시작하며

전기 자동차(EV)와 AI 데이터 센터의 보급으로 고신뢰성 칩 저항기의 수요가 급속히 증가하고 있습니다. 이러한 부품은 전기적 스트레스 하에서도 안정적인 특성이 요구되므로 양산 공정에서는 엄격한 품질 관리가 필수적입니다. 특히 정격 전압을 인가한 후의 저항값 변화를 정확히 확인하는 것이 중요합니다.
이러한 검증이 불충분한 상태로 출하될 경우, 사용 중 특성 변화로 인해 조기 고장이나 시스템 전체의 신뢰성 저하를 초래할 우려가 있습니다.
기존 검사 방법에서는 측정·기록·연산의 여러 공정이 필요하여 공정 구성이 복잡해지고 사이클 타임이 길어지는 경향이 있었습니다.
HIOKI의 저항계 RM3542C는 공정 간 비교를 전제로 한 검사를 간소화하고, ΔR(저항값 변화율) 기능으로 테이핑 머신 상의 이상 검출을 신속화합니다. 이를 통해 공정 간 변화를 엄밀히 포착하면서도 검사 기인 사이클 타임 증가를 억제합니다..
배경
고신뢰성 칩 저항기는 차량용 전자기기나 데이터 처리 장치 등 안정성이 최우선되는 용도로 사용됩니다.
생산 현장에서는 제1회 측정 후 정격 전압을 인가하고, 제2회 측정에서 그 특성 변화를 평가합니다. 전압 인가는 특성 변화를 유발하므로, 인가 후 저항값이 크게 변동하는 소자는 실제 사용 시 열화가 진행되기 쉬우며, 규격 한계에 조기에 도달할 우려가 있습니다(그림 1).
양산 라인에서는 규정 범위 내임을 확인하는 것 외에도, 전압 인가 전후의 변화율이 허용 범위에 수렴하는지 이중으로 점검해야 합니다. 사이클 타임 단축이 진행되는 제조 현장에서는 검사 및 이송을 포함한 전체 효율 향상이 요구되고 있습니다.

그림 1. 칩 저항기의 검사 타임라인과 양품(녹색)/불량품(적색)의 특성 변화
과제
공정 간 저항값 변화를 판정하려면 각 측정값의 기록과 차분 계산이 필수적입니다. 일반적으로 두 대의 계측기에서 획득한 값을 호스트 측에서 계산하여 합격 여부를 판정합니다. 이 방식은 데이터 읽기 및 연산 처리 구현이 증가하여 장치 제어가 복잡해집니다. 양산 고속 검사에서는 라인 전체의 택트를 저해하기 쉬워 처리량 저하와 프로그램 유지보수 부담 증가로 이어집니다.
해결책과 효과
RM3542C의 ΔR 기능은 2대의 계측기(RM3542C_1st 및 RM3542C_2nd)를 통신용 케이블로 연결하여 제1 공정에서 얻은 저항값을 제2 공정의 계측기로 자동 전송합니다. 제2 공정의 측정값과 결합하여 저항값 변화율 ΔR을 현장에서 연산합니다(그림 2).
ΔR의 계산식은 다음과 같습니다.
ΔR [%] = (R2nd - R1st) / RREF2nd × 100
R1st: 제1공정의 측정값
R2nd: 제2공정의 측정값
RREF2nd: 제2공정의 비교기 기준값

그림 2. ΔR에 의한 공정 간 비교와 비교기 판정을 결합한 종합 판정 및 EXT I/O와 연동된 자동 분기 제어의 개념
ΔR 판정과 제2 공정(RM3542C_2nd)의 컴퍼레이터 판정을 조합한 결과는 EXT I/O에서 출력(표 1). 호스트 시스템을 거치지 않고 양품·불량품의 자동 분류가 가능해지며, 테이핑 머신의 제어를 간소화합니다(그림 2). IN 신호는 양쪽 판정이 합격일 때만 출력됩니다. HI/LO는 한쪽 또는 양쪽 모두 불합격을 나타냅니다. 이를 통해 자동 이송 시스템에서의 분기 제어가 용이해집니다.
표 1 ΔR 기능 유효 시 컴퍼레이터 판정 테이블
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컴퍼레이터 판정
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HI
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IN
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LO
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(ERR)
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ΔR 판정
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HI
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HI
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HI
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LO
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ERR
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IN
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HI
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IN
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LO
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ERR
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LO
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HI
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LO
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LO
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ERR
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–*
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HI
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ERR
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LO
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ERR
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* :비정상 상태에서의 복귀
정리
고신뢰성 칩 저항기의 수요가 확대되는 가운데, RM3542C는 양산 검사에서 품질 보증과 운영 효율의 최적 균형을 제공합니다. ΔR 기능으로 인해 복잡한 호스트 시스템에서의 제어 및 계산 처리가 불필요해지며, 테이핑 머신에의 원활한 통합을 실현합니다. 엔지니어는 고정밀 공정 간 분석을 현장에서 완결할 수 있으며, 검사 시간 단축과 신뢰성 향상으로 다운타임을 최소화할 수 있습니다.
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