동박 패턴 검사와 완성 기판 검사는 시점이 다릅니다
솔더 마스크(solder mask)는 납땜할 곳을 제외한 표면을 덮는 보호막입니다. PCB(Printed Circuit Board, 인쇄 회로 기판)에서 패턴 자동 광학 검사(AOI, Automated Optical Inspection)는 주로 식각 뒤 아직 마스크가 덮이지 않은 구리 배선과 기판 바탕을 확인합니다. 반면 완성 기판 자동 영상 검사(AVI, Automated Vision Inspection)는 부품을 올리기 전, 마스크와 인쇄 문자, 노출된 금속 패드가 있는 기판을 확인합니다. 기판에 문자와 기호를 인쇄한 층을 실크스크린(silkscreen)이라고 합니다. 조립한 뒤 부품과 접합부를 보는 AOI도 있으므로, 장비 이름만 적지 말고 검사 시점과 대상을 함께 적어야 합니다.
식각 뒤 패턴 AOI에서는 실제 구리 패턴의 영상을 같은 설계 버전의 CAD(Computer-Aided Design, 컴퓨터 설계) 데이터와 대조합니다. 배선 가장자리에 구리가 일부 빠진 닉(nick)이나 불필요하게 솟은 구리 돌기(nodule)를 후보로 찾더라도, 후보 위치를 원본 패턴과 다시 비교해 판정해야 합니다. 영상 형상 대조는 이후의 도통·절연 검사와 대상이 다르므로 두 결과를 하나의 합격 표시로 합치지 않습니다.
마스크 색은 이미 끝난 맨구리 패턴 검사에 영향을 주지 않습니다. 색이 검사 조건을 바꿀 수 있는 곳은 마스크를 입힌 뒤의 외관 검사와, 조립품을 찍는 검사 가운데 그 표면을 영상의 배경으로 사용하는 항목입니다.
색 이름보다 결함과 배경의 차이를 봅니다
영상 검사기는 조명 아래에서 찍은 밝기·색·형상으로 정상 영역과 다른 곳을 찾습니다. 예를 들어 같은 크기의 오염도 마스크 표면과 영상에서 비슷하게 보이면 찾기 어려울 수 있습니다. 반대로 조명 반사나 정상적인 표면 얼룩이 달라지면 불량 후보가 늘 수 있습니다. 검은색이면 항상 어렵고 녹색이면 항상 쉽다는 식으로 정할 수 없는 이유입니다. 무엇을 찾는지, 조명과 카메라가 무엇을 구별하는지에 따라 결과가 달라집니다.
먼저 검사할 항목을 구체적으로 적습니다. 마스크의 빠진 곳, 금속 패드에 남은 막, 읽어야 할 문자, 긁힘 또는 오염은 각각 보아야 할 경계가 다릅니다. 기판 색만 다른 표본을 비교하더라도 글자 잉크·패드 표면 처리·사진 밝기가 함께 달라지면 색의 영향을 분리할 수 없습니다.
새 색상의 실제 검사 영상으로 확인합니다
- 현재 사용하는 검사 단계와 대상 결함을 정하고, 그 결함의 판정 기준을 확인합니다.
- 가능하면 같은 설계와 표면 처리의 시료를 준비해 기존 색상과 새 색상을 실제 장비의 조명·카메라 조건에서 촬영합니다. 두 영상의 노출이나 조명 조건이 달랐다면 이를 기록하고 단순한 색상 비교로 해석하지 않습니다.
- 정상 시료뿐 아니라 판정이 알려진 결함 시료도 검사합니다. 마스크·실크스크린·패드 경계와 오염을 놓친 위치, 정상인데 불량으로 표시한 위치를 사람이 원본과 대조해 기록합니다. 후자를 오검출(false call)이라고 합니다. 소수 시료에서 관찰한 횟수를 전체 생산의 검출률(detection rate)로 확대하지 않습니다.
- 기존의 정상 기판 사진을 기준 영상(reference image)으로 쓰는 장비라면 새 색상의 기준 영상과 검사 설정이 필요한지 확인합니다. 조명이나 판정값을 조정했다면, 누락된 결함이 줄었는지와 정상 시료의 오검출이 늘지 않았는지를 같은 검사 항목으로 다시 확인합니다.
흰색 표면에서 어떤 얼룩이 눈에 잘 띄었다고 모든 오염 검사가 쉬워지는 것은 아닙니다. 반대로 어두운 표면에서 글자가 잘 보이지 않더라도 조명·잉크·카메라 설정을 바꾸면 같은 문제가 남는지 다시 확인할 수 있습니다. 최종 선택은 색 견본의 사진이 아니라 실제 공정에서 검사한 기록으로 결정합니다.
색 변경에 따른 전기적 영향은 별도의 문제로 다룹니다. 단순히 색 이름이 바뀌었다고 해서 회로 특성이 바뀌었다고도, 같다고도 단정하지 않습니다. 특히 고주파 배선은 마스크의 재료·두께·개구가 달라졌는지 확인하고, 설계에서 사용한 선로 모델과 완성 기판의 구조를 맞춰야 합니다.