PCB 장착 부품의 온도차이를 검출하는 FLIR 열화상 카메라

거의 모든 전자기기에 사용되고 있는 PCB(인쇄회로기판)의 설계는 복잡하다. 네덜란드의 전자기기 전문 개발업체인 3T사에서 설계하는 PCB 중에는 심지어 2000개 이상의 부품을 사용하는 것도 있다. 그 중 어느 한 개라도 결함이 있으면 어떻게 될까. PCB의 수많은 부품 중에서 결함이 있는 부품, 특히 크기가 1mm 이하인 초소형 부품의 결함을 검사할 수 있는 방법이 있을까. 열화상 검사가 해답이다. 3T사에서는 이미 몇 년 전부터 열화상 카메라를 사용하여 125 미크론 크기의 온도가 높은 부분까지 정확하게 탐지해내고 있다.

3T사는 각종 전자기기와 내장 시스템의 전문 개발업체로서 네덜란드에 소재하고 있다. 다방면에 걸친 기술을 가진 50여 명의 직원을 보유하고 있는 3T사는 네덜란드에서 전자기기 개발분야에서 명성을 얻고 있다. 현재 이 회사는 네덜란드의 엔스헤데와 에인트호벤에 사업장을 운영하고 있으며, 약 25년 동안 기계, 전문 장비, 측정시험용 계측장치, 통신 시스템, 새로운 소비제품, 의료장비 등 최첨단 산업분야에서 그 입지를 성공적으로 확보하고 있다.

이 회사의 하드웨어 엔지니어인 로날트 판 데르 메이르씨는 "우리 회사의 모든 개발 및 제작과정에서 열화상 카메라가 사용되고 있습니다. PCB에서 회로연결선의 납땜이 불량하거나 결함이 있는 부품은 반드시 열이 발생하여 온도가 높아집니다. 그러므로 열화상 카메라를 사용하면 PCB의 결함을 초기에 찾아낼 수 있게 됩니다. PCB의 설계 단계에서부터 열화상 카메라로 검사하여 품질관리는 물론 고객에게 완벽한 품질의 제품을 공급할 수 있도록 하고 있습니다."라고 전했다.

최근 3T사는 50μm 접사 렌즈가 설치된 FLIR T420 벤치 테스트용 열화상 카메라를 구입했다.

로날트 판 데르 메이르 씨의 말에 의하면, 이 접사 렌즈가 없으면 초점거리가 너무 멀어지므로 이 렌즈는 반드시 필요하다고 한다.

PCB 개발 제조산업에서는 열화상 카메라 대신에 서모커플(열전쌍)을 사용하기도 한다.

이 온도측정기구는 두 개의 선이 나와 있어서 각각 측정하고자 하는 표면에 접촉시킨다. 로날트 판 데르 메이르씨는 "일부 규제기관에서는 아직도 서모커플을 사용하기도 하지만, 초소형 전자 부품이나 회로를 측정할 때에는 서모커플의 접촉에 의하여 온도가 달라지므로 정확한 측정이 불가능하게 됩니다. 그 반면, 열화상 카메라는 대상 부품이나 회로에 직접 접촉하지 않으므로 정확한 측정이 가능합니다."고 설명했다.

3T사는 열화상 카메라의 성능과 효과에 대하여 확실한 신뢰를 가지고 있다. 뿐만 아니라 최근 대량생산에 의하여 가격이 빠른 속도로 낮아짐에 따라서 전자회로 설계 개발 전문업체들에게 열화상 카메라는 필수적인 장비로 자리매김하고 있는 것이다.

FLIR T420는 높은 성능과 저렴한 가격대를 동시에 구현하고 있는 첨단 열화상 카메라이다. FLIR T420 열화상 카메라는 인체공학을 고려한 디자인과 320 x 240 픽셀의 탁월한 화질을 제공한다. T400-시리즈 열화상 카메라는 광학 장치부를 회전시킬 수 있도록 설계하여 대상 물체를 모든 각도에서 편안한 자세로 촬영하여 열화상을 얻을 수 있다.

3T사에게는 FLIR의 R&D용 ResearchIR 소프트웨어 애플리케이션이 필수적인 도구이다. 이 FLIR ResearchIR 소프트웨어는 소프트웨어는 고속 녹화와 첨단 열 패턴 분석 기능이 구현되어 있다.

끝으로 로날트 판 데르 메이에르씨는 "일회만 일어나는 현상을 정확하게 측정할 필요가 있는 경우가 있습니다. 이런 순간적인 변화를 한 장의 스틸 이미지로 촬영하는 것은 매우 어려운 일입니다. 그러므로 고속 녹화기능이 반드시 필요한 것입니다. 현상을 녹화하면 정확하게 분석하고 해결할 수 있게 됩니다. 또한 ReserachIR 소프트웨어에서 열화상을 데이터 가시화 및 프로그래밍 소프트웨어 패키지인 MATLAB로 전송할 수도 있습니다."고 전했다.

3T사의 엔지니어들은 서는 ResearchIR 소프트웨어를 사용하여 PCB의 결함을 정확하게 검출하고 최고 온도를 측정하고 있다. 이 소프트웨어는 칼라 파렛, 칼라 배색, 명암비 및 등온선, 줌 및 패닝 등 칼라와 관련된 모든 기능을 제어할 수 있다.

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