AOI란 무엇인가요?

AOI (Automated Optical Inspection, 자동 광학 검사)소개

AOI는 자동 광학 검사를 의미하며, 정밀한 인식 및 검사 작업을 위해 머신 비전에 의존하는 기술입니다. 이 기술은 인간의 시각 검사 한계를 해결하고 극복할 수 있는 유용한 도구로 활용됩니다. AOI의 주요 기능에는 결함 검출, 치수 측정 및 정렬이 포함됩니다. AOI는 첨단 기술, 반도체, 제약, 식음료 등 다양한 산업에서 활용되며, 특히 산업 자동화 분야에서 중요한 역할을 하며, PCB 및 패널 디스플레이 산업이 가장 일반적인 적용 분야입니다.

AOI 시스템의 주요 구성 요소

AOI 시스템은 카메라, 렌즈, 메커니즘, PLC(프로그래머블 로직 컨트롤러), 광원, 산업용 컴퓨터 등 여러 주요 구성 요소로 이루어져 있습니다. 이 시스템은 머신 비전 기술에 기반하여 광학, 전기 제어, 기계적 메커니즘, 검사 소프트웨어를 결합하여 검출 작업을 수행합니다. 광원을 적절히 설정하고 컴퓨터 비전 처리 기법을 활용함으로써 AOI 시스템은 이미지의 특징을 강조하고 정밀한 위치 지정 및 검사 작업을 수행할 수 있습니다. 이를 통해 생산 라인에서 완제품 및 반제품의 결함, 오염물, 이상을 효율적으로 선별할 수 있습니다.

AOI 기술의 적용 산업 및 활용 분야

AOI는 제조 산업 전반에서 변형, 손상, 누락 부품, 오염, 흠집 등의 검사뿐만 아니라 코드 판독, 정렬, 정밀 측정, 인쇄 검사 등에 널리 사용됩니다. 자동차, 반도체, 전자, 섬유 산업 등에서도 AOI 기술의 혜택을 받고 있습니다.

제조 산업에서는 결함이 제품 기능에 미치는 영향으로 인해 수율 향상에 대한 요구가 증가하고 있습니다. 기존의 수동 결함 검사 방식으로는 종합적인 검사와 생산 효율을 충족시키기 어려워졌으며, 이에 따라 AOI 시스템의 도입이 산업 공정에서 결함 검출의 주류 방식으로 자리 잡게 되었습니다.

AOI 시스템에서 고려해야 할 주요 사양

Speed icon: a white stopwatch on a red background

속도

분당 검사 횟수 또는 일정 시간 내에 특정 길이를 검사할 수 있는 능력을 의미합니다.

Accuracy icon: a white target on a red background

정확도

5µm 또는 0.005mm 수준의 정밀도로 치수를 측정하는 등, 필요한 측정 정밀도를 나타냅니다.

Field of View (FOV) icon: a white eye on a red background

시야(FOV, Field of View)

검사 중 카메라가 포착하는 가시 범위를 의미합니다.

제조 산업에서 AOI의 이점

AOI 기술은 제조 산업에서 다음과 같은 주요 이점을 제공합니다:

수동 검사 감소

AOI는 사람의 시각 검사나 광학 기기를 이용한 수동 검사보다 더 정밀하고 일관된 결함 판정을 제공합니다.

검사 속도 향상

고해상도 카메라가 장착된 AOI 시스템은 육안으로 식별하기 어려운 세부 사항까지 감지할 수 있으며, 기존 수동 검사 방식의 효율성 한계를 극복합니다.

일관된 품질 관리

AOI 시스템은 균일한 결함 검출을 통해 모든 부품을 동일한 정밀도로 검사하며, 인간의 실수를 줄여줍니다.

인건비 절감

검사 공정을 자동화함으로써 수작업 인력을 줄일 수 있으며, 운영 비용을 절감할 수 있습니다.

AOI 시스템의 과제와 한계

AOI 시스템은 제조 생산 라인에서 널리 사용되지만, 다음과 같은 특정 한계와 과제도 가지고 있습니다:

복잡한 설정 및 커스터마이징

AOI 시스템은 매우 복잡하고 맞춤화가 필요하기 때문에 설치 및 운영이 어렵고, 복잡한 결함, 배경, 조명 변화 처리에 어려움을 겪을 수 있습니다.

오탐 및 과잉 검출

AOI는 전통적인 알고리즘과 엄격한 기준에 기반하기 때문에 조명 변화 등 외부 조건에 민감하게 반응하며 오탐 또는 과잉 검출이 발생할 수 있습니다. 따라서 추가 수동 검사가 필요한 경우가 많습니다.

복잡하고 불규칙한 결함

AOI 시스템은 고급 이미지 처리 기술이 필요한 복잡한 결함을 정확히 식별하고 분류하는 데 어려움을 겪을 수 있으며, 불규칙한 형상, 미세한 결함, 접근이 어려운 위치에 있는 결함을 감지하기 어렵습니다.

사전 정의된 결함 기준에 대한 의존성

AOI는 사전에 정의된 기준에 따라 결함을 검출하는 규칙 기반 방식에 의존하기 때문에, 정의된 조건에 맞지 않는 결함은 누락될 가능성이 있습니다.

장비 및 조건 의존성

AOI는 광원, 카메라, 렌즈의 적절한 조합에 크게 의존하며, 검사 대상의 재질, 색상, 형상 등을 고려하여 대비를 높이고 적합한 이미지를 얻어야 합니다.

높은 비용 및 유지보수 요구

AOI 시스템은 고가의 고해상도 카메라와 고급 소프트웨어 등 특수 장비를 포함하는 초기 투자 비용이 크며, 최적 성능 유지를 위해 정기적인 유지보수 및 보정이 필요합니다.

현대 제조업에서 AOI의 역할

AOI 기술은 제조 산업에서 자동화된 검사 기능을 제공함으로써 중요한 역할을 해왔습니다. 정밀도 향상, 검사 속도 개선, 결함 검출의 일관성 등 여러 장점이 있습니다. 그러나 복잡한 결함 처리, 설정 시간, 비용 문제, 사전 정의된 기준 의존성과 같은 한계도 존재합니다. 이러한 점에서 AI 검사 소프트웨어는 더 빠른 설정 시간, 적은 샘플 요구량, 고급 결함 인식 기능을 제공하여 특정 제조 분야에서는 AOI를 대체할 수 있는 매력적인 대안이 됩니다.
Photograph of an industrial AOI system. A camera is positioned above. The AOI system is likely checking for defects.