자동 광학 검사란 무엇입니까?

이동: 자동 광학 검사를 어떻게 정의합니까? | AOI의 역할 | AOI 리뷰 | AOI는 다른 검사 방법과 어떻게 비교됩니까? 철저하게 검사된 PCB를 위해 Millennium Circuits에 문의하십시오.

프로젝트에서 인쇄 회로 기판(PCB)을 사용할 때 성능이 좋고 고객이 만족할 수 있는지 확인해야 합니다. PCB에 결함이 있는지 테스트하고 의도한 대로 작동하는지 확인할 수 있는 신뢰할 수 있는 방법을 마련하는 것이 중요합니다.

인쇄 회로 기판은 점점 더 작아지고 복잡해지고 있습니다. 오늘날의 PCB에는 수천 개의 납땜 조인트와 수많은 작은 부품이 포함될 수 있습니다. 복잡성이 증가하면 오류 가능성이 커질 수 있습니다. 표준 육안 검사로는 밀집된 기판에서 미세한 결함을 감지하기에 충분하지 않은 경우 AOI(자동 광학 검사)와 같은 기술을 사용하여 더 나은 통찰력과 정확성을 제공할 수 있습니다.

자동 광학 검사를 어떻게 정의합니까?

AOI를 어떻게 정의합니까? 자동 광학 검사는 광 이미징을 사용하는 기계 스캐너로 완성된 회로 기판을 육안으로 검사하는 것입니다. PCB가 구매 및 사용에 적합한지 확인하기 위해 솜씨의 품질을 평가합니다.

AOI 시스템에는 일반적으로 비디오 카메라를 포함하여 많은 광원과 여러 대의 카메라가 포함됩니다. 광원은 다양한 각도에서 PCB를 비추고 카메라는 사진이나 동영상을 찍어 종합적인 평가 이미지를 만듭니다.

AOI 측정은 일반적으로 사람이 육안으로 검사할 필요 없이 기계 스캐너를 사용하여 자동으로 장치를 스캔합니다. 스캐너는 치명적인 오류를 일으킬 수 있는 결함(예:중요한 구성 요소의 부재)을 확인할 수 있으며 PCB의 품질과 성능을 저하시키는 작은 결함도 테스트할 수 있습니다. 이러한 작은 결함에는 약간 정렬되지 않은 구성 요소 또는 잘못된 크기나 모양을 형성하는 납땜과 같은 문제가 포함될 수 있습니다.

AOI는 다양한 생산 단계에서 유용합니다. 베어 보드 검사, 솔더 페이스트 검사, 프리 리플로우 및 포스트 리플로우에 적합합니다. 이러한 각 단계는 PCB 보드의 설계에 결함을 도입할 수 있으며 AOI는 결함이 있는 보드에서 생산이 더 진행되기 전에 이를 포착하는 데 도움이 됩니다.

그러나 실제로는 대부분의 AOI가 후반 작업에서 발생합니다. 그 이유는 AOI가 단일 시스템을 사용하여 여러 종류의 결함을 동시에 검사할 수 있기 때문입니다. 프로세스의 모든 단계를 수행한 후 검사하는 것보다 하나의 포괄적인 검사를 수행하는 데 시간이 덜 걸립니다. AOI를 최종 점검으로 사용하면 생산이 더 빨리 진행되고 더 높은 생산성과 기한을 맞출 수 있습니다. 그리고 AOI가 후반 작업 단계에서 결함을 발견하면 결함이 있는 보드는 다시 작업을 위해 돌아가고 나머지 보드는 앞으로 나아갈 수 있습니다.

AOI의 역할

AOI는 PCB 생산에서 중요한 역할을 합니다. 이는 각 보드가 복잡한 전기 애플리케이션에 필요한 고성능을 제공할 수 있도록 합니다.

AOI는 PCB의 결함을 발견하면 보드에 플래그를 지정하여 수리를 위해 다시 돌아가도록 합니다. 이 프로세스는 몇 가지 다른 방식으로 발생할 수 있습니다. AOI의 조사 결과는 특정 시설 요구 사항(예:보드의 모든 라인이 특정 크기 이상이어야 한다는 요구 사항)에 실패할 수 있습니다. 이 경우 인간은 결과를 검사하고 추가 작업을 위해 반환해야 하는 보드를 결정할 수 있습니다. 또는 AOI는 실제 PCB를 완벽한 PCB의 CAD(Computer-Assisted Design) 이미지와 비교할 수 있습니다. AOI는 실제 보드가 이상적인 디자인에서 벗어나는 부분을 자동으로 감지하고 재작업을 위해 플래그를 지정할 수 있습니다.

AOI는 PCB 생산에 다음과 같은 이점을 제공합니다.

• 품질 보장: AOI를 사용하면 PCB 제품이 의도한 대로 작동하는지 확인할 수 있습니다. 제품 품질을 보장하면 고객 만족도를 높이고 비즈니스에서 명성을 높이며 고객에게 제공하는 서비스의 가치에 대해 안심할 수 있습니다.
• 복잡한 보드 평가: Millenium Circuits에서 당사 보드 중 하나에 100개 이상의 부품이 포함되어 있으면 자동으로 AOI를 거칩니다. AOI는 사람의 눈이 따라올 수 없는 정확도로 복잡한 기판 디자인을 검사할 수 있습니다.
• 프로세스 개선: 결함이 프로세스 결함으로 인해 발생하는 경우 AOI를 통해 결함을 즉시 포착하면 결함 패턴을 식별하고 동일한 결함이 있는 수천 개의 보드가 나오기 전에 프로세스를 조정할 수 있습니다. 국제 엔지니어링 및 고급 기술 저널(International Journal of Engineering and Advanced Technology)에 발표된 최근 연구에 따르면 최근에 조립된 기판에서 결함을 포착하는 것은 베어 기판에서 결함을 포착하는 것보다 비용이 10배만 더 많이 들지만 현장에 적용된 기판에서 결함을 찾는 비용은 10배에 불과합니다. 사용 비용이 1,000배 비쌉니다. 오류를 조기에 포착하면 향후 재작업 가능성을 최소화하고 생산 운영을 보다 효율적으로 수행할 수 있습니다.
• 맞춤화 가능성: AOI는 자동화된 프로세스이지만 작업자는 매개변수를 설정하여 스캐너에 검사 대상을 알릴 수 있습니다. 디자인 사양이 변경되면 설정을 쉽게 조정하여 찾아야 할 결함을 감지할 수 있습니다.

AOI 리뷰

다음은 AOI 동안 검토 중인 몇 가지 요소입니다.

납땜 결함

납땜은 일반적으로 주석과 납 또는 무연 합금과 같은 낮은 용융 온도 합금을 사용하여 PCB의 금속 구성 요소를 연결합니다. 이 공정은 금속 구성 요소를 녹이지 않는다는 점을 제외하고는 용접과 유사합니다. 두 금속 부품 사이의 연결이 제대로 형성되지 않을 때 납땜 결함이 발생합니다.

다음은 AOI가 확인할 수 있는 몇 가지 일반적인 납땜 결함입니다.

1. 개방 회로

PCB의 개방 회로는 비교적 흔한 결함이며 불완전한 회로로 인해 전류가 흐르지 않기 때문에 문제가 됩니다. 회로가 열려 있으면 보드가 올바르게 작동하지 않습니다.

개방 회로는 부적절하게 형성된 비아 및 트레이스 또는 목표에 도달하지 못한 납땜으로 인해 발생할 수 있습니다. 육안 검사 또는 x-ray 이미징은 때때로 명백한 개방 회로를 감지할 수 있지만 AOI는 약간의 개방 회로도 식별하고 적절한 회로 폐쇄를 위해 보드를 다시 보내도록 플래그를 지정할 수 있습니다.

2. 납땜 브리지 또는 납땜 단락

솔더 브리지는 솔더가 전기적으로 연결되어서는 안 되는 PCB의 두 구성 요소를 연결할 때 발생합니다. 이러한 브리지는 보드 생산에서 너무 많은 솔더를 사용하거나 솔더가 솔더 프리 상태를 유지하기 위한 보드 영역으로 스며들 때 형성될 수 있습니다.

솔더 브리지는 솔더가 응고되기 전에 리드에서 분리되지 않을 때 종종 발생합니다. 리드는 보드의 두 위치를 연결하도록 설계된 금속 패드입니다. 납이 너무 크거나 기판에 접착하는 페이스트가 너무 많거나 기판의 피치가 매우 얕기 때문에 땜납이 분리되지 않을 수 있습니다.

솔더 브리지는 보드를 통한 의도된 전류 흐름을 방해하기 때문에 문제가 됩니다. 단락을 일으키거나 보드의 중요한 구성 요소나 트레이스를 태울 수 있습니다. 또한 육안으로 감지하기가 매우 어렵기로 악명이 높습니다. 심지어 미세한 솔더 누출로도 솔더 브리지가 형성될 수 있습니다. 다행히 AOI 스캐닝은 아주 작은 솔더 브리지도 감지하고 결함이 있는 보드를 수리를 위해 다시 보낼 수 있습니다.

3. 불충분한 땜납

불충분한 땜납 접합은 생산 공정에서 서로 다른 구성 요소를 보드에 연결하는 데 너무 적은 땜납을 사용할 때 발생합니다. 때때로 땜납이 구성 요소를 완전히 연결하지 못하는 경우가 있습니다. 이러한 상황을 땜납 건너뛰기라고 합니다.

부적절하게 납땜된 부품 연결이 불안정하면 안정적인 전기 연결이 형성되지 않아 보드의 성능이 저하될 수 있습니다. 그리고 솔더의 양이 너무 적어서 보드의 구성 요소를 유지할 수 없는 경우 보드는 부품이 누락되어 결국 치명적인 오류를 초래할 수 있습니다. AOI는 각 구성 요소의 땜납 양을 스캔하고 기록하거나 보드를 올바른 이미지와 비교하여 보드에 재땜납이 필요한지 여부를 결정할 수 있습니다.

4. 과잉 땜납

과량의 땜납은 그 반대의 경우에 발생합니다. 즉, 생산 공정에서 기판에 땜납이 너무 많이 쌓입니다. 사용된 납땜 팁이 너무 넓어서 발생하거나 과도하게 도포하여 발생할 수 있습니다.

과도한 솔더는 솔더 브리지와 같은 기형을 포함하여 많은 어려움을 유발할 수 있습니다. 생산 과정에서 기판의 핀에 너무 많은 땜납을 적용하면 큰 원형 땜납 볼이 생성되어 핀이 기판에 달라붙을 만큼 충분히 젖었는지 확인하기 어렵습니다.

땜납 볼은 크기 때문에 비교적 쉽게 감지할 수 있지만 인간 검사자는 수십 개의 거의 동일한 기판을 본 후에는 하나를 놓칠 수 있습니다. 우수한 AOI 스캐너는 과잉 땜납을 쉽게 감지하고 땜납 흡입기 또는 땜납 심지로 재작업하기 위해 보드를 다시 보낼 수 있습니다.

구성요소 결함

부품 결함은 보드에 부착된 작은 기능 부품의 결함입니다. 다음은 PCB의 몇 가지 일반적인 구성 요소 결함입니다.

1. 리드 해제

들어 올려진 리드는 PCB의 작은 금속 패드 중 하나가 제대로 부착되지 않을 때 발생합니다. 때로는 과도한 열이나 생산 중 취급 또는 보드의 굴곡으로 인해 리드가 들어 올려집니다. 리드가 너무 길어서 땜납과 접촉할 때 상승하는 경우도 있습니다.

들어 올려진 리드는 불안정하기 때문에 문제가 됩니다. 보드의 패드를 사용하면 핀을 아래의 구리판에 연결할 수 있지만 리드가 들어 올려지면 핀이 제대로 연결되지 않습니다. 연결이 누락되면 구성 요소 오류가 발생하고 보드 성능이 저하될 수 있습니다.

2. 누락된 구성요소

PCB에는 몇 가지 다른 이유로 구성 요소가 부족할 수 있습니다. 부적절한 납땜은 부품 누락으로 이어지거나 생산 공정에서 필요한 부품을 건너뛸 수 있습니다.

누락된 구성 요소는 PCB의 심각한 결함이며 치명적인 오류를 일으킬 수 있습니다. 사람의 눈은 누락된 부품을 발견할 수 있지만 이는 결과적인 결함이기 때문에 신뢰할 수 있는 AOI 스캐너를 보유하는 것은 누락된 부품이 있는 PCB를 소비자에게 제공하기 전에 포착하는 데 중요합니다.

3. 잘못 정렬되거나 잘못 배치된 구성 요소

생산 공정에서 구성 요소를 잘못 배치하거나 배치 후 구성 요소가 이동할 때 정렬 불량 또는 잘못된 배치가 발생할 수 있습니다. 부품이 용융 땜납 위로 쉽게 이동할 수 있기 때문에 리플로 동안 구성 요소 이동이 일반적입니다. 땜납의 표면 장력은 구성 요소가 쉽게 미끄러질 수 있음을 의미합니다.

구성 요소가 잘못 정렬되거나 잘못 배치된 경우 PCB가 여전히 작동할 수 있지만 느리게 작동할 수 있습니다. 또는 전혀 수행하지 못할 수 있습니다. 정렬 불량은 육안으로 보기에는 너무 미미할 수 있으므로 이러한 결함을 포착하려면 신뢰할 수 있는 AOI 스캐너가 있어야 합니다.

AOI는 다른 검사 방법과 어떻게 비교됩니까?

다른 프로세스와 비교하여 AOI는 PCB의 결함을 감지하는 데 몇 가지 이점을 제공합니다. 다음은 AOI가 다른 검사 방법과 어떻게 비교되는지에 대한 분석입니다.

1. 자동 X선 검사(AXI)

AXI는 광 이미징 대신 X선을 사용하여 PCB를 검사합니다. 회사는 종종 AXI를 사용하여 특히 복잡하거나 조밀하게 구성된 보드를 평가합니다. 그 이유는 X선이 재료를 통과하여 이미지를 생성하기 때문입니다. AOI에 사용되는 빛은 표면에서 반사되기 때문에 한 구성 요소가 다른 구성 요소를 차단할 수 있습니다. 하지만 X선은 여러 층의 물질을 통과하여 모든 물질을 정확하게 이미징합니다.

AXI는 새롭고 정교한 기술이며 주요 단점은 비용입니다. AXI는 너무 비싸기 때문에 특히 복잡하거나 고도로 클러스터된 보드를 제외하고는 사용할 가치가 없는 경우가 많습니다.

2. 자동 레이저 테스트(ALT) 측정

ALT 측정은 기존의 광 이미징 대신 레이저를 사용하여 PCB를 스캔하고 측정합니다. 레이저의 빛이 PCB 구성 요소에서 반사됨에 따라 ALT 시스템은 레이저의 위치를 ​​사용하여 다양한 구성 요소의 위치와 높이를 정확히 찾아내고 반사율을 평가합니다. AOI와 마찬가지로 ALT 시스템은 경험적 측정값을 회로도 또는 사양 세트와 비교하여 결함을 감지할 수 있습니다.

ALT 측정은 간섭으로 인해 때때로 측정이 정확하지 않을 수 있지만 솔더 페이스트의 위치와 양을 평가하는 데 특히 유용합니다.

3. 회로 내 테스트(ICT)

회로 내 테스트는 전기 프로브를 사용하여 조립된 PCB가 작동하는 방식을 평가합니다. 전류를 사용하여 각 구성 요소가 제자리에 있고 올바르게 작동하는지 확인합니다. 단락 및 개방 회로를 테스트하고 정전 용량 및 저항과 같은 필수 전기적 특성을 평가합니다.

이미징보다 전류를 사용하기 때문에 ICT는 AOI보다 더 제한된 납땜 정보를 제공하는 경향이 있습니다. 전기 부품의 품질을 평가하고 회로에 영향을 미치는 납땜 결함에 대한 정보를 제공할 수 있지만 불충분하거나 과도한 납땜에 대한 자세한 정보는 제공할 수 없습니다.

AOI는 일반적으로 인서킷 테스트보다 더 안정적이며, 특히 오늘날 개발되고 있는 더 작은 PCB의 경우 더욱 그렇습니다.

4. 수동 육안 검사(MVI)

대부분의 PCB 회사는 AOI가 기판을 만질 필요가 없기 때문에 수동 육안 검사보다 AOI를 선호합니다. 인간 검사자는 보드를 다루어야 하며 핸들링은 그렇지 않으면 완벽한 보드에 결함을 일으킬 수 있습니다. AOI는 섬세한 구성 요소를 방해하지 않고 PCB를 스캔하고 구조적 무결성을 유지할 수 있습니다.

AOI는 또한 육안 검사보다 더 신뢰할 수 있습니다. 사람은 PCB의 작은 결함을 쉽게 놓칠 수 있습니다. 그러나 AOI는 아주 작은 오류도 잡아낼 수 있습니다. 엄격한 예리함은 결코 줄어들지 않으며 사람의 눈이 허용하는 것보다 더 세밀하게 기판을 스캔할 수 있으며 생산 공정의 모든 단계에서 일관되게 신뢰할 수 있습니다.

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