일반적인 PCB 및 PCBA 테스트 기술

그만큼 PCB는 전자 부품의 물리적 지지대이자 전기적 연결을 위한 매개체입니다. 높은 신뢰성, 고밀도 및 기타 고유한 특성으로 인해 의료 기기, 가전 제품, 산업 장비에 널리 사용되고 있습니다. 수년간 PCB에 대한 수요는 생산량과 성능 면에서 급속한 성장을 보여왔으며, 이는 PCB 및 PCBA 품질 관리에 대한 요구 사항을 더욱 높이고 있습니다. 

용도와 관계없이 모든 PCB는 프로젝트 사양에 따라 정확하게 작동해야 합니다. 따라서 PCB 및 PCBA 테스트는 기판 오작동을 유발할 수 있는 결함이나 문제점을 찾아내는 데 필수적인 제조 단계입니다. 이 글에서는 공장에서 일반적으로 사용되는 몇 가지 PCB 및 PCBA 테스트 기법에 대해 살펴보겠습니다. PCBgogo중국에 위치한 전문 PCB 및 PCBA 제조업체입니다.

1. PCB  및 PCBA  테스트 의 이점

PCB 및 PCBA 테스트를 통해 기판의 주요 결함을 조기에 발견하고 해결할 수 있습니다. 이는 비용 절감, 시간 절약, 안전성 최적화에 도움이 됩니다. 결함이 있는 기판을 제때 걸러내지 못하고 최종 생산 공정에 투입될 경우, 필연적으로 더 많은 낭비가 발생합니다. 완제품의 결함을 수정하는 것은 훨씬 더 어렵고 비용이 많이 듭니다. 전자 제품 생산 공정에서 결함으로 인한 비용 손실은 단계별로 정도가 다릅니다. 결함을 조기에 발견할수록 수정 비용을 줄일 수 있습니다.

2.  PCB  및 PCBA 에서 테스트할 결함

다음은 PCB에서 흔히 발생하는 결함입니다. PCB 조립 제조 과정 중에 테스트를 거쳐야 합니다.

2.1 PCB용

     열려 있는

     불충분함

     짧은

     전기 부품이 누락되었습니다.

     정렬이 잘못됨

     전기 부품 불량

     잘못된 구성 요소

     납땜 과다

     비전기적 부품 누락

     방향이 잘못되었습니다

     비전기 부품의 결함

2.2 PCBA의 경우

2.2.1 납땜 결함

     개방 회로

     솔더 브리지

     납땜 단락

     납땜이 부족함

     납땜 불량

     납땜 과다

     납땜 품질

2.2.2 구성 요소 결함

     들어 올린 리드

     누락된 구성 요소

     정렬 불량/잘못 배치된 부품

     잘못된 구성 요소 값

     결함이 있는 부품

2.2.3 BGA 및 CSP 결함

     BGA 쇼츠

     BGA 개방 회로 연결

3. 일반적인 PCB 및 PCBA  테스트 기술

3.1 수동 육안 검사

수동 육안 검사는 확대경이나 보정된 현미경을 사용하여 조립된 회로 기판의 적합 여부를 작업자가 육안으로 확인하는 가장 전통적인 검사 기법입니다. 회로 기판이 비교적 단순하고 부품 수와 납땜 연결부가 적은 경우, 납땜 상태 및 기타 눈에 보이는 결함을 찾아내는 데 충분합니다.

이 기술은 테스트 장비가 필요 없어 비용이 저렴하다는 장점이 있습니다. 하지만 인적 오류의 가능성이 있습니다. 검사자가 반복적인 작업을 수행하면서 지루함이나 피로감을 느끼게 되면 일부 결함을 놓칠 수 있습니다. 또한 장기적인 비용이 높고, 검출 결과가 일관적이지 않으며, 데이터 수집이 어렵다는 단점도 있습니다. PCB 생산량 증가, PCB 설계의 집적화, 부품 소형화 추세에 따라 이 검사 기술은 더 이상 실용적이지 않게 될 것입니다.

3.2 자동 광학 검사(AOI)

자동 광학 검사(AOI)는 PCB 및 PCB 어셈블리 모두에 널리 사용되는 검사 기술입니다. 고해상도 카메라를 사용하여 회로 기판을 자동으로 스캔합니다. 촬영된 이미지와 원본 설계 파일을 비교하여 잠재적인 결함을 조기에 발견할 수 있습니다. 

AOI는 일반적으로 솔더 리플로우 단계 전후에 수행됩니다. 결함이 발견된 PCB 기판은 재작업됩니다. 이때 결함을 수정하는 비용은 최종 테스트 후 수정하는 비용보다 거의 10배 저렴합니다. 높은 품질 기준을 달성하기 위해 일부 PCB 제조업체는 다음과 같은 방법을 사용합니다. PCB GOGO다양한 생산 공정 중에 AOI를 여러 번 수행할것입니다.

3.3 자동 X선 검사(AXI)

자동 광학 검사(AOI)는 부품 배치 불량, 납땜 단락, 납땜 누락 등 다양한 유형의 결함을 검사할 수 있지만, 특히 BGA 패키지의 경우 패키지 아래에 숨겨진 연결부나 납땜을 감지하는 데 어려움이 있습니다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 자동 X선 검사가 개발되었습니다. X선이 물체를 통과할 때 흡수되는 정도가 다르다는 점을 이용하여 육안으로 보이지 않는 물체의 구조를 드러낼 수 있습니다.

AXI는 주로 브리지, 칩 누락, 정렬 불량 등 조립 공정 중 발생하는 초미세 피치 및 초고밀도 회로 기판의 결함을 검출하는 데 사용됩니다. BGA 및 솔더 볼의 경우, AXI는 납땜 품질을 검사할 수 있는 유일한 대안입니다. 표면 실장 기술(SMT) 소형 부품과 새로운 칩 패키지, 그리고 양면 및 다층 기판의 복잡성 증가로 인해 자동 X선 검사(AXI)의 활용도가 지속적으로 증가하고 있습니다. PCBgogo에서는 PCB 조립 서비스를 주문하실 때 AXI를 이용하실 수 있습니다.

3.4 못 침대 테스트

베드 오브 네일 테스터는 PCB 조립 공정 후에 사용되는 전통적인 전자 테스트 장비입니다. 이 장비는 툴링 핀을 사용하여 회로 기판의 테스트 포인트와 접촉하도록 정렬된 여러 개의 작은 스프링식 포고 핀으로 구성되어 있으며, 이 핀들은 전선을 통해 측정 장치에 연결됩니다. 이 테스트 기법은 단락, 개방, 저항, 용량 및 기타 기본 변수를 검사하여 조립품이 올바르게 제작되었는지 여부를 확인합니다.

전체 테스트 과정은 소프트웨어로 제어되며, 단일 보드를 테스트하는 데 몇 초에서 수십 초 정도 소요됩니다. DUT(테스트 대상 장치) 회로 내 테스트 포인트에 직접 접촉하기 때문에 개별 부품을 정확하게 테스트하고 성능을 측정할 수 있습니다. 그러나 PCB 유형별로 특정 지그가 필요하기 때문에 PCB 프로토타입 테스트에는 비용이 많이 듭니다. 소량 PCB 주문의 경우에는 유리한 선택입니다.

3.5 비행 프로브 테스트

플라잉 프로브 테스터는 베드 오브 네일 테스터를 개선한 방식입니다. 고정 장치가 필요 없어 특정 프로브 가공 및 맞춤형 도구 제작 비용을 절감할 수 있습니다. 촘촘하게 배열된 베드 오브 네일 대신 2개 이상의 이동 가능한 프로브를 사용하여 부품 밀도가 높고 피치 폭이 좁은 PCB도 검사할 수 있습니다. 

플라잉 프로브 테스트는 아날로그 부품 테스트, 아날로그 신호 분석, 단락/개방 회로 테스트에 일반적으로 사용됩니다. 이는 PCB 상의 부품 접촉을 위한 베드 오브 네일(Bed-of-Nails) 방식의 대안으로 사용됩니다. 플라잉 프로브 테스트는 초기 비용이 저렴하지만 테스트 속도가 베드 오브 네일 테스터보다 훨씬 느립니다. 이러한 특성 때문에 PCB 프로토타입 제작이나 소량 생산에는 적합하지만 대량 생산에는 효율성이 떨어집니다. PCB GOGO모든 기판은 고객에게 배송되기 전에 플라잉 프로브 테스트를 거칩니다.

이미지 제공: pcbgogo.co.kr

3.6 기능 테스트

기능 테스트는 이름에서 알 수 있듯이 조립된 PCB가 의도한 대로 정확하게 작동하는지 확인하는 테스트입니다. 테스터는 PCB의 최종 전기 환경을 시뮬레이션하여 장비에 전원이 공급되는지 검증합니다. 일반적으로 제조 공정의 마지막 단계에서 수행됩니다. 테스트 프로그램 자체가 복잡하고 비용이 많이 들지만, 뛰어난 품질 보증을 제공합니다.

4. 결론

PCB 및 PCBA 테스트는 제조 과정에서 필수적인 부분입니다. 테스트를 통해 초기 단계에서 결함을 발견하고 비용을 절감하며 최종 생산 단계에 도달하기 전에 문제를 예방할 수 있습니다. 부품의 소형화와 PCB 설계의 복잡성 증가로 인해 더욱 발전된 테스트 기술에 대한 필요성이 커지고 있습니다. 하지만 어떤 테스트를 요청할지는 보드의 품질 요구 사항에 따라 결정해야 합니다. 모든 테스트 기술을 적절히 조합하면 거의 모든 결함을 식별할 수 있지만, 특정 요구 사항에 가장 비용 효율적인 솔루션을 고려하는 것이 중요합니다.

PCBgogo는 위에 설명된 모든 테스트 장비를 처리하며, 귀사를 위해 경험이 풍부한 엔지니어와 기술자로 구성된 팀을 보유하고 있습니다.PCB 그리고PCBA 주문 건에 대해 전문적인 지원을 제공하고 차기 PCB 프로젝트를 위한 신뢰할 수 있는 파트너가 되어 드릴 수 있습니다.