자동 검사 장비(ATE, Automated Test Equipment)는 정해진 신호를 내보내고 결과를 읽는 장비입니다. 피시험 기판(DUT, Device Under Test)은 검사받는 기판이며, 검사 지그(test fixture)는 기판을 정해진 위치에 고정하고 장비와 이어 줍니다. 지그에는 누르면 안쪽 스프링이 움직이는 포고 핀(pogo pin)으로 기판의 시험 패드(test pad, 탐침이 닿도록 마련한 노출 금속 부분)에 닿는 구조가 쓰일 수 있습니다. 이 글은 장비와 지그 사이의 커넥터를 고르는 방법을 다루며, 포고 핀의 위치 설계나 기판 자체의 합격 기준은 다루지 않습니다.
핀 수를 세기 전에 검사 신호를 한 줄씩 적습니다
회로도와 검사 항목에서 장비가 내보낼 신호, 기판에서 돌아올 신호, 전원과 귀환 경로(return path, 전류가 전원 쪽으로 돌아가는 길)를 따로 적습니다. 예를 들어 전원선 하나와 신호선 여럿만 세고 귀환선을 빠뜨리면 핀 수는 맞아도 검사 조건을 만들 수 없습니다. 여러 전원·접지 접점을 사용한다면 어느 접점이 실제 전류를 나누어 받는지도 연결표에 표시합니다. 핀 수가 많다고 해서 접점당 허용 전류가 자동으로 늘어나지는 않습니다.
| 경로 | 요구표에 적을 내용을 구분합니다 | 선택 뒤 확인할 사항 |
|---|---|---|
| 전원과 귀환 | 정상·기동 조건의 전압과 전류, 전류가 돌아오는 경로를 각각 적습니다. | 커넥터와 케이블·포고 접점의 정격을 모두 대조하고, 실제 부하에서 기판 단자 전압을 확인합니다. |
| 작은 아날로그 신호 | 장비가 내보내는 크기, 기준 전위와 허용 오차를 적습니다. | 접점 앞뒤의 전압 차와 흔들림이 검사 오차를 넘지 않는지 봅니다. |
| 디지털·고속 신호 | 논리 전압뿐 아니라 필요한 속도, 상승 시간, 짝이 되는 귀환선이나 차동선(differential pair, 서로 반대 방향으로 변하는 신호 두 선)을 적습니다. | 선택한 결합쌍·케이블·지그를 지난 뒤에도 수신단 조건을 만족하는지 확인합니다. |
| 차폐가 필요한 경로 | 차폐층을 장비·지그·외함의 어디에 연결하도록 설계했는지 적습니다. | 금속 외관만 보고 접속됐다고 가정하지 않고 실제 종단 경로를 확인합니다. |
표의 허용 전압·전류·오차·신호 속도는 사용할 장비와 기판의 문서에서 정해야 합니다. 회로와 검사 사양을 모르는 상태에서 모든 지그에 통하는 임계값을 정할 수는 없습니다.
커넥터는 맞물리는 두 부품과 배선까지 함께 고릅니다
접점당 전류 정격(current rating per contact)은 한 접점에 허용되는 전류이며, 실제 온도와 동시에 사용하는 접점 수 등 제조사가 지정한 시험 조건을 확인해야 합니다. 접촉 저항(contact resistance)은 맞물린 금속 경계에서 생기는 저항입니다. 전류가 흐르면 접점 앞뒤에 전압 강하(voltage drop, 두 점 사이에 생기는 전압 차)와 열이 생길 수 있으므로, 저항 수치만 읽지 말고 허용 전압 손실과 검사 오차에 연결합니다. 전원 경로에서는 커넥터의 맞물림부와 케이블 단자, 지그 배선, 포고 접점을 나누어 봐야 기판에서 전압이 낮아진 위치를 찾을 수 있습니다.
전류 정격과 전압 정격(voltage rating)은 다른 항목입니다. 검사 중 이웃 접점 사이와 접점·금속 외함 사이에 걸릴 수 있는 최고 전압을 적고, 선택한 결합쌍의 절연·전압 조건과 대조합니다. 전류 정격만 넉넉하다는 이유로 다른 전압 영역의 신호를 같은 결합부에 임의로 모으지 않습니다.
장비 쪽과 지그 쪽이 실제로 맞물리는 부품인지, 접점 번호를 어느 면에서 읽는지, 케이블 쪽 단자와 기판 쪽 납땜 형식이 각각 무엇인지 도면으로 대조합니다. 핀 배열이 같은 다른 시리즈라도 결합 치수·접점 재질·도금·허용 전류가 다를 수 있습니다. 키잉(keying)은 반대 방향이나 다른 종류의 결합을 막는 형상이고, 잠금 장치는 정상 검사 중 케이블이 빠지지 않게 하는 구조입니다. 지그 안의 장착 공간과 실제 운용 온도를 두 부품의 도면·사양에서 확인하고, 공간이 좁다는 이유로 키잉이나 케이블의 당김을 받는 고정부를 없애지 않습니다.
반복해서 꽂는 지그에서는 삽탈 수명(mating-cycle rating)도 확인합니다. 이는 해당 결합쌍이 지정된 조건에서 몇 번 연결과 분리를 견디도록 평가됐는지 나타내는 사양이지, 실제 지그의 모든 접점이 그 횟수까지 반드시 정상이라는 보증은 아닙니다. 지그에서 예상되는 교체 주기와 연결 횟수를 적고, 제조사의 정확한 결합쌍 시험 자료와 대조합니다. 도금·마모·오염이 검사값을 바꿀 수 있으므로 사용 중 정기적인 접점 상태 확인도 계획합니다.
고속 신호라면 특성 임피던스(characteristic impedance)와 전송 특성을 별도로 봅니다. 특성 임피던스는 신호가 전송 경로를 따라 진행할 때 그 구조가 보이는 전압과 전류의 비율입니다. 커넥터의 외형이나 핀 수만으로는 이를 알 수 없습니다. 사용할 신호의 주파수·상승 시간에 맞춰 정확한 결합쌍의 고속 특성 자료를 찾고, 케이블과 지그 배선에서 귀환 경로가 끊기거나 갑자기 바뀌는 지점도 확인합니다. 커넥터 데이터시트에 고속이라고 적혀 있어도 완성된 지그의 수신 파형이 합격했다는 뜻은 아닙니다. 차폐(shielding)가 필요한 신호는 케이블 차폐층, 커넥터의 차폐 구조와 외함 사이 연결을 실제 설계와 맞춥니다.
조립된 경로를 구간별로 확인합니다
- 전원을 분리하고 장비 단자부터 기판 시험 패드까지 한 줄씩 연결을 추적합니다. 핀 번호를 양쪽 결합면에서 다시 확인하고, 인접 접점의 의도하지 않은 연결과 기판 방향 오류를 검사합니다. 키잉이나 잠금이 실제로 맞는지도 조립 상태에서 확인합니다.
- 장비·기판이 허용하는 전원과 부하 조건에서 알려진 검사 신호를 인가합니다. 측정기가 연결돼도 안전한 저전압 직류(DC, Direct Current) 경로라면 장비가 인가한 동일 전원선 또는 시험 입력을 장비 출력 측정점과 기판 시험 패드에서 비교합니다. 응답 신호와 귀환선은 각자 지정된 경로와 기준점에서 따로 확인합니다. 빠른 신호의 파형은 해당 장비가 허용하는 측정 구성에서 비교하고, 고전압이나 절연 시험은 그 시험에 정해진 장비와 절차를 따릅니다. 두 점의 차이가 있다면 장비와 지그 사이, 지그 배선, 포고 접점을 나누어 확인합니다. 손으로 커넥터를 누를 때만 합격하는 상태를 정상 조건으로 기록하지 않습니다.
- 전원·저주파 경로는 실제 부하에서 전압 강하를, 작은 아날로그 신호는 허용 측정 오차를 확인합니다. 고속 신호는 단순 도통값 대신 해당 인터페이스가 요구하는 수신 파형이나 오류 기준을 사용합니다. 어떤 계기와 프로브를 연결했는지도 결과에 남겨 측정기가 회로를 바꾼 영향을 구분합니다.
- 같은 기판을 분리했다 다시 끼우며 검사값이 재현되는지 봅니다. 반복 횟수와 허용 변화는 예상 생산량과 검사 사양으로 정하고, 제조사 삽탈 정격을 넘기는 시험을 임의로 진행하지 않습니다. 문제가 생기면 기판만 바꾸기 전에 같은 장비·케이블·지그 조합에서 접점 구간을 다시 확인합니다.
정격을 확인했다고 해서 전체 사슬 시험을 건너뛸 수 있는 것은 아닙니다. 제조사의 접점 전류·전압·삽탈 수명은 후보를 거르는 자료이고, 조립 뒤의 전압·파형·반복성 기록은 이 지그가 실제 검사 조건을 전달하는지 보여 줍니다. 한 기판을 한 번 통과시켰다고 해서 모든 전류, 주파수, 온도와 장기 사용 조건을 검증했다고 기록하지 않습니다. 최종 연결표에는 커넥터 양쪽의 정확한 부품 번호와 방향, 각 접점의 신호, 확인한 시험 조건, 남은 미시험 조건을 함께 남기십시오.
선정 조건을 확인할 자료
- Samtec: 커넥터 형식·도금·결합 조건 선정
- Samtec: 전류·온도·삽탈 시험 보고서의 해석
- TE 60-0270-011-P00: 개별 접점의 도면과 사양 예시. 이 부품을 모든 지그에 추천하거나 그 정격을 다른 결합쌍에 적용하는 예시가 아닙니다.