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PCB AOI 검사에서 비전시스템이 중요한 이유

2024-05-17

 

 

 

PCB는 산업의 기본 중의 기본입니다. 전자 제품 산업, 의료 산업, 자동차 산업, 통신 산업, 항공 우주 산업, 자동화 제어 산업,

소비재 산업(전자제품, 가전제품, 운송수단, 의료기기, 스마트폰 등)까지 우리 눈에 보이는 대부분의 곳에는 항상 존재한다고 볼 수 있습니다.

 

화인스텍_블로그_PCB-AOI_pcb란

Printed Circuit Board

 

그렇다면 PCB는 무엇일까요?

 

거의 모든 산업에서 누구나 알고 있는 PCB는 “Printed Circuit Board”의 약자로,

전자 제품에서 전기적 연결을 만드는 데 사용되는 회로기판입니다.

 

즉, 서로 다른 다양한 전자 부품들이 서로 연결되어 우리가 원하는 목적의 동작을 완성하는 필수적인 부품입니다.

 

- 다양한 PCB 종류 -

 

기술과 트렌드의 발전에 따라 PCB(Printed Circuit Board)의 종류도 다양해졌습니다.
PCB는 전자제품의 기능, 역할, 디자인에 큰 영향을 미칩니다.

설계 방식에 따라 단면 PCB (Single-Sided PCB), 양면 PCB (Double-Sided PCB), 다층 PCB (Multilayer PCB)로 분류되며,
재료에 따라 유연한 특성을 가진 플랙시블 PCB (Flexible PCB)와 혼합된 특성을 가진 하이브리드 PCB (Rigid-Flexible PCB) 등으로 나눌 수 있습니다.

 

화인스텍_블로그_PCB-AOI_pcb-종류

단면 PCB (Single-Sided PCB), 양면 PCB (Double-Sided PCB), 다층 PCB (Multilayer PCB)

 

FPCB (Flexible PCB)

 

 

PCB의 품질 보장은 전자제품의 성능과 신뢰성을 유지하는 데 필수적입니다.

 

현재 품질 보증, 고객 만족도 향상, 비용 절감, 규정 준수 등 여러 측면에서
PCB 생산 검사(전공정, 후공정 포함) 시장 또한 엄청난 성장세를 만들어가고 있습니다.

 

PCB 검사는 생산된 PCB의 품질을 보장하기 위해 전공정과 후공정으로 크게 나뉘며,

각 단계에서 시각검사, 전기적 검사, AOI 검사 등 다양한 방법을 사용합니다.

 

화인스텍_블로그_PCB-AOI_전공정_후공정검사

PCB 검사 과정

 

1. 전공정 검사 (Pre-Process Inspection)

PCB 제조 과정 중 불량률을 초기에 최소화하기 위해 제작 단계해서 실시하는 검사

2. 후공정 검사(Post-Process Inspection)

PCB 최종 제품의 품질을 확인하고 출하 전에 결함을 발견하고 수정하는 검사

 

 

화인스텍_블로그_PCB-AOI_pcb-inspection

PCB 검사 종류

 

 

- PCB 검사의 핵심은 바로 비전시스템, 자동 광학 검사 AOI -

 

초기 단계에서 발견하지 못한 오류는 높은 수리 비용, 제품 수명 주기, 시스템 고장 등으로 이어질 가능성이 큽니다.

 

따라서 PCB 제조 프로세스의 효율성을 높이는 핵심 요소 중 하나인 자동 광학 검사(AOI, Automated Optical Inspection) 시스템을 사용하여
제조 초기 단계 및 최종 출하 단계에서 단락, 부품 누락, 마운팅 오류, 솔더 조인트 품질 등과 같은 문제점을 빠르고 정확하게 식별합니다.

 

AOI 자동 광학 검사기는 말 그대로 광학기기(Vision System) 시스템입니다.
빠르고 정확한 PCB 검사를 위해서는 적합한 광학계 선정과 그에 맞는 알고리즘 셋팅이 진행되어야 합니다.
AOI에 사용되는 비전 시스템 중 카메라에 대해 어떤 기준으로 선정하는 것이 좋을지 JAI사의 Spark 시리즈와 함께 알아보겠습니다.

 

 

[ AOI 시스템 구축 시, 고려해야 할 카메라의 기준 ]

 

화인스텍_블로그_PCB-AOI_시스템

고해상도, 빠른 속도, 고성능 인터페이스, 올바른 셔터방식

 

 

AOI 시스템 구축 시, 고려해야 할 카메라의 기준 - 고해상도

 

PCB를 구성하는 부품의 크기가 점점 작아지고 마우트되는 칩들 또한 초소형의 것들이 많기 때문에
AOI 검사기가 정확하게 결함 감지 및 오류를 최소화하기 위해서는 이러한 세부 사항들을 명확하게 볼 수 있어야 합니다.

일반적으로 500만 화소급 이상의 카메라 기본이었던 AOI 검사기는 최근에는 2,000만 화소 이상의 카메라가 요구되기도 합니다.
고해상도 카메라는 초미세한 부분까지도 확인할 수 있는 대안이 될 수 있습니다.
또한 고도화된 규칙 기반의 AOI 시스템은 물론 인공지능 기반 시스템을 사용하여 적절한 학습 데이터를 제공함으로써 더 정확하고,
지능적인 결론을 내릴 수 있도록 고해상도 카메라는 AOI 시스템에 중요한 고려 사항이 될 수 있습니다.

 

 

AOI 시스템 구축 시, 고려해야 할 카메라의 기준 - 빠른 속도

 

고해상도 이미지 구현으로 인해 시스템의 처리 속도가 느려지고, 생산량에 영향을 준다면 선정된 카메라가 우리에게 맞는 것인지 검토 해봐야 합니다.
더욱 정교하고 복잡해진 설계라고 해서 PCB 생산량을 줄일 필요는 없습니다.
이는 AOI 검사의 ‘속도’가 곧 생산량의 긍정적인 영향을 끼친다고 바로 해석할 수 있습니다.
JAI 는 이러한 AOI 시스템 설계자들의 고민을 잘 해석했고, 해상도와 속도 사이에서 원하는 균형을 찾도록 하는 카메라를 생산했습니다.
JAI의 Spark 시리즈의 SP-5000-CXP4가 바로 그 균형입니다.