유리기판 AOI검사, 신호 레벨을 확인해야 수율이 올라갑니다.

머신비전 · 반도체 검사

유리기판 AOI 검사,
카메라·알고리즘을 탓하기 전에
신호 레벨을 먼저 확인하세요

검출률이 기대에 못 미치는 진짜 원인은 트리거 타이밍과 조명 동기화에 있습니다.

차세대 반도체 패키징 소재로 유리기판(Glass Core Substrate)이 주목받고 있습니다. 열팽창이 적고 미세 배선에 유리하며 대면적화에도 적합해, 인텔·삼성·SKC 등 글로벌 기업들이 앞다퉈 양산 기술 개발에 나서고 있습니다. 업계가 '꿈의 기판'이라 부르는 이유입니다.

그런데 유리기판 양산의 가장 큰 병목은 검사 공정에 있습니다. 수 마이크로미터 수준의 크랙, 미세 패턴 결함, 이물(파티클)이 발생할 수 있고, 이것이 후공정에서 치명적인 불량으로 이어집니다. 사람 눈으로 전수 검사하는 건 불가능합니다. 그래서 AOI(Automated Optical Inspection), 즉 머신비전 기반 광학 자동검사가 검사 공정의 핵심으로 자리 잡았습니다.

고객사들은 고해상도 라인스캔 카메라를 들이고, AI 기반 결함 분류 알고리즘을 도입합니다. 그런데 현장에서 이런 말이 나옵니다.

"장비 스펙은 충분한데, 검출률이 기대만큼 안 나옵니다."

이 경우, 카메라나 알고리즘이 문제가 아닌 경우가 많습니다. 원인은 더 앞단 — 신호 레벨에 있습니다.

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Problem Analysis

좋은 카메라를 써도 결함이 잡히지 않는 3가지 이유

Cause 01

트리거 지터(Jitter)
— 찍는 타이밍이 흔들린다

라인스캔 카메라는 엔코더 신호가 보내는 명령에 맞춰 정확한 순간에 한 줄씩 촬영합니다. 이 트리거 신호에 수십 나노초 수준의 지터가 끼면 이미지에 미세한 위치 오차가 누적됩니다. 수 마이크로미터짜리 크랙을 봐야 하는 검사에서는 이 오차 자체가 결함을 흐릿하게 만드는 원인입니다.

Cause 02

조명 타이밍 불일치
— 어두울 때 찍는다

유리기판의 미세 패턴과 이물은 조명 조건에 극도로 민감합니다. 스트로브 조명이 완전히 점등되기 전에 셔터가 열리면, 결함이 충분한 콘트라스트 없이 흐릿하게 찍힙니다. 알고리즘이 결함을 못 잡는 게 아니라 처음부터 제대로 찍히지 않은 것입니다.

Cause 03

다채널 시간축 불일치
— 같은 자리를 다르게 본다

2D 라인스캔 카메라 여러 대와 3D 높이 측정 스캐너를 동시에 운용할 때, 각 장비가 서로 다른 시간축을 쓰면 같은 위치를 보면서도 데이터가 어긋납니다. 이런 데이터는 AI 학습에도 노이즈가 됩니다.

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Solution

성원테크가 해결하는 지점

성원테크(SWTEC)는 이 세 가지 문제를 정확히 짚는 FPGA 기반 동기화 전문 하드웨어를 개발·제조합니다. 외주 MCU 기반 솔루션과 달리, 인하우스 FPGA 설계로 10ns 수준의 타이밍 정밀도를 하드웨어 레벨에서 구현합니다.

SCP-3D

2D + 3D 단일 시간축 통합

2D 카메라 4ch + 3D 스캐너 2ch · Zero Delay 동기화

SCP-3D는 2D 라인스캔 카메라 최대 4채널과 3D 스캐너 최대 2채널을 하나의 엔코더 신호로 묶어 Zero Delay 동기화를 구현합니다. 기존에는 엔코더, SSR, 트리거 생성기, Selector 등 여러 장비를 따로 구성해야 했지만, SCP-3D 한 대가 이 모든 역할을 통합합니다. SmartRay, Micro-epsilon 등 주요 3D 스캐너와 직접 호환되며, 기종별 신호 사양 차이도 내부에서 자동 처리합니다. 모든 입출력에 Galvanic Isolation(전기적 절연)이 적용되어 노이즈 환경에서도 신호 품질이 유지됩니다.

• ✔Zero Delay 동기화
• ✔2D 4ch + 3D 2ch
• ✔FPGA 8MHz 대응
• ✔Galvanic Isolation
• ✔SmartRay / Micro-ε 호환
• ✔Signal View 내장

Before — 기존 구성

엔코더 · SSR 개별 연결

트리거 생성기 별도

Selector 장비 추가

3개 이상 시간축 분리

배선 복잡 · 동기 어려움

After — SCP-3D

단일 엔코더 신호 입력

SCP-3D 한 대로 통합

2D+3D 동일 시간축

배선 최소화

데이터 신뢰성 확보

NSync

조명 Closed-Loop 제어 — 골든타임 촬영 보장

밝기 90% 도달 시점에만 셔터 · 조명 컨트롤러 내장

NSync는 조명의 실제 밝기를 실시간으로 피드백 받아, 밝기가 90%에 도달한 순간에만 카메라에 셔터 명령을 보내는 Closed-Loop 조명 동기화 장비입니다. 별도의 조명 컨트롤러가 필요 없고, ETIO의 트리거 분배 기능이 내장되어 있어 한 대로 카메라와 조명을 완전히 같은 시간축에 묶습니다.

• ✔조명 90% 골든타임 촬영
• ✔Closed-Loop 밝기 피드백
• ✔조명 컨트롤러 내장
• ✔ETIO 트리거 기능 포함
• ✔외부 컨트롤러 불필요

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Key Message

"정확한 순간에,
가장 밝은 빛으로,
모든 채널이 같은 시간을 공유하며 찍는 것."

카메라 해상도와 알고리즘 고도화 전에,
이 세 가지 조건이 충족되어 있는지 먼저 확인하십시오.

유리기판처럼 작은 결함도 놓치면 안 되는 검사 라인에서는, 신호 품질이 검출률의 출발점입니다. 성원테크의 동기화 솔루션은 바로 그 출발점을 다집니다.

검사 라인의 트리거·동기화 이슈, 성원기술과 함께 분석해 보세요.
현장 신호 분석 서비스 제공 중 — 문의 : kiwi@swtec.co.kr  |  031-479-6530

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