우수한 품질을 위한 PCB 검사 기술 이해

2022년 3월 10일 품질과 정확성은 오류를 제거하기 위한 모든 제품의 중요한 측면이며, 이는 모든 디지털 및 전자기계 장치의 핵심 구성 요소인 인쇄 회로 기판에도 동일하게 적용됩니다. 따라서 PCB 검사는 PCB 제조 및 조립의 중요한 측면입니다. 제조에서는 베어 보드가 제작되고, 조립에서는 회로와 부품이 실장됩니다. 이상적으로 PCB 검사는 제조 및 조립 공정의 각 단계에서 수행됩니다. 기본 육안 검사로 일부 결함을 식별할 수 있고 여전히 사용되지만, PCB 제조업체 및 조립 서비스 제공업체에서 사용하는 자동화된 테스트 도구와 기술은 매우 다양합니다. 이 글은 PCB 검사 유형과 그 중요성을 제공합니다.

참조 기반 및 비참조 기반 PCB 검사 기술

널리 사용되는 세 가지 보드 유형은 리지드, 플렉스, 리지드-플렉스입니다. 플렉스와 리지드-플렉스 보드는 유연하면서도 내구성이 높고 높은 밴드 반경을 가지며 얇은 기판에 여러 부품을 수용할 수 있어 산업 전반에서 최대 응용 분야를 찾습니다. 이 보드들은 유형과 특성에 따라 다른 PCB 검사 알고리즘을 가집니다. 앞서 언급했듯이 베어 PCB는 부품 실장 및 솔더링 전에 철저히 검사됩니다. 쇼트, 돌출된 구리 스퍼, 보드 먼지, 개방 회로 및 도체 등 예상 결함 유형을 분리하는 특정 알고리즘이 있습니다. 다음은 PCB 문제를 식별하는 데 사용되는 두 가지 일반적인 검사 알고리즘입니다.

• 참조 알고리즘(Referential algorithms):

  이 알고리즘은 참조 기반으로, 새로운 보드의 특성과 비교할 수 있는 준비된 모델이나 설계가 있습니다. 이 유형의 검사에는 이미지 및 템플릿 매칭이 포함됩니다. 회로도 3D 모델을 참조로 하여 이와 같은 방식으로 비교됩니다. 이러한 참조 방법은 지금도 널리 사용됩니다. 그러나 나름의 단점이 있습니다. 예를 들어 참조 보드나 모델이 있고 비교가 수행될 때 노이즈, 이미지 왜곡, 해석 오류로 인해 잘못된 판독이 발생할 수 있습니다. 그래서 비참조 알고리즘도 개발되어 그만큼 사용됩니다.

• 비참조 알고리즘(Non-referential algorithms):

  여기에는 참조 모델이나 설계가 없습니다. 따라서 수행된 PCB 검사의 판독값과 관찰은 절대적입니다. 독창적이며, 보드 이미지가 관찰되고 그 패턴, 속성, 예상 결함이 데이터 형태로 기록됩니다. 이는 설계 규칙 검증 표준에 따라 검증됩니다. 특정 알고리즘을 적용한 후 결함이 감지됩니다. 이후 데이터 테이블 등이 형성되어 분석되어 다음 단계로 진행됩니다. 비참조 알고리즘은 외부 또는 형태적 특징, 보드 경계, 런 레이스 인코딩 검사에 적용됩니다. 이러한 알고리즘을 사용할 때는 설정된 표준에 대해 검증하는 것이 절대적으로 필수적입니다. 또한 설계 미리보기나 비교 참조가 없으므로 설계 요구 사항이 충족되고 이와 관련된 결함이 없는지 확인해야 합니다. 이는 비참조 알고리즘의 과제 중 하나입니다. 그래서 대부분의 경우 참조와 비참조의 특징을 가진 하이브리드 알고리즘이 사용됩니다.

• 하이브리드 알고리즘(Hybrid algorithms):

  위 두 접근법의 단점을 극복하는 이상적인 조합입니다. 이 접근법은 두 가지를 달성합니다. 클라이언트의 특정 설계 요구 사항에 따른 결함 위반을 방지합니다. 또한 필요한 검증 표준을 충족합니다.

모든 보드 유형 중 플렉스 보드는 정확한 결함 감지 측면에서 특정 과제를 안고 있을 수 있습니다. 이는 주로 얇고 구부릴 수 있어 신축 능력에서 왜곡을 반영할 수 있기 때문입니다. 이러한 보드는 크기 왜곡과 패턴의 전반적인 비균일성을 보일 수 있어 알고리즘이 결함을 감지하기 어렵게 만듭니다. 다행히 이러한 과제를 극복하는 방법이 있습니다.

플렉시블 PCB의 결함 감지 과제 극복

먼저 베어 보드 이미지를 캡처하고 작은 프레임이나 세트로 나눕니다. 이 이미지 프레임은 겹칠 수 있지만, 겹치는 너비는 테스트 및 참조 이미지 간의 최대 편차를 기반으로 고려되고 설정됩니다. 이렇게 하면 왜곡된 물리적 특성과 비균일 대비 수준 같은 문제를 극복할 수 있습니다. 각 이미지 프레임을 별도로 처리하여 달성됩니다. 서브픽셀 분석을 통해 미세 피치 패턴의 결함을 찾을 수 있습니다. 이는 보드 가장자리 감지 및 정렬 관련 결함에도 사용됩니다. 색상 값, 불규칙한 크기, 기하학을 통해 보드의 먼지 같은 이물질을 감지하는 알고리즘도 있습니다.

이 모든 검사 기술은 애플리케이션 요구 사항이 충족되는지 검증합니다. 또한 전반적인 구조적, 기능적 정확성과 품질을 보장합니다. OEM으로서 무오차 허용 제품에 중요한 제품을 작업 중이라면, 이 제품에 사용되는 PCBA도 그만큼 완벽한지 확인하세요. 이를 위해 엄격한 테스트 및 검사 공정을 갖추고 귀하의 특정 또는 복잡한 응용 분야 요구 사항을 이해하고 실행할 수 있는 경험이 풍부한 PCB 제조업체 및 어셈블리 솔루션 제공업체와 협력할 수 있습니다. Creative Hi-Tech는 맞춤형 PCB 설계 및 어셈블리를 전문으로 하는 잘 알려진 PCB 제조업체 및 어셈블리 서비스 제공업체입니다.

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