삼성, 지능형 X-ray 검사기술 개발
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삼성전자(연구책임자 김형철)가 과학기술부 첨단생산시스템 개발사업(G7)의 지원으로 PCB의 용접 상태를 실시간으로 자동 검사하는 In-line용의 3차원 X-ray 검사기를 국내 최초로 개발했다. 검사기는 사용자에게 익숙한 윈도우 방식의 입력으로 제어되며, X-ray 발생장치, 3축 로봇 테이블, 영상증배관, 영상선택기, 영상변환기 등 다양한 장치들을 운영하는 기술을 비롯해 영상을 실시간으로 획득하고 처리하는 비전기술 등이 사용됐다. 특히, X-ray를 이용한 비파괴상태 검사는 기존 광학카메라나 레이저광 등으로는 검사하기 어려운 BGA(Ball Grid Array), J-lead, Flip Chip 등의 내부 접합상태를 부품을 절단하지 않고도 수십μm 단위의 고 해상도로 검사할 수 있는 장점을 지니고 있다. X-ray 비파괴 검사방법은 영상을 생성하는 방법에 따라 투과와 단층의 2가지 검사방식으로 나뉘는데, 개발된 3차원 X-ray 검사기는 임의 높이에서의 단층영상을 합성하는 Digital Tomo- synthesis 기술을 사용함으로써 양면기판과 같이 투과방식으로는 상하면 부품들의 영상이 겹쳐 정상적인 검사가 어려운 경우에도 각 부품의 상태를 3차원적으로 검사할 수 있는 장점을 지니고 있다. 인체에 유해한 X-ray 누출은 국제안전기준보다(ICRP 49) 5배 이상 안전하게(1N∞Sv/hr 이하) 설계되어 자연 방사선 수준이며, 전자기 적합성(Electromagnetic Compatibility) 및 기계류(Machinery) 부문에 대해서는 국제 규격인 CE를 획득go 장비의 안전성을 공인받았다. 아울러 연구를 통해 확보된 핵심기술들은 추후 초정밀 반도체 제조공정 및 전자총이나 배터리와 같이 조립 후 분해가 불가능한 부품들의 비파괴 검사 등에도 확대 적용될 수 있을 전망이다. 과기부는 고성능 X-ray 검사장비를 국산화하고 핵심기술들을 자체 개발함으로써 고가 검사장비 부문에서 dis간 250억원의 수입대체 효과가 있을 것으로 기대하고 있다. 더불어 Flip Chip, BGA 및 CSP Packaging 시장이 연평균 10-33% 신장하고 있어 2003년 투과형·단층형 기종의 시장규모가 해외 4105억원, 국내 350억원으로 예상돼 외국기술 도입으로 인한 외화유출의 방지 및 해외수출을 통한 외화획득이 가능할 것으로 보고 있다. 한편, 삼성전자는 생산라인에 PCB 검사를 위한 In-line 3차원 X-ray 검사기를 설치하고, 휴대폰 배터리 검사용 In-line X-ray 검사기도 설치했다. 또 2003년 X-ray 검사장비 수출사업을 추진할 예정이고, 해외 11건을 포함 특허출원 29건에 국내외 논문 8건을 발표했다. 그래프,도표:<지능형 검사기술 개발 연구비 소요현황><그림1:X-ray용접검사기 외관><그림2: X-ray용접 검사기 내부 구성도> <Chemical Daily News 2002/01/18> |
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