회로 기판 및 PCB 어셈블리용 플라잉 프로브 테스트

소개

요즘 PCB 어셈블리는 거의 모든 첨단 전자제품의 핵심입니다. 그러나 회로 기판이 점점 더 복잡해지고 부품들이 밀집함에 따라 제조업체들은 제품 품질과 성능을 검사하는 데 새로운 어려움을 겪고 있습니다. 바로 이 지점에서 플라잉 프로브 테스터가 등장합니다. 이는 매우 고도화되고 유연한 테스트 시스템으로, pCB 검사 테스트 방식을 완전히 변화시키고 있습니다. 가장 인상적인 점은 맞춤형 테스트 피복이 필요 없이도 매우 높은 테스트 커버리지를 제공한다는 것입니다.

비행 프로브를 사용할 때 PCB 검사 프로토타입, 소량 생산은 물론이고 일부 대규모 제조에서도 사용됩니다. 많은 제조업체들이 정확하고 빠르며 설계 변경에 쉽게 대응할 수 있기 때문에 이를 의존합니다.

그렇긴 하지만, 어떤 첨단 장비와 마찬가지로 원활한 작동을 위해 유지보수 및 수리를 꾸준히 관리해야 합니다.

이 가이드에서는 PCB 비행 프로브 테스트가 제품 품질을 어떻게 향상시키는지, 비행 프로브 시스템의 구성 요소, 올바른 유지보수 방법, 그리고 인서킷 테스트(ICT)와 같은 다른 테스트 방법들과 비교했을 때의 장단점을 설명합니다. 새로운 테스트 환경을 검토 중이든 기존 장비의 성능을 최적화하려는 목적이든, 이 가이드는 회로 기판의 신뢰성을 높이는 데 도움이 되는 실용적인 팁을 제공할 것입니다.

무엇인가 플라잉 프로브 테스트 ?

그렇다면 비행 프로브 테스트란 무엇일까요? 인쇄회로기판(PCB)과 같은 전자 어셈블리에 사용되는 매우 스마트하고 비침습적인 테스트 방법이라고 생각하면 됩니다.

기본 개념은 이렇습니다: 대형의 방대한 인서킷 테스트 장비를 사용하는 대신, 각각의 보드에 맞는 커스텀 '네일 베드' 고정장치가 필요한데, 플라잉 프로브 테스터는 자체적으로 움직이는 로봇식 바늘을 사용합니다. 이 바늘들은 기판 위를 빠르게 이동하며 특정 테스트 지점에 접촉하여 전기적 측정을 수행합니다.

기본적으로, 여러 개의 극도로 정밀한 프로브가 있습니다. 각각은 독립적으로 제어되므로 PCB 설계 파일과 테스트 요구 사항에 따라 서로 다른 위치로 이동할 수 있습니다. 이러한 테스트 방식은 새로운 프로토타입, 소량 생산, 또는 자주 업데이트되는 기판에 이상적입니다. 가장 큰 장점은 무엇이냐면, 매번 비용이 많이 드는 전용 테스트 고정장치를 새로 제작할 필요가 없다는 점입니다.

주요 특징:

• 플라잉 프로브는 테스트 지점을 찾아다니며 PCB 상의 특정 테스트 포인트나 비아에 접촉함으로써 전기적 연결을 확보합니다.
• 이들은 오픈 및 쇼트를 확인하고, 부품의 값이 올바른지 측정하며, 부품의 방향이 정확한지 점검하고, 더 고급 기능 테스트까지 수행합니다.
• 좋은 점은 베어 보드, 부분적으로 부품이 장착된 보드, 완전히 조립된 PCB 등 거의 모든 단계에서 사용할 수 있다는 것입니다.
• 모든 테스트 데이터는 자동으로 기록되므로 품질 관리와 산업 표준 준수에 매우 유용합니다.

왜 플라잉 프로브 테스트를 사용해야 할까요?

• 신제품 설계 시 빠른 설정이 가능합니다. 설계 파일과 부품 명세서(BOM)를 업로드하기만 하면 됩니다. 그게 전부입니다.
• 맞춤형 테스트 장비가 필요 없습니다. 따라서 전용 테스트 장비를 제작하기 위해 기다려야 하거나 비용을 지불할 필요가 없습니다.
• 좁은 공간에도 접근이 가능합니다. 프로브는 보드 상의 거의 모든 위치에 도달할 수 있으므로, 기존 테스터로 접근하기 어려운 영역에서도 높은 테스트 커버리지를 제공합니다.

플라잉 프로브 테스터의 작동 원리

그렇다면, 플라잉 프로브 테스터는 실제로 어떻게 테스트를 수행할까요? 이는 정교하게 조율된 움직임과 측정의 연속적인 과정입니다. 일반적인 절차는 다음과 같습니다.

• 먼저, 테스트 프로그램을 가져옵니다. 즉, 최신 CAD 파일, 부품 목록 및 회로 배치 데이터를 시스템에 로드하는 것을 의미합니다.
• 그 다음, 시스템이 자동으로 PCB 상의 특정 지점(패드, 비아, 전용 테스트 포인트 등)으로 프로브를 자동 라우팅하기 위한 최적 경로를 계산합니다.
• 다음으로, 각 프로브가 할당된 테스트 포인트에 부드럽지만 정확하게 접촉합니다. 이후 연속성, 저항, 커패시턴스, 전압 등을 점검하여 필요한 전기적 측정을 수행합니다.
• 하지만 정적 측정만 하는 것이 아닙니다. 이러한 테스터는 기능 테스트도 수행할 수 있습니다. 신호를 주입하고 보드의 응답을 확인하며, 전용 기능 테스트 장비에서 수행하듯이 전원 인가 순서까지 실행할 수 있습니다.
• 마지막으로 테스트 데이터 수집 - 시스템은 자동으로 각 보드에 대한 모든 테스트 데이터를 수집하고 저장합니다. 이것은 모든 문제를 추적하고 모든 것이 품질 표준을 충족하는지 확인하는 것을 매우 쉽게 만듭니다.

비행 탐사체 시험 시스템의 구성 요소

비행 프로브 테스트 유형 및 테스트 방법

비행 프로브 테스트 시스템은 널리 사용되며, 기판의 필요성과 생산 공정 상의 위치에 따라 다양한 종류의 검사를 수행할 수 있습니다

일반적인 비행 프로브 테스트 루틴은 다음을 포함합니다:

• 개방/단락 테스트: 기본적인 테스트로, 단선된 회로나 의도하지 않은 단락을 찾아냅니다
• 회로 내 테스트 (ICT): 비행 프로브는 전통적인 ICT 시스템과 동일한 많은 검사를 수행할 수 있지만, 고정된 피복이 없기 때문에 훨씬 더 유연성을 제공합니다
• 기능 테스트: 실제로 장치의 작동 방식을 시뮬레이션하여 보드의 다양한 부위에 신호를 보내 정상적으로 동작하는지 확인할 수 있습니다.
• 경계 스캔: JTAG과 함께 사용되어 특히 복잡한 디지털 보드에서 보다 고급 테스트를 수행합니다.
• 고전압 절연 테스트: 미세하고 발견하기 어려운 단락 또는 누설 전류를 찾아내기 위해 고전압을 가합니다.
• 부품 방향 및 값 테스트: 저항기 및 커패시터와 같은 부품이 올바른 종류와 값이며, 올바른 방향으로 장착되었는지 확인합니다.
• 전원 켜기 테스트: 보드에 전원을 공급하여 실제 작동 조건에서 어떻게 동작하는지 확인합니다.

비행 프로브 테스트는 매우 유연하지만, 적절한 테스트 방법의 선택은 대상 제품, 생산량, 특정 테스트 요구사항 및 전체 제조 공정에 따라 결정됩니다.

비행 프로브 테스트 시스템의 구성 요소

비행 프로브 테스트 장비의 주요 구성 요소를 하나씩 살펴보고 각각의 역할을 자세히 설명해 보겠습니다.

• 프로브: 이들은 실제로 기판에 접촉하는 극도로 정밀하고 내구성 있는 핀(침)입니다. 스프링처럼 탄성이 있거나 유연한 팁을 가지고 있어 접촉이 일관되게 이루어지며 PCB를 긁지 않습니다.
• 프로브 구동 장치: 이는 프로브를 구동하는 정밀 액추에이터로 구성된 장치입니다. 각 프로브를 3차원 공간에서 독립적으로 움직일 수 있으므로, 기판 상에서 가장 혼잡하거나 접근하기 어려운 위치에 있는 테스트 포인트에도 도달할 수 있습니다.
• 제어 시스템: 이것은 전체 시스템을 운영하는 소프트웨어와 하드웨어의 조합입니다. 테스트 순서를 제어하고, 프로브가 이동할 위치를 지시하며, 모든 데이터를 수집하고 사용자가 상호작용할 수 있는 화면을 제공합니다.
• 테스트 고정장치(필요한 경우) 일반적으로는 고정장치가 필요하지 않도록 하는 것이 목적입니다. 하지만 형태가 특이하거나 유연한 기판의 경우, 모든 것을 완벽하게 정렬된 상태로 유지하기 위해 간단하고 조절 가능한 홀더를 사용할 수도 있습니다.
• 측정 서브시스템: 실제 전기적 테스트를 수행하는 내부 전자 장치들로 구성되어 있으며, 내장형 전원 공급 장치, 멀티미터, 오실로스코프 등이 포함됩니다. 이러한 장치들은 모두 테스트 프로그램에 원활하게 통합되어 있습니다.

플라잉 프로브 테스트의 응용 분야

플라잉 프로브 테스트 시스템은 실제로 어디에서나 널리 사용되고 있습니다! 그들의 유연성, 뛰어난 검사 범위 및 빠른 설정 속도는 다양한 분야에서 선호되는 이유가 됩니다.

• 시제품 제작 및 신제품 도입(NPI): 이 용도에 매우 적합합니다. 새로운 설계를 거의 즉시 테스트할 수 있으며 초기 설계 변경 사항에도 쉽게 대응할 수 있습니다.
• 소량에서 중간 규모 생산: 수백만 개의 제품을 생산하지 않는 경우, 맞춤형 테스트 고정장치에 투자하는 것이 경제적이지 않을 수 있습니다. 플라잉 프로브는 큰 초기 비용 없이도 뛰어난 테스트 커버리지를 제공합니다.
• 고밀도 배선(HDI) 및 복잡한 기판: 기존의 '네일 베드' 고정장치로는 엄청난 비용이 들지 않는 한 닿을 수 없는 미세한 테스트 패드와 초정밀 피치 부품에도 접근할 수 있습니다.
• 수리/리웍/현장 분석: 생산 라인에서 불량으로 나온 기판이든 현장에서 반품된 제품이든, 플라잉 프로브는 이상적인 진단 도구입니다. 별도의 고정장치 없이도 즉시 정확한 테스트가 가능합니다.
• 규제 산업 분야: 의료, 항공우주, 자동차와 같은 규제 산업 분야에서는 품질 기준이 요구하는 상세한 데이터와 추적성을 제공하기 때문에 플라잉 프로브를 선호합니다.

기본적으로 제품이 점점 더 스마트해지고 수명 주기가 빨라짐에 따라 이러한 유연한 테스트 방식의 활용은 계속해서 증가하고 있습니다. 따라서 플라잉 프로브 테스트의 응용 분야도 지속적으로 확대되고 있습니다.

플라잉 프로브 테스트의 장점

플라잉 프로브 테스트의 장점은 특히 현대 전자제조 및 PCB 품질 보증 분야에서 두드러집니다.

• 맞춤형 테스트 고정장치 불필요: 이것은 대규모 시스템입니다. 고가의 맞춤형 '베드 오브 네일즈(Bed of Nails)' 피직처를 생략할 수 있으므로, 초기 비용을 크게 절감하고 훨씬 빠르게 테스트를 시작할 수 있으며, 보드 설계를 아무런 번거로움 없이 수정할 수 있습니다.
• 높은 테스트 커버리지: 플라잉 프로브 테스트 시스템은 기존 테스터로는 도달하기 어려운 보드 상의 매우 작고 조밀한 영역 — 예를 들어 미세한 비아나 밀집된 부품들 — 에서 광범위하게 사용됩니다.
• 프로토타입 및 소량 생산에 적합: 제품 개발 초기 단계나 소량 생산 시 설계 변경이 잦고 신속한 시장 출시가 필요한 경우 최적의 솔루션입니다.
• 특정 테스트 포인트와의 접촉: 프로브는 보드 상의 모든 테스트 가능 지점으로 이동할 수 있어 전반적인 전기적 검사를 매우 철저하게 수행할 수 있습니다.
• 리드타임 단축: 피직처 제작 및 대기 시간이 필요 없으므로 테스트 프로그램을 거의 즉시 적용할 수 있습니다.
• 효율적인 테스트: 소프트웨어는 스마트한 경로 탐색 기술을 사용하여 프로브를 가장 빠른 방식으로 이동시켜 정확도를 유지하면서 전체 프로세스를 가속화합니다.
• 정확한 테스트 측정: 기판에 직접 접촉함으로써 깨끗한 신호와 매우 신뢰할 수 있는 데이터를 얻을 수 있습니다.
• 조립품에 무리 없음: 프로브는 부드러운 터치를 제공하여 민감한 부품에서도 손상을 방지하고 거의 흔적을 남기지 않습니다.
• 유연한 테스트 방법: 단일 시스템으로 기능 테스트, 인서킷 테스트, 바운더리 스캔 등 다양한 테스트를 동시에 수행할 수 있어 전용 장비 여러 대를 필요로 하지 않아 비용과 공간을 절약할 수 있습니다.
• 특수 PCB 유형 지원: HDI, 리지드-플렉스 또는 일반적인 고정장치로는 어려운 특이한 형태의 기판과 같은 고급 보드와도 훌륭하게 작동합니다.

플라잉 프로브 vs 인서킷 테스트(ICT) 및 전용 테스트 고정장치

플라잉 프로브 테스터를 인서킷 테스트(ICT) 장비 및 맞춤형 테스트 피직스와 비교하면 프로브 테스트 시스템이 왜 이렇게 인기가 있는지 명확해집니다.

플라잉 프로브 테스트를 사용해야 할 시기

• 프로토타입 테스트, 신제품 도입 또는 자주 변경되는 기판 작업을 수행하는 경우 플라잉 프로브 테스트가 가장 적합합니다. 이 방식은 유연성을 위해 설계되었습니다.
• 하지만 모든 테스트 포인트에 접근이 쉬운 매우 고용량 생산 라인에서는 여전히 ICT 방식이 더 나을 수 있습니다. 동일한 기판을 반복 테스트할 때는 속도 면에서 더 빠르기 때문입니다.
• 사실 많은 제조업체들은 선택조차 하지 않습니다. 둘 다 사용하는 것이죠. 이렇게 하면 플라잉 프로브와 인서킷 테스트의 장점을 모두 누릴 수 있습니다.

플라잉 프로브 테스트 및 유지보수를 위한 모범 사례

플라잉 프로브 시스템에서 최고의 성능을 유지하고 보드 품질을 높이기 위해 따라야 할 몇 가지 실용적인 팁은 다음과 같습니다:

플라잉 프로브를 위한 모범 사례

• 정기적인 정비 및 캘리브레이션: 문제가 생긴 후에 대응하기보다 정기적으로 프로브와 시스템 자체를 청소하고, 캘리브레이션하며 점검하세요.
• 프로브 경로 최적화: 소프트웨어를 사용하여 프로브가 이동하는 경로를 최적화하세요. 짧은 이동 거리는 더 빠른 테스트 시간을 의미합니다.
• 프로브 접촉 확인: 접촉 저항을 주의 깊게 확인하세요. 마모된 프로브는 제대로 접촉하지 못해 측정값이 오차를 범하게 됩니다.
• 테스트 변경 사항 기록: 테스트 프로그램을 업데이트하거나 장비를 수리할 때마다 그 내용을 기록하세요. 철저한 기록은 나중에 문제 해결 시 큰 도움이 됩니다.
• 환경 관리: 부위를 깨끗하게 하고 온도/습도를 안정적으로 유지하십시오. 이것은 기계가 까다로워지고 측정에 유동성을 줄 것을 방지합니다.
• 운영자 교육: 시스템을 사용하는 모든 사람이 안전하게 사용하는 방법을 알고, 테스트를 올바르게 설정하고, 정지 시간을 최소화하기 위해 기본적인 문제 해결을 처리하도록하십시오.
• 금판/기반판: 항상 잘 알려진 판을 가지고 검사자가 여전히 정확한 측정값을 취하고 있는지 확인하세요. 탐사기의 마모나 정렬 문제를 빠르게 찾아낼 수 있는 방법입니다.
• 재검토 테스트 데이터: 검사 결과를 수집하고 분석하는 것만으로도 끝나는게 아닙니다. 앞으로 문제가 생길 수 있는 측정의 실패 패턴이나 느린 변화들을 찾아보세요.
• 시험용 설계: PCB를 배치할 때 쉽게 접근할 수 있는 테스트 포인트를 포함하도록 하십시오. 모든 사람의 일을 훨씬 더 쉽게 합니다.

결론

결국 비행 탐사기 테스트는 현대 전자제품 제조업체들의 최선 솔루션이 되었습니다. 그들은 너무 적응력이 있고 정확합니다.

첫 프로토타입을 만들고 있거나 본격적인 생산에 들어가고 있든 간에, 가장 큰 장점은 사용자 지정 장착 장치가 없고, 쉽게 업데이트되고, 훌륭한 테스트 커버리지가 있습니다.

비행 탐사체 테스트 시스템에 대한 투자를 극대화하려면 기본 사항을 기억하십시오. 유지 보수와 캘리브레이션을 계속하고, 테스트 데이터를 사용하여 트렌드를 발견하고 프로세스를 개선하고, 필요할 때 수리를 위해 전문적인 도움을 받으십시오.

결론은? 비싼 장착장치와 긴 설치 시간이 필요한 오래된 방법과 비교하면 비행 탐사선 테스트는 특히 프로토타입, 작은 팩 및 오늘날의 복잡한 고밀도 보드에 대한 확실한 승입니다.

자주 묻는 질문 (FAQ)

질문: 비행 탐사 시험은 현대 PCB에 대한 완전한 테스트 커버리지를 어떻게 보장합니까?

A: 기본적으로, 탐사선은 작은 비아와 마이크로 패드를 포함하여 접근 가능한 모든 지점으로 이동할 수 있기 때문에, 그들은 보드의 거의 모든 테스트 지점에 도달 할 수 있습니다. 이것은 밀도가 높은 HDI 설계에 매우 유용합니다. 전통적인 테스트 장치는 필요한 모든 곳에 도달 할 수 없습니다.

Q: 비행 탐사기 테스트는 대량 생산에 효율적인가요?

A: 비행 탐사선 테스트는 일반적으로 ICT보다 느린 것이 사실입니다. 하지만 항상 여러 시스템을 동행해서 처리량을 높일 수 있습니다. 안정적인 설계로 정말 큰 양을 위해 많은 기업들은 여전히 ICT를 선호하지만 그들은 종종 프로토타입 제작과 초기 검증을 위해 비행 탐사선을 먼저 사용합니다.

질문: 탐사 시험 시스템에는 어떤 정기적인 유지보수가 필수적입니다?

A: 기본 사항: 탐사선을 정기적으로 청소하고 검사하고, 측정 시스템을 캘리브레이트하고, 소프트웨어 업데이트를 계속하고, 예정된 기계 검사들을 놓치지 마십시오. 모든 것이 원활하게 작동하기 위해서는 철저한 유지 관리 일정이 중요합니다.

Q: 비행 탐사기 기반 PCB 테스트를 위한 최선의 방법은 무엇입니까?

A: 확실히요. 항상 정확성을 확인하기 위해 골든 보드을 손에 들고, 효율성을 위해 테스트 프로그램을 정밀하게 조정하고, 탐사기의 마모를 감시하고, 모든 수리 및 캘리브레이션을 기록하고, 운영자를 잘 훈련하고, 정기적으로 시스템 및 환경 검사를 실행하는지 확인하십시오.