하고, 상기 제2 3차원 정보는 상기 솔더 페이스트와 상기 전자부품 사이의 접합도를 정량화한 솔더 조인트의 스코어(score) 정보를 포함하며,
    상기 알람발생장치는 상기 데이터베이스로부터 상기 솔더 페이스트의 부피 정보 및 상기 솔더 조인트의 스코어 정보를 전달받아, 상기 솔더 조인트의 스코어 정보가 상기 제2 검사조건에 따른 허용범위를 벗어나는 경우 상기 제1 검사조건에 따른 허용범위를 수정하도록 상기 알람 메시지를 발생시키는 것을 특징으로 하는 기판 검사장치 시스템.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 솔더 페이스트는 상기 전자부품에 대응하여 적어도 두 개의 지점들에서 도포되고,
    상기 제1 3차원 정보는 상기 두 개의 지점들 각각에 대한 상기 솔더 페이스트의 부피들 사이의 차이인 부피차(volume difference) 정보를 포함하고, 상기 제2 3차원 정보는 상기 전자부품이 수평에 대하여 기울어진 정도를 나타내는 동일평면성(co-planarity) 정보를 포함하며,
    상기 알람발생장치는 상기 데이터베이스로부터 상기 부피차 정보 및 상기 동일평면성 정보를 전달받아, 상기 동일평면성 정보가 상기 제2 검사조건에 따른 허용범위를 벗어나는 경우 상기 제1 검사조건에 따른 허용범위를 수정하도록 상기 알람 메시지를 발생시키는 것을 특징으로 하는 기판 검사장치 시스템.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제2 장치는, 상기 전자부품이 상기 기판 상에 배치된 후, 리플로우(reflow) 과정 전에 상기 전자부품 배치 불량 여부 검사를 위한 제3 3차원 정보를 획득하고, 상기 제3 3차원 정보를 기초로 기 설정된 제3 검사조건에 따라 상기 전자부품 탑재의 불량 여부를 검사하며,
    상기 데이터베이스는 상기 제3 3차원 정보를 저장하고,
    상기 알람발생장치는, 상기 데이터베이스로부터 상기 제2 3차원 정보 및 상기 제3 3차원 정보를 전달받아서, 상기 제2 3차원 정보가 상기 제2 검사조건에 따른 허용범위를 벗어나는 경우 상기 제3 검사조건에 따른 허용범위를 수정하도록 알람 메시지를 발생시키는 것을 특징으로 하는 기판 검사장치 시스템.
  13. 기판 상에 도포된 솔더 페이스트의 제1 3차원 정보를 획득하고, 상기 제1 3차원 정보를 기초로 기 설정된 제1 검사조건에 따라 상기 솔더 페이스트의 불량 여부를 검사하는 SPI 장치;
    리플로우 과정 이후, 전자 부품의 탑재 상태에 대한 제2 3차원 정보를 획득하고, 상기 제2 3차원 정보를 기초로 기 설정된 제2 검사조건에 따라 상기 전자부품의 탑재 불량 여부를 검사하는 제1 AOI 장치;
    상기 리플로우 과정 전에 상기 전자부품의 탑재 상태에 대한 제3 3차원 정보를 획득하고, 상기 제3 3차원 정보를 기초로 기 설정된 제3 검사조건에 따라 상기 전자부품의 탑재 불량 여부를 검사하는 제2 AOI 장치;
    상기 SPI 장치의 제1 3차원 정보 및 상기 AOI 장치의 제2 및 제3 3차원 정보를 저장하는 데이터베이스; 및
    상기 데이터베이스로부터 상기 제1 3차원 정보, 상기 제2 3차원 정보 및 상기 제3 3차원 정보를 전달받아서, 상기 제1, 제2 및 제3 3차원 정보 중 어느 한 정보가 기 설정된 검사조건에 따른 허용범위를 벗어나는 경우 나머지 정보 중 적어도 하나의 검사조건에 따른 허용범위를 수정하도록 알람 메시지를 발생시키는 알람발생장치를 포함하는 기판 검사장치 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 알람발생장치는,
    상기 데이터베이스로부터 상기 제1 3차원 정보 및 상기 제3 3차원 정보를 전달받아서, 상기 제3 3차원 정보가 상기 제3 검사조건에 따른 허용범위를 벗어나는 경우 상기 제1 검사조건에 따른 허용범위를 수정하도록 알람 메시지를 발생시키는 것을 특징으로 하는 기판 검사장치 시스템.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 알람발생장치는,
    상기 데이터베이스로부터 상기 제2 3차원 정보 및 상기 제3 3차원 정보를 전달받아서, 상기 제2 3차원 정보가 상기 제2 검사조건에 따른 허용범위를 벗어나는 경우 상기 제3 검사조건에 따른 허용범위를 수정하도록 알람 메시지를 발생시키는 것을 특징으로 하는 기판 검사장치 시스템.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 제1 3차원 정보는 상기 솔더 페이스트가 형성되어야 할 위치로부터 벗어난 정도를 나타내는 솔더 페이스트의 오프셋 정보를 포함하고, 상기 제3 3차원 정보는 상기 전자부품을 탑재하고 리플로우 공정을 수행하기 전에, 상기 전자부품이 탑재되어야 할 위치로부터 벗어난 정도를 나타내는 전자부품의 전-오프셋 정보를 포함하고,
    상기 알람발생장치는, 상기 데이터베이스로부터 상기 솔더 페이스트의 오프셋 정보 및 상기 전-오프셋 정보를 전달받아서, 상기 전-오프셋 정보가 상기 제3 검사조건에 따른 허용범위를 벗어나는 경우 상기 제1 검사조건에 따른 허용범위를 수정하도록 알람 메시지를 발생시키는 것을 특징으로 하는 기판 검사장치 시스템.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 제2 3차원 정보는 상기 전자부품을 탑재하고 리플로우 공정을 수행한 후에 상기 전자부품이 장착되어야 할 위치로부터 벗어난 정도를 나타내는 전자부품의 후-오프셋 정보를 포함하며, 상기 제3 3차원 정보는 상기 전자부품을 탑재하고 리플로우 공정을 수행하기 전에, 상기 전자부품이 탑재되어야 할 위치로부터 벗어난 정도를 나타내는 전자부품의 전-오프셋 정보를 포함하고,
    상기 알람발생장치는, 상기 데이터베이스로부터 상기 전-오프셋 정보 및 상기 후-오프셋 정보를 전달받아서, 상기 후-오프셋 정보가 상기 제2 검사조건에 따른 허용범위를 벗어나는 경우 상기 제3 검사조건에 따른 허용범위를 수정하도록 알람 메시지를 발생시키는 것을 특징으로 하는 기판 검사장치 시스템.
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