기능 테스터란?
기능 테스터는 전자 기판이 실제로 제대로 작동하는지 기능(기능)을 검사하는 테스트 장비입니다.
모든 장비의 전자 제어는 전자기판을 통해 이루어집니다. 장비가 안전하고 올바르게 작동하는지 여부는 먼저 전자기판에 결함이 없는지 검사하여 확인합니다.
전자 기판의 검사에는 기판 외관 검사(AOI)와 회로 내 검사(ICT) 및 기능 검사(FCT)가 있으며, 기판 외관 검사는 기판 검사 및 실장 검사라고도 합니다.
기판 외관 검사에는 기판의 배선에 결함이 없는지, 기판 위의 부품이 제대로 조립되었는지 카메라 등의 외관으로 검사하는 기판 외관 검사 장비가 사용됩니다. 기능 검사는 일반적으로 기판 외관 검사 후에 이루어지며, 실제로 전자 기판이 제대로 작동하는지 검사합니다. 기능 테스터는 이러한 기능 검사를 할 때 사용됩니다.
기능 테스터의 사용 용도
기능 테스터의 사용 용도인데, 전자 기판이 원하는 기능대로 동작하는지 여부를 기능 검사하는 용도로 사용됩니다.
내용은 기능 검사하고자 하는 전자 기판에 입력(영문: input) 신호를 보냈을 때 기대하는 출력(영문: output) 신호나 전자 부품의 동작이 수행되는지 확인하기 위해 사용됩니다.
전자 기판마다 기대하는 기능은 당연히 다르기 때문에 의도한 검사가 가능한 기능 테스터를 선정하는 것이 매우 중요합니다.
예를 들어, 전원 기판이라면 스위치를 켰을 때 기대하는 전압이나 전류가 흐르는지, LED 점등 검사라면 입력 전류에 따라 해당 LED가 어느 정도의 출력으로 점등되는지 등을 테스트하게 됩니다. 최근에는 다양한 종류의 기판에 대응하는 매우 다재다능한 기능 테스터도 등장하고 있습니다.
기능 테스터의 원리
기능 테스터의 원리는 전자기판이 원하는 기능(기능)대로 동작하는지 검사하기 위해 전자기판에 전원을 공급하고 필요한 전기적 입력 신호를 인가하여 출력 단자 신호나 탑재된 전자부품의 동작이 의도한 대로 동작하는지 확인하는 데 있습니다.
기능 검사에서는 검사하고자 하는 기판을 기능 테스터에 장착하여 실제로 동작하는지 확인합니다. 입력 신호는 FPGA 등에서 생성된 테스트 패턴을 이용하여 마이컴 등의 IC 동작을 하는 경우가 많습니다.
전자기판을 동작시키기 위해 실제 동작 전류를 흘려보내 출력 파형을 확인합니다. 만약 기판에 납땜 불량 등이 있으면 기판 내부가 단락되어 기판 자체가 파손될 수 있습니다. 따라서 기능 테스터를 통한 기능 검사 전에 기판 외관 검사를 꼼꼼히 하여 기판 배선 불량이나 부품 실장 불량이 없는지 확인하는 것이 중요합니다.
기능 테스터는 어디까지나 기판이 실제로 동작을 출력할 수 있는지를 테스트하는 것으로, 각 부품의 전기적 특성(저항값이나 다이오드 특성 등)을 세밀하게 검사하는 것과는 구별됩니다. 이 경우 인서킷 검사(ICT)라고 하며, 동작 전류보다 훨씬 약한 전류를 통전시켜서 검사합니다.
기능 테스터의 기타 정보
1. 인서킷 검사와의 차이점
인서킷 검사는 의도한 부품이 제대로 실장되었는지 확인하는 것이 주된 목적입니다.
예를 들어, 칩 부품 실장 시 납땜 단선이 발생하지 않았는지, 다이오드의 극성(방향)이나 IC의 1핀에 해당하는 부분이 올바르게 장착되었는지, 칩 저항의 저항값이 올바른지 등을 검사합니다.
베이스는 부품의 단자에 프로브 핀을 접촉시켜 전기적으로 평가하는 검사로, 예를 들어 BGA와 같이 내부에 단자가 존재하는 IC 패키지나 기판 내층의 블라인드 VIA 연결과 같은 부분은 평가할 수 없습니다.
이에 반해 기능 테스트는 기본적으로 기능 불량품은 제거할 수 있기 때문에 이쪽이 더 중요시되며, 범용성이 높은 기능 테스터에는 인서킷 검사 기능이 내장되어 있는 경우가 많습니다.
2. 실제 기능 테스트 항목 사례
실제 기능 테스트 항목 사례로는 출력 회로의 전류값이나 전압 파형, LED 점등이나 스위치 동작, FPGA의 패턴으로 마이컴 동작 확인, 커넥터 단선 등의 체크와 같은 항목을 들 수 있습니다.
최근 전자기판의 기능은 스마트폰 등 전자통신기기나 자동차의 첨단 전자제어 용도로 대표되는 것처럼 매우 복잡하게 구성되어 있어, 시판되는 테스터를 그대로 사용할 수 있는 사례는 오히려 적고, 커스텀 요구사항에 대응하는 경우가 증가하고 있습니다. 기판에 맞는 주변 회로와 픽스처, 경우에 따라서는 전자파 차폐 BOX(전파 암실) 등을 세트로 취급하는 업체도 있습니다.