먼저 알아둘 용어
SPI(Solder Paste Inspection)·리플로(reflow) — 여기서 SPI는 Solder Paste Inspection, 즉 솔더 페이스트(solder paste) 인쇄 검사입니다. 통신 규격 SPI와는 다른 뜻입니다. 리플로는 인쇄된 솔더(solder)를 가열해 접합하는 뒤 공정입니다.
스텐실(stencil) 개구(opening)·체적 — 스텐실 개구는 페이스트가 통과하는 구멍입니다. 직사각형 개구의 폭·길이·판 두께를 곱한 기하학적 체적과 실제 전사된 체적은 다를 수 있습니다.
오프셋(offset)·이형 — 오프셋은 패드(pad) 기준으로 인쇄물이 옆으로 치우친 정도입니다. 이형은 스텐실을 뗄 때 페이스트가 개구에서 빠져나와 기판에 남는 과정입니다.
같은 면적이라도 체적은 다를 수 있습니다
패드에 대한 치우침, 높이·면적의 균일성, 인접 인쇄물의 연결과 비어 있는 곳을 확인합니다. 같은 면적으로 보여도 낮게 퍼진 페이스트와 높이가 있는 페이스트의 체적은 다를 수 있습니다. 높이 하나가 크다고 적절한 인쇄량이라고 단정하지 않습니다. 검사 기준은 실제 부품·페이스트·스텐실·공정에 맞춥니다.
인쇄 체적 보고서를 읽는 예시
설명용으로 개구가 0.30×0.30 mm, 스텐실 두께가 0.10 mm이며 측정 체적이 0.0063 mm³라고 가정합니다. mm³는 체적 단위인 세제곱밀리미터입니다.
- 기하학적 개구 체적은 0.30×0.30×0.10=0.0090 mm³입니다.
- 측정값과의 비는 0.0063/0.0090=0.70, 즉 70%입니다.
- 이 비율과 함께 면적·높이·오프셋의 분포와 반복 위치를 확인합니다.
70% 하나만으로 합격·불합격을 정하지 않습니다. 형상과 공정에 맞는 허용 범위가 필요하며 이 계산은 설명을 위한 가정입니다.
검사 목록과 기판 지도에서 같은 패드를 찾습니다
검사 장비가 불량 후보를 표시하면 전체 기판의 합격 표시나 통계 숫자만 보지 말고, 어느 인쇄물을 지적하는지부터 확인합니다. 목록에서 선택한 패드와 확대 화면의 위치가 다르면 정상 인쇄물을 보고 잘못된 결론을 내릴 수 있습니다.
- 현재 기판과 검사 프로그램의 버전을 확인하고 불량 후보 한 개를 선택합니다. 표시된 부품 위치·패드 식별자·좌표를 기판 지도와 대조합니다.
- 위에서 본 형상으로 인쇄 위치의 치우침과 인접 페이스트와의 연결을 봅니다. 이어 같은 인쇄물의 입체 형상을 돌려 보면서 낮게 비어 있는 부분이나 가장자리 돌출이 있는지 살펴봅니다. 서로 다른 패드의 화면을 비교하고 있지 않은지 확인합니다.
- 높이·면적·체적·위치 측정값을 해당 제품의 검사 기준과 비교합니다. 색이나 입체 그림의 모양만으로 합격을 결정하지 않고, 의심되는 위치의 실제 인쇄 상태도 확인합니다.
입체 화면의 높이 배율(Z-scale)은 작은 높이 차이를 눈으로 보기 좋게 확대하는 표시 설정입니다. 그림이 높게 솟아 보이는 정도를 기판의 실제 두께와 직접 비교하지 않습니다. 표시 배율과 측정 단위를 확인하고, 필요한 높이는 측정값으로 읽습니다. 불량 후보를 확인한 결과와 인쇄 조건을 바꾼 기록도 구분해야 후속 기판에서 같은 문제가 반복되는지 판단할 수 있습니다.
특정 위치에서 반복되는 불량과 한 방향으로 치우치는 불량을 구분합니다
적은 인쇄량이 같은 개구에서 반복되면 막힘·이형·기판 지지를 조사합니다. 전체 패턴이 같은 방향으로 이동하면 정렬도 후보입니다. 조건 하나를 바로 바꾸기 전에 결함의 공간적 분포와 보드(board) 간 재현성을 확인합니다.
SPI 통과는 뒤 공정에서 부품 이동·방향 오류·리플로 결함이 없다는 보증이 아닙니다. 인쇄 단계의 결과를 남기고 실장·가열 뒤 검사를 별도로 수행합니다.
수동 인쇄도 부품을 올리기 전에 잠시 멈춰 검사합니다
스텐실을 들어 올린 직후 패드마다 페이스트가 남았는지, 핀(pin) 사이로 번졌는지, 같은 크기의 두 패드에 양이 크게 다른지 확인합니다. 이 단계에서 발견하면 부품을 떼어 내지 않고 정리할 수 있습니다. 모두 배치한 뒤에는 형상이 가려지고 주변 부품이 함께 움직이기 쉽습니다.
스퀴지(squeegee)를 여러 번 문지른 횟수는 성공 기준이 아닙니다. 판을 강하게 눌러 잔량을 밀어내다가 기판과 스텐실 사이에 틈이 생길 수도 있습니다. 실패한 인쇄 위에 겹쳐 찍기보다 재료와 호환되는 방법으로 제거하고 정렬·지지·페이스트 상태를 다시 확인합니다. 압력·속도는 실제 재료와 기판 구조에 맞춰 정하고 변경 뒤 반복 결과로 검증합니다.
작업 순서를 다시 확인합니다
위치 확인·스캔·체적 맵과 결과 판정을 나눕니다
보존된 Sierra SPI 설명 자료는 기판 유입 뒤 위치를 읽고 전체 기판을 스캔하여 페이스트 체적을 측정하는 순서를 설명합니다. 이 앞단의 취득 과정과, 위에서 다룬 불량 후보의 위치·높이·면적·체적을 검토하는 과정은 구별해야 합니다. 기판과 검사 프로그램의 대응을 확인한 뒤 생성된 맵에서 해당 패드의 결과를 찾아야 합니다.
자료에서 이 순서를 설명했다는 것과 실제 보드를 투입해 스캔 결과를 시연했다는 것은 다릅니다. 위치 판독 방식이나 정합·보정 알고리즘, 실측 정밀도, 그 보드의 합격 결과까지 확인한 것으로 확대하지 않습니다.