전자 부품의 도포 검사

스마트폰이나 태블릿 단말기를 비롯하여 여러 전자 기기에서 소형화·슬림화·부품의 고밀도화가 진행되고 있습니다. 이와 더불어 제품을 구성하는 전자 부품도 더욱 소형이고 정밀하면서 고성능인 것으로 이동하고 있으며 극소량 도포에 의한 정밀 부품의 본딩이나 포팅, 고밀도화된 기판의 정밀한 솔더 크림 도포 등 디스펜서 로봇을 이용한 고도의 자동 도포 채택이 증가하고 있습니다.
이러한 정밀 도포의 전수 검사에는 높은 정도와 안정성뿐만 아니라 라인의 택 타임에 대응하는 측정 속도가 요구됩니다. 여기에서는 정밀 도포의 인라인 검사에 효과적인 변위 센서의 도입 사례를 소개합니다.

정밀 도포의 3D 형상 측정(초고속 인라인 프로파일 측정기)

초고속 인라인 프로파일 측정기 「LJ-V7000 시리즈」는 라인 형상의 블루 레이저를 채택하여 대상 물체의 재질이나 광택, 표면 상태의 영향을 받지 않고 2D 단면 형상을 고속으로 측정할 수 있습니다. 또한, 2D 단면 데이터를 화상 처리하여 3D 형상을 생성하고 더 미세한 도포 결함의 검사를 실현합니다.

CMOS의 접착제 도포 형상 검사

접착제 도포 형상 검사 이미지
  1. A. 측정 이미지
  2. B. 측정 대상(CMOS 패키지의 에지에 도포한 접착제)
  3. C. 3D 화상 처리(OK 사례: 접착제 높이가 균일)
  4. D. 3D 화상 처리(NG 사례: 도포 높이 편차를 검출)

CMOS 패키지의 에지에 접착제를 도포하고 글라스와 접착 밀봉하는 공정에서 접착제의 높이나 위치, 체적(도포량)에 불량이 있는 경우, 밀봉의 기밀성을 해치고 제품의 성능이나 내열화성에 영향을 미칩니다.

초고속 인라인 프로파일 측정기 「LJ-V7000 시리즈」와 「비전 시스템」을 조합한 3D 화상 처리에 의한 형상 검사는 접착제의 폭이나 도포 끊김 외에 기존의 화상 센서로는 어려웠던 도포 높이도 정확하게 검출할 수 있습니다. 뿐만 아니라 64000회/초의 초고속 샘플링이 가능하므로 택 타임이 짧은 인라인 검사에도 적용할 수 있습니다.

솔더 크림이 도포된 기판의 검사

솔더 크림 도포 검사 이미지

리플로 공정 전의 기판 랜드(PAD)에 솔더 크림을 자동 도포한 후 검사에서 기존에는 화상 센서를 이용한 도포 면적의 판별만 할 수 있었습니다.
LJ-V7000 시리즈」는 도포한 솔더 크림의 면적뿐만 아니라 높이와 체적, 위치를 고속으로 측정할 수 있습니다. 부품 배치가 고밀도화된 기판이라도 고정도의 도포 검사가 가능합니다.

정밀 도포 에어리어의 높이·체적 측정(3D 백색 간섭 변위 센서)

정밀한 전자 부품의 조립 공정에서는 디스펜서 로봇에 의한 초극소량 접착제의 고정도 자동 도포가 요구됩니다. 소형 정밀 전자 부품의 인라인 도포 검사에서 점이나 선으로 검출하는 변위 센서로는 스테이지 이동이 많기 때문에 택 타임에 영향을 미칠 수밖에 없습니다.

WI-5000 시리즈 이미지

이때 도포나 분주 에어리어(여러 점으로 이루어진 면)의 높이·체적을 순간적으로 일괄 측정 가능한 3D 백색 간섭 변위 센서 「WI-5000 시리즈」를 활용하면 고속인 동시에 고정도의 인라인 도포 검사가 가능합니다.
WI-5000 시리즈」는 10×10 mm당 8만 점의 높이 데이터, 즉 「면」의 정보를 순식간(최고 속도 0.13초)에 검출할 수 있어서 인라인에서의 고속 전수 검사에 대응합니다.

정밀 부품에 도포된 극소량의 높이·체적 측정

극소량 도포의 높이·체적 측정 이미지
  1. A. 수정 진동자에 도포된 극소량 접착제의 이미지
  2. B. 3D 측정 결과(NG 사례: 접착제의 높이 피크와 편차를 검출)
  3. C. 윗면에서 측정한 높이 데이터로 시각적인 3D 형상도 생성 가능

소형 수정 진동자와 같은 정밀 부품 생산 공정에서 접착제의 초극소량 도포 직후 검사를 실시할 때 「WI-5000 시리즈」를 이용하면 미량의 접착제 높이나 체적을 1 μm의 측정 정도로 순식간에 측정하기 때문에 인라인에서의 고속 전수 검사가 가능합니다.

WI-5000 시리즈」는 넓은 광량 다이내믹 레인지로, 다른 재질이나 색, 반사율, 투명도가 혼재하는 대상 물체에 대해서도 안정적인 측정이 가능합니다.
또한, 부품 패키지처럼 깊이가 깊은 대상 물체도 윗면에서 원샷으로 면(에어리어)의 높이를 측정하기 때문에 기존의 「점」으로 측정하는 변위 센서처럼 반사광의 차단, 즉 「사각(死角)」에 의한 측정 불가 영역이 발생하지 않습니다.

기존의 변위 센서와 「WI-5000 시리즈」의 측정 영역 비교
측정 영역 비교 이미지
  1. A. 기존의 변위 센서
  2. B. WI-5000 시리즈
  • 측정 가능 영역
  • 측정 불가 영역

정밀 부품의 포팅 높이 측정

포팅 높이 측정 이미지

각종 조명이나 디스플레이용 백라이트 등 다양한 제품에 사용되는 LED(발광 다이오드)는 장기적인 신뢰성이 필요합니다. 내부 부품의 고정이나 모듈 밀봉을 목적으로 디스펜서를 이용하여 수지를 정밀 분주하는 포팅은 중요한 공정입니다.

WI-5000 시리즈」를 LED 포팅의 인라인 검사에 이용하면 대상 물체의 재질에 영향을 받지 않고 포팅 수지의 높이를 안정적으로 측정할 수 있습니다. 일반적인 변위 센서와 달리 「점」이 아닌 「면」을 순간적으로 측정하기 때문에 검사에 따른 대상 물체의 이동을 심플하면서도 최소한으로 억제할 수 있습니다.