머신비전, PCB를 검사하는 AOI 장비를 알아보자

이번 포스팅에서는 머신비전 기술이 대표적으로 사용되는 AOI 검사 장비에 대해 알아보겠습니다.

용어 설명

먼저 필수 SMT 용어를 알려드릴게요.

• SMT( Surface Mount Technology ) 표면 실장 기술 : 인쇄회로기판(PCB) 위에 반도체나 다이오드, 칩 등을 다수의 장비로 실장하고 이를 경화시키는 기능을 수행하는 기술.
• PCB(인쇄회로기판) : 집적 회로, 저항기 또는 스위치 등의 전기적 부품들이 납땜되는 얇은 판.
• 솔더 페이스트 :  땜납분말에 플럭스를 혼합한 것으로 프린트 배선기판의 납땜에 사용. 이를 PCB에 도포하고 가열하여 납땜이 가능 함.

SMT 공정 소개

AOI 검사 장비를 이해하기 위해서는 먼저 SMT(표면실장기술)에 대해 알고 있어야하는데요, SMT 공정흐름을 간단히 설명드리겠습니다.
먼저 스크린프린터 장비에서 PCB 위에 솔더페이스트를 도포하고, 마운트 장비를 이용하여 PCB 위 정해진 위치에 각종 소자들을 올립니다. 이후 PCB를 뜨거운 오븐과 같은 리플로우에 통과시켜 솔더페이스트를 녹여 PCB와 소자를 결합시킵니다. 이렇게 장착된 소자들을 AOI 장비가 검사하여 불량 유무 판정하고 양품들만 언로더장비에 적재되고 공정이 완료됩니다.

AOI 장비는 무엇을 검사할까?

소자가 PCB 위에 정확히 올라갔는지 검사가 필요한데요. 소자의 크기가 미세하기 때문에 사람의 육안이 아닌 검사 장비의 도움이 필요합니다. 자동으로 소자의 장착 위치, 크기, 문자 등을 검사하는 장비가 바로 AOI(Automated Optical Inspection) 장비입니다. 아래의 SMT 주요 불량 유형을 보시면 한눈에 알 수 있습니다.

AOI 장비 어떻게 3D 검사를 할까?

부품과 솔더의 높이를 검사하려면 2D 검사 방법만으로는 어렵습니다. 그래서 3D 검사 기술이 도입되었고 대부분의 PCB 검사 장비 업체들이 3D 검사 기술을 사용하고 있습니다. AOI 장비는 이미지 처리 알고리즘을 사용하여 불량 검사를 위해, 고해상도 카메라를 사용하여 마이크로미터(um) 단위의 결함까지 감지할 수 있습니다.

대표적으로 Moire 기술과 위상 측정, Fringe Pattern 분석 알고리즘을 이용하여 3D 이미지를 만들어낼 수 있습니다.

• Fringe pattern analysis
• Phase measuring
• Moire topography

마무리

2D 검사에서 3D 검사로 넘어오게 되면서 더 빠르게 많은 이미지를 이용하여 제품의 불량 유무를 판별할 수 있게 되었습니다. 또한 최근 부품의 소형화, 고집적화, 생산 고속화가 이뤄지면서 SMT 검사 기술도 고도화 되고 있기에, AOI 시장은 더욱 고해상도의 빠른 속도의 카메라를 원하고 있습니다.

저희 뷰웍스도 시장의 요구에 맞춰 고해상도의 빠른 속도를 자랑하는 카메라들을 출시하고 있습니다. 아래 링크를 통해 뷰웍스의 최신 제품들을 만나보세요.
https://vision.vieworks.com/en/camera