PCB 산업의 일반적인 테스트 기술 및 테스트 장비

어떤 유형의 인쇄 회로 기판을 제작해야 하는지, 어떤 유형의 장비를 사용하는지에 관계없이 PCB는 제대로 작동해야 합니다. 이는 많은 제품 성능의 핵심이며, 실패하면 심각한 결과를 초래할 수 있습니다.

제품이 품질 표준을 충족하고 예상대로 작동하는지 확인하려면 설계, 제조 및 조립 과정에서 PCB를 점검하는 것이 필수적입니다. 오늘날 PCB는 매우 복잡합니다. 이러한 복잡성은 많은 새로운 기능을 위한 여지를 제공하지만 실패의 위험도 더 커집니다. PCB의 발전과 함께 검사 기술과 품질 확보에 사용되는 기술도 점점 더 발전하고 있습니다.

PCB 유형, 생산 공정의 현재 단계 및 테스트할 결함을 통해 올바른 감지 기술을 선택하십시오. 고품질 제품을 보장하려면 적절한 검사 및 테스트 계획을 개발하는 것이 필수적입니다.

 

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왜 PCB를 확인해야 합니까?
검사는 모든 PCB 생산 공정의 핵심 단계입니다. PCB 결함을 감지하여 이를 수정하고 전반적인 성능을 향상시킬 수 있습니다.

PCB를 검사하면 제조 또는 조립 과정에서 발생할 수 있는 결함을 확인할 수 있습니다. 또한 존재할 수 있는 설계 결함을 밝히는 데 도움이 될 수도 있습니다. 공정의 각 단계가 끝난 후 PCB를 점검하면 다음 단계로 넘어가기 전에 결함을 찾아낼 수 있으므로 결함이 있는 제품을 구입하는 데 더 많은 시간과 비용을 낭비하지 않아도 됩니다. 또한 하나 이상의 PCB에 영향을 미치는 일회성 결함을 찾는 데도 도움이 될 수 있습니다. 이 프로세스는 회로 기판과 최종 제품 간의 품질 일관성을 보장하는 데 도움이 됩니다.

적절한 PCB 검사 절차가 없으면 결함이 있는 회로 기판이 고객에게 전달될 수 있습니다. 고객이 결함이 있는 제품을 받은 경우 제조업체는 보증 지불 또는 반품으로 인해 손실을 입을 수 있습니다. 고객 역시 회사에 대한 신뢰를 잃게 되고, 이로 인해 기업의 평판도 손상될 것입니다. 고객이 사업장을 다른 위치로 이전하는 경우 이러한 상황으로 인해 기회를 놓칠 수 있습니다.

최악의 경우 불량 PCB를 의료기기나 자동차 부품 등의 제품에 사용할 경우 부상이나 사망에 이를 수도 있다. 이러한 문제는 심각한 평판 손실과 값비싼 소송으로 이어질 수 있습니다.

PCB 검사는 전체 PCB 생산 공정을 개선하는 데에도 도움이 될 수 있습니다. 결함이 자주 발견되는 경우 결함을 수정하는 과정에서 조치를 취할 수 있습니다.

 

인쇄회로기판 조립검사 방법
PCB 검사란 무엇입니까? PCB가 예상대로 작동할 수 있도록 하려면 제조업체는 모든 구성 요소가 올바르게 조립되었는지 확인해야 합니다. 이는 간단한 수동 검사부터 고급 PCB 검사 장비를 사용한 자동화된 테스트까지 일련의 기술을 통해 수행됩니다.

수동 육안 검사가 좋은 출발점입니다. 상대적으로 간단한 PCB의 경우 PCB만 필요할 수 있습니다.
수동 육안 검사:
PCB 검사의 가장 간단한 형태는 수동 육안 검사(MVI)입니다. 이러한 테스트를 수행하기 위해 작업자는 육안으로 보드를 보거나 확대할 수 있습니다. 모든 사양이 충족되는지 확인하기 위해 보드를 설계 문서와 비교합니다. 또한 공통 기본값도 찾습니다. 그들이 찾는 결함 유형은 회로 기판 유형과 그 구성 요소에 따라 다릅니다.

PCB 생산 공정(조립 포함)의 거의 모든 단계 후에 MVI를 수행하는 것이 유용합니다.

검사관은 회로 기판의 거의 모든 측면을 검사하고 모든 측면에서 다양한 공통 결함을 찾습니다. 일반적인 시각적 PCB 검사 체크리스트에는 다음이 포함될 수 있습니다.
회로 기판의 두께가 올바른지 확인하고 표면 거칠기와 뒤틀림을 확인하십시오.
부품의 크기가 사양을 충족하는지 확인하고, 전기 커넥터와 관련된 크기에 특히 주의하십시오.
전도성 패턴의 무결성과 선명도를 확인하고 솔더 브리지, 개방 회로, 버 및 보이드를 확인하십시오.
표면 품질을 확인한 다음 인쇄된 트레이스 및 패드에 찌그러짐, 찌그러짐, 긁힘, 핀홀 및 기타 결함이 있는지 확인하십시오.
모든 관통 구멍이 올바른 위치에 있는지 확인하십시오. 누락이나 잘못된 구멍이 없는지, 직경이 설계 사양과 일치하는지, 틈이나 매듭이 없는지 확인하십시오.
백킹 플레이트의 견고성, 거칠기, 밝기를 확인하고 결함이 제기된 부분을 확인합니다.
코팅 품질을 평가합니다. 도금 플럭스의 색상을 확인하고 균일하고 견고하며 올바른 위치에 있는지 확인하십시오.

다른 유형의 검사와 비교하여 MVI에는 몇 가지 장점이 있습니다. 단순성으로 인해 비용이 저렴합니다. 증폭이 가능한 것 외에는 특별한 장비가 필요하지 않습니다. 이러한 검사는 매우 신속하게 수행할 수 있으며 프로세스 마지막에 쉽게 추가할 수 있습니다.

이러한 검사를 수행하려면 전문 인력을 찾는 것이 필요합니다. 필요한 전문 지식이 있는 경우 이 기술이 도움이 될 수 있습니다. 그러나 직원이 설계 사양을 사용하고 어떤 결함을 지적해야 하는지 아는 것이 중요합니다.

이 확인 방법의 기능은 제한되어 있습니다. 작업자의 시야에 들어오지 않는 구성품은 검사할 수 없습니다. 예를 들어 숨겨진 납땜 접합부는 이 방법으로 확인할 수 없습니다. 직원은 일부 결함, 특히 작은 결함을 놓칠 수도 있습니다. 이 방법을 사용하여 작은 구성 요소가 많은 복잡한 회로 기판을 검사하는 것은 특히 어렵습니다.

 

 

자동 광학 검사:
육안 검사를 위해 PCB 검사기를 사용할 수도 있습니다. 이 방법을 자동 광학 검사(AOI)라고 합니다.

AOI 시스템은 검사를 위해 여러 광원과 하나 이상의 고정식 또는 카메라를 사용합니다. 광원은 모든 각도에서 PCB 보드를 비춥니다. 그런 다음 카메라는 회로 기판의 스틸 이미지나 비디오를 촬영하고 이를 컴파일하여 장치의 전체 사진을 만듭니다. 그런 다음 시스템은 캡처된 이미지를 설계 사양 또는 승인된 전체 장치의 보드 모양에 대한 정보와 비교합니다.

2D 및 3D AOI 장비를 모두 사용할 수 있습니다. 2D AOI 기계는 다양한 각도에서 컬러 조명과 측면 카메라를 사용하여 높이가 영향을 받는 구성 요소를 검사합니다. 3D AOI 장비는 비교적 새로운 장비로 부품 높이를 빠르고 정확하게 측정할 수 있습니다.

AOI는 결절, 긁힘, 개방 회로, 납땜 얇아짐, 구성 요소 누락 등을 포함하여 MVI와 동일한 결함을 많이 찾을 수 있습니다.

AOI는 PCB의 많은 결함을 감지할 수 있는 성숙하고 정확한 기술입니다. 이는 PCB 생산 공정의 여러 단계에서 매우 유용합니다. 또한 MVI보다 빠르며 인적 오류 가능성을 제거합니다. MVI와 마찬가지로 볼 그리드 어레이(BGA) 및 기타 유형의 포장 아래에 숨겨진 연결부와 같이 눈에 보이지 않는 구성 요소를 검사하는 데 사용할 수 없습니다. 이는 구성 요소의 일부가 숨겨지거나 가려질 수 있으므로 구성 요소 농도가 높은 PCB에는 효과적이지 않을 수 있습니다.
자동 레이저 테스트 측정:
PCB 검사의 또 다른 방법은 자동 레이저 테스트(ALT) 측정입니다. ALT를 사용하여 솔더 조인트 및 솔더 조인트 침전물의 크기와 다양한 구성 요소의 반사율을 측정할 수 있습니다.

ALT 시스템은 레이저를 사용하여 PCB 구성 요소를 스캔하고 측정합니다. 빛이 보드 구성 요소에서 반사되면 시스템은 빛의 위치를 ​​사용하여 높이를 결정합니다. 또한 반사된 광선의 강도를 측정하여 부품의 반사율을 결정합니다. 그런 다음 시스템은 이러한 측정값을 설계 사양 또는 결함을 정확하게 식별하도록 승인된 회로 기판과 비교할 수 있습니다.

ALT 시스템을 사용하는 것은 솔더 페이스트 침전물의 양과 위치를 결정하는 데 이상적입니다. 이는 솔더 페이스트 인쇄의 정렬, 점도, 청결도 및 기타 속성에 대한 정보를 제공합니다. ALT 방법은 자세한 정보를 제공하며 매우 빠르게 측정할 수 있습니다. 이러한 유형의 측정은 일반적으로 정확하지만 간섭이나 차폐가 발생할 수 있습니다.

 

엑스레이 검사:
표면 실장 기술의 발전으로 PCB는 점점 더 복잡해졌습니다. 이제 회로 기판은 더 높은 밀도와 더 작은 구성 요소를 가지며 숨겨진 납땜 연결을 볼 수 없는 BGA 및 칩 스케일 패키징(CSP)과 같은 칩 패키지를 포함합니다. 이러한 기능은 MVI 및 AOI와 같은 육안 검사에 어려움을 가져옵니다.

이러한 문제를 극복하기 위해 X-Ray 검사 장비를 사용할 수 있습니다. 이 물질은 원자량에 따라 X선을 흡수합니다. 무거운 원소는 더 많이 흡수하고, 가벼운 원소는 더 적게 흡수하여 물질을 구별할 수 있습니다. 솔더는 주석, 은, 납과 같은 무거운 원소로 만들어지는 반면, PCB의 대부분의 다른 구성 요소는 알루미늄, 구리, 탄소, 실리콘과 같은 가벼운 원소로 만들어집니다. 결과적으로 솔더는 X-Ray 검사 중에 쉽게 볼 수 있지만 거의 모든 다른 구성 요소(기판, 리드 및 실리콘 집적 회로 포함)는 보이지 않습니다.

X선은 빛처럼 반사되지 않고 물체를 통과하여 물체의 이미지를 형성합니다. 이 프로세스를 통해 칩 패키지와 기타 구성 요소를 통해 그 아래의 납땜 연결을 확인할 수 있습니다. X-Ray 검사를 통해 납땜 접합부 내부를 관찰하여 AOI로 볼 수 없는 기포를 찾을 수도 있습니다.

X-Ray 시스템은 솔더 조인트의 힐도 볼 수 있습니다. AOI 동안 솔더 조인트는 리드로 덮여 있습니다. 또한 X-Ray 검사시 그림자가 들어가지 않습니다. 따라서 X-Ray 검사는 부품이 밀집된 회로 기판에 적합합니다. 수동 X-Ray 검사에는 X-Ray 검사 장비를 사용할 수 있고, 자동 X-Ray 검사(AXI)에는 자동 X-Ray 시스템을 사용할 수 있습니다.

X-Ray 검사는 더 복잡한 회로 기판에 이상적인 선택이며, 칩 패키지를 관통하는 능력과 같이 다른 검사 방법에는 없는 특정 기능을 가지고 있습니다. 또한 조밀하게 포장된 PCB를 검사하는 데에도 적합하며 솔더 조인트에 대한 보다 자세한 검사를 수행할 수 있습니다. 이 기술은 좀 더 새롭고 복잡하며 잠재적으로 더 비쌉니다. BGA, CSP 및 기타 패키지가 포함된 고밀도 회로 기판이 많은 경우에만 X-Ray 검사 장비에 투자해야 합니다.