PCB 제조 및 어셈블리 검사

PCB는 전기 신호를 라우팅하고 구성 부품을 지원하여 노트북에서 전자 차량에 이르기까지 모든 것을 구동하므로, 전자, 자동차 및 의료 기기와 같은 산업에서 필수적이며 흔히 사용됩니다. 전자 부품이 해당 구성 부품이 들어가는 장치보다 훨씬 더 작아지고 생산이 가속화됨에 따라, PCB 제조에서 정밀도에 대한 요구가 그 어느 때보다 커졌습니다.  

각 보드 내에서 커넥터는 구성 부품 간의 적절한 신호 및 전력 전달을 보장하는 데 중요한 역할을 합니다. 머신 비전 기반 검사는 PCB 어셈블리가 올바른지 확인하여 원치 않는 재료와 기능 오류가 다운스트림 문제를 일으키는 것을 방지하는 데 도움이 됩니다. 

PCB 어셈블리는 거의 모든 전자 제품의 기능과 신뢰성을 지원하는 고정밀 프로세스로, 허용 오차가 매우 작습니다. 최신 PCB는 저항기, 커패시터, 마이크로칩 및 커넥터와 같은 수백 가지의 구성 부품을 컴팩트하고 밀집된 레이아웃에 담습니다. 따라서 성능에 영향을 미치는 결함을 방지하기 위해 모든 어셈블리 단계를 주의 깊게 검사해야 합니다.   

두 가지 주요 어셈블리 방법이 있습니다.

• 표면 장착 기술(SMT): 구성 부품이 보드 표면에 직접 장착되어 컴팩트하고 가벼운 디자인과 신속한 생산이 가능합니다. 스마트폰, 웨어러블 및 컴팩트 컴퓨팅 장치에 필수적입니다. 그러나 SMT가 지원하는 소형화는 검사 문제를 야기합니다. 즉, 엄격한 공차, 구성 부품 밀도 및 소형 납땜 접합부는 모두 문제가 감지되지 않을 위험을 높입니다.  
• 관통형 기술(THT): 구성 부품이 보드의 드릴 구멍을 통해 삽입되어 자동차 시스템, 산업 기계 및 전력 장비와 같은 고응력 환경에 이상적인 강력한 기계적 접착을 생성합니다. 이 방법은 특히 SMT와 THT 구성 부품을 결합하는 혼합 기술 어셈블리에서 일관되지 않은 납땜 부피와 약한 조인트 무결성을 초래할 수 있으므로 검사가 더 어려워집니다.  

두 가지 방법 모두 수동으로 수행하거나(소량 생산 또는 매우 복잡한 보드에 가장 적합), 자동화된 조립(픽 앤 플레이스 로봇과 같은 기계가 더 빠르고 일관된 결과를 위해 작업을 처리)을 통해 수행할 수 있습니다. 

빽빽하게 채워진 PCB에서는 기울어진 구성 부품, 불충분한 납땜 접합부 또는 부분적으로 장착된 커넥터와 같은 사소한 결함도 다운스트림의 주요 고장으로 이어질 수 있습니다. 수동 검사와 규칙 기반 자동 광학 검사(AOI)로는 반사되는 표면, 엄격한 공차, 조밀한 레이아웃 등을 처리하기 어려워 기존의 검사 방법은 복잡성을 따라잡는 데 어려움을 겪는 경우가 많습니다. 사람 검사자는 느리고 오류가 발생하기 쉬울 수 있으며, 표준 AOI 시스템은 정렬되지 않은 구성 부품 또는 잘못 장착된 커넥터와 같은 중요한 결함을 놓치는 경우가 많습니다.

Cognex AI 기반 "비전 납땜 접합부, 커넥터 시트 및 접촉부 무결성을 빠르고 스마트하게 검사하여 이러한 한계를 극복합니다. Cognex 시스템은 다양한 결함 유형을 감지하기 위해 여러 스테이션을 필요로 하는 대신 정밀성과 유연성을 결합하여 복잡한 형상, 가변 조명 및 고속 수요를 처리합니다. 이러한 간소화된 접근 방식은 잘못된 오류를 줄이고 병목 현상을 제거하며 조립 프로세스의 모든 단계에서 품질을 보장합니다.  

각 애플리케이션은 검사와 관련하여 고유한 어려움을 제시합니다. Cognex의 고급 시스템은 다음과 같은 문제를 해결하는 맞춤형 데이터 기반 솔루션을 제공합니다.  

• 마우스 PCB: 어셈블리 확인, 결함 발견, 마이크로 스위치, 센서 및 LED의 판독 가능한 표시 확인 등 컴팩트한 마우스 PCB를 한 번 만에 빠르게 검사합니다. 제한된 공간과 다양한 재료에도 불구하고 검사는 빠르고 정확하며 신뢰할 수 있습니다.  
• 다층 세라믹 커패시터: 이러한 작지만 중요한 구성 부품은 균열, 블리스터 및 종단 코팅 공극과 같은 보기 어려운 문제에 취약합니다. 비전 시스템은 높은 감도로 이러한 결함을 감지할 뿐만 아니라 잘못된 거부를 줄이고 업스트림 프로세스 개선을 위한 근본 원인 데이터를 제공합니다.  
• 전기 커넥터: 비전 시스템은 기능 테스트를 통과하지만 제품 외관을 손상시킬 수 있는 스크래치, 찌그러짐 및 기타 외관 결함을 감지합니다. 커넥터가 작동할 뿐만 아니라 시각적으로도 완벽하도록 보장함으로써, 이러한 시스템은 품질 표준과 브랜드 평판을 유지하는 데 도움이 됩니다.
• 보드 간 커넥터: PCB 사이의 컴팩트한 신호 연결을 정확하고 빠르게 확인하여 구부러진 핀, 성형 베이스 결함 및 불완전한 납땜 조인트와 같은 미세하고 예측할 수 없는 결함을 감지합니다. Cognex는 전기 테스트를 통과하고 현장에서 디버깅하기 어려운 고장을 일으키는 문제를 극복하여 제품 성능을 보호하고 비용이 많이 드는 반품을 줄여 이러한 결함을 식별합니다. 

간단한 소비자 보드 또는 복잡한 산업용 PCB 검사 등 Cognex AI 기반 In-Sight 비전 시스템, VisionPro Deep Learning 소프트웨어 및 산업용 카메라는 자동화된 어셈블리 검증을 위한 강력한 솔루션을 제공합니다. 이러한 시스템은 전반적으로 정확성, 일관성 및 효율성을 보장하여 생산성을 향상하는 실행 가능한 통찰력을 제공합니다. 

Cognex AI는 복잡한 배경이나 반짝이는 표면에서도 결함을 정확하게 식별하기 위해 올바른 어셈블리의 예를 통해 학습하여 수동 검사와 기존 AOI가 자주 놓치는 사항을 단순화합니다. 훈련을 받으면 시스템은 광범위한 재프로그래밍 없이 새로운 설계에 쉽게 적응합니다. SMT 및 THT 어셈블리를 모두 처리하여 레이아웃 변경, 조명 변동 및 배경 노이즈에 맞게 조정합니다. 따라서 가동 중단 시간을 최소화하고 생산을 계속 진행할 수 있습니다.  

글로벌 엔지니어링 지원과 직관적인 셀프 서비스 툴을 통해, 오늘날의 첨단 전자 제품 제조에서 요구하는 높은 표준을 충족할 수 있습니다. 머신 비전을 통해 PCB 제조업체는 생산 라인에 감지, 적응 및 개선할 수 있는 툴을 장착하여 반응형 검사를 넘어 사전 예방적 품질 관리로 전환할 수 있습니다. 이를 통해 제조업체는 점점 더 경쟁이 치열해지는 시장에서 폐기물을 줄이고 수익률을 높이며 제품 무결성을 보호할 수 있습니다.