컨포멀 코팅의 미세 기포 검출을 위한 최적 UV 조도 선정 알고리즘 (Optimal UV Light Intensity Selection Algorithm for Detecting the Tiny Bubble in Conformal Coating)

서지정보

· 발행기관 : 대한전자공학회
· 수록지 정보 : 전자공학회논문지 / 61권 / 5호 / 40 ~ 47페이지
· 저자명 : 최동빈, 이승주, 조성령, 김한얼, 정경훈

초록

컨포멀 코팅(Conformal Coating)은 PCB(Printed Circuit Board)를 보호하는 기술이다. 코팅 과정에서 PCB 기판과 코팅 사이에 기포가 발생할 수 있는데, 이는 회로 오작동의 원인이 되기 때문에 기포 검사는 제품의 신뢰성을 위해 반드시 거쳐야 하는 작업이다. 기포 검사를 위해 PCB를 UV(Ultra Violet) 광원 아래에 두고 촬영한 영상에서 기포의 시인성은 PCB 배경 색상과 코팅의 두께를 비롯하여 UV 조도 등 다양한 요소의 영향을 받는다. 본 논문에서는 코팅 두께에 대한 정보가 없는 상황에서 기포 검출을 위한 최적의 UV 조도를 선정하는 기법을 제시하였다. 이를 위해 입력 영상으로부터 유효 영역을 추출하고 평균 밝기와 최대 색상 위치라는 두가지 특징을 계산한다. 그리고 특징 공간에서 데이터의 통계적 특성을 고려한 마할라노비스 거리를 기반으로 UV 조도의 적정성을 판단하였다. 또한 기포 검출 단계에서는 YOLO v8 모델을 기반으로 적용하되 기포의 발생 위치에 따라 분류된 다중 클래스를 도입함으로써 기포 형태의 비정형성에 대응하였으며 타일링 과정을 적용함으로써 미세 기포에 대한 검출 성능을 향상시켰다. 임의의 PCB에 대해 UV 조도 변화에 따른 기포 검출률과 조도 적정성 척도와의 상관성에 대한 실험을 수행하였으며 이를 통해 제안 알고리즘의 타당성을 입증하였다. 기존의 기포검사 장비에 제안 알고리즘을 통합함으로써 보다 신뢰성 높은 기포 검사 솔루션을 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

영어초록

Conformal coating is a key technology used to protect Printed Circuit Boards (PCBs). And the bubble inspection is an essential task for the reliability of the PCB since the bubbles which generated during the coating process can be causes of circuit malfunctions. The visibility of bubbles in images captured under UV (Ultra Violet) light for bubble inspection is influenced by various factors, including the background color of the PCB, the thickness of the coating as well as UV light intensity. This paper proposes a technique for selecting the optimal UV intensity level for bubble detection when the information about the coating thickness is not available. In the proposed method, the effective region is extracted from the input image, and then two features, that is average brightness of B component and maximum position of H component, are calculated. And the optimal UV light intensity is determined based on the Mahalanobis distance considering the statistical characteristics of the data in the feature space. Meanwhile the YOLO v8 model is adopted in the bubble detection stage. The bubbles are classified into multi according to location to consider the irregularity of bubble shapes and the image tiling is applied to enhance the detection performance for tiny bubbles. The validity of the proposed algorithm is demonstrated through experiments which investigate the correlation between the bubble detection rate and Mahalanobis distance according to UV intensity level. It is expected to provide a more reliable bubble inspection solution by integrating the proposed algorithm into the existing conformal coating equipment.

참고자료

· 없음