PCB 부품 검사를 위한 3D 비전 검사

화인스텍 

3D 검사의 필요성

기술의 발전으로 PCB 부품의 소형화, 고집적화, 생산 고속화가 이뤄지면서 검사 기술 역시 고도화되고 있다. PCB 부품의 검사를 위한 AOI(Automated Optical Inspection) 장비도 예외는 아니다. 2D 검사는 XY축 평면 검사만 할 수 있지만, 3D AOI는 XY축뿐만 아니라 Z축 높이 치수까지 측정할 수 있다. 단순히 부품의 유무, 파손, 크랙과 같은 검사 말고도 부품이 Z축으로 들리는 검사도 할 수 있다는 뜻이다. 예를 들면, 2D로는 알기 힘든 파임 불량이나 커넥터 핀의 높이 측정은 3D에서 할 수 있다.

광삼각법(Triangulation)

보통 많이 알려진 레이저 기반의 3D 측정 방식이다. 대상 물체에 레이저를 투사하고, Y축으로 이동하면서 카메라가 영상을 취득한다. 이미지에는 물체의 높이에 따라 y축이 투사된 레이저 라인이 존재하며, 이 레이저 라인에서 정확한 높이를 찾는다. 이것이 Peak Detection Algorithm이다. 추출된 데이터들을 Y축으로 차곡차곡 모으면 Depth Map이 만들어지고, calibration을 적용하여 3D 데이터를 생성할 수 있다.

3D Scanner

3D 스캐너는 카메라, 렌즈, 레이저가 고정된 각도와 위치로 모듈 하나에 장착된 형태이다. 이러한 스캐너는 제품 출하 시 Calibration이 적용된다. 고객은 사양에 맞게 선택만 하면 되는 장점이 있지만, 사양이 정해져 있기 때문에 각 파트를 변경할 수는 없다. 3D 스캐너는 FPGA가 탑재됐으며 Depth Map 데이터를 Host PC에 출력한다.

3D Board

보드 역시 FPGA가 탑재돼 Depth Map 데이터를 Host PC에 출력한다. 모든 구성을 사양에 맞게 변경할 수 있지만, Calibration 작업을 수행해야 한다. 또한, 현재 Euresys 3D Board인 LLE는 CoaXPress 인터페이스만 지원한다. Depth Map 데이터만 출력하므로 3D 렌더링을 위해서는 별도의 라이브러리가 필요하다.

3D Library

3D Library로는 EVT의 EyeVision과 Euresys의 Easy3D가 있다.

EVT는 2D Library뿐만 아니라 3D Point Cloud Data에서 3D 처리 알고리즘을 수행할 수 있다.

반면, Easy3D는 현재 3D Point Cloud Data에서 3D 처리 알고리즘을 제공하지 않는다. 그러나 Z-Map 변환을 통해 기존 2D Library와 연계해 쓸 수 있다. 또한 Easy3D는 레이저 라인이 존재하는 이미지에서 Peak를 검출할 수 있으며, 이 데이터들로 Depth Map을 생성할 수 있다. 이것이 뜻하는 것은 CoaXPress 인터페이스뿐만 아니라 Camera Link, GigE와 같은 것을 인터페이스에 관계없이 3D 시스템을 구성할 수 있다는 것이다.

자료 제공: 화인스텍(http://fainstec.com/kr)