검사는 단계가 아니라 연속적인 과정입니다
PCB 조립 과정에서는 단일 검사 방법으로는 감지할 수 없는 다양한 결함이 발생할 수 있습니다. 페이스트가 너무 얇게 인쇄되었거나, 부품이 90° 회전되었거나, BGA 볼이 납땜되지 않았거나, 배럴에 빈 공간이 있거나, 펌웨어 이미지가 부팅되지 않는 경우 등은 표준 검사 도구 중 적어도 하나로는 감지할 수 없습니다.
따라서 중요한 질문은 "어떤 검사를 사용해야 하는가"가 아니라 "이 보드에서 어떤 결함 유형이 중요한가, 그리고 어떤 검사 방법이 각각의 결함을 감지할 수 있는가"입니다. 아래 6가지 방법은 페이스트 도포부터 최종 제품까지의 전체 과정을 다룹니다.
1. 육안 및 현미경 검사
가장 저렴하고 첫 번째 검사 방법입니다. 부품 누락, 극성 오류, 툼스토닝, 솔더 볼, 손상된 부품 등을 감지하며, 실크스크린과 마킹을 직접 판독할 수 있는 유일한 방법입니다. 하지만 일관성이 가장 떨어지기 때문에 유일한 검사 관문으로 사용하기보다는 셋업 및 최종 검사 단계에서 사용됩니다.
2. 솔더 페이스트 검사
SPI는 리플로우 전에 페이스트의 높이, 면적, 오프셋을 측정합니다. 기판을 세척하고 재인쇄하기 전에 인쇄 문제를 감지할 수 있는 유일한 방법입니다. 30% 얇게 인쇄된 경우 리플로우 후 접합부가 벌어지게 되는데, 그 시점에는 이미 부품이 배치된 후입니다.
3. 자동 광학 검사(AOI)
AOI는 조립된 기판을 프로그래밍된 기준과 비교하여 부품의 존재 여부, 극성, 회전, 오프셋, 필렛 형상 및 브리지를 확인합니다. 하지만 물리적 한계로 인해 표면만 판독할 수 있습니다. 키가 큰 부품은 주변 부품에 그림자를 드리우고, 패키지 아래에 있는 부품은 보이지 않습니다.
4. X선 검사
X선 검사는 패키지를 투과하여 아래쪽 접합부(BGA 볼, QFN 열 패드, 프레스핏 핀, 도금 배럴)를 검사합니다. 에어리어 어레이 부품의 경우, 볼이 패드에 제대로 밀착되었는지 확인하는 유일한 비파괴 검사 방법이며, 리플로우 문제가 집중되는 바로 그 부분을 검사할 수 있습니다.
5. 회로 내 테스트 및 플라잉 프로브
두 검사 모두 기판의 전원을 끈 상태에서 전기적 연속성과 부품 값을 검사합니다. 고정 프로브가 있는 지그는 일단 제작되면 보드당 빠르고 저렴합니다. 플라잉 프로브는 지그가 필요 없으며 프로토타입 및 소량 생산에 적합합니다. 하지만 두 방식 모두 제품의 작동 여부를 확인할 수는 없습니다.
6. 기능 테스트 및 번인 테스트
기능 테스트는 펌웨어, 인터페이스, 무선 링크, 전류 소모 등 제품으로서의 어셈블리를 테스트하는 것이고, 번인 테스트는 온도와 시간을 가하여 어셈블리를 테스트하는 것입니다. 설계와 조립이 만나는 지점이 바로 이 번인 테스트입니다. 모든 광학 검사를 통과한 미세 접합부라도 이 단계에서는 불량 판정을 받게 되는데, 이것이 바로 자동차 및 의료기기 제조에 열 사이클링 테스트가 추가되는 이유입니다.
테스트 순서
실질적인 순서는 다음과 같습니다. 프린터에서의 SPI 테스트, 배치 및 리플로우 후 AOI 테스트, 영역 어레이 및 열 패드 X선 검사, 모든 보드에 대한 전기 테스트, 모든 보드에 대한 기능 테스트, 그리고 제품에 따라 필요한 경우 번인 테스트 또는 열 사이클링 테스트를 진행합니다. 대량 생산 시 샘플링을 통해 일부 광학 테스트 단계를 생략할 수 있지만, 전기 테스트 단계는 절대 생략할 수 없습니다.
작업 품질은 IPC-A-610 표준에 따라 평가되며, 이 게이트의 공정 한계는 PCBA 제조 페이지에, 초도품 세부 내용은 FAI 노트에 있습니다.
