초정밀 AF + 고휘도 조명으로 완성한

차세대 TGV 검사 솔루션

TGV(Through Glass Via)란?

TGV는 유리 기판에 미세한 홀(Hole)을 가공해 전기적 연결을 만드는 고밀도 배선 기술로, 기존 PCB 대비 신호 지연과 전력 손실을 획기적으로 줄일 수 있습니다.

5G, AI, 고성능 컴퓨팅(HPC) 등 고속·고성능을  요구하는 반도체 및 패키징 분야에서 TGV 기술이 주목받고 있습니다.

TGV 공정에서는 수백 μm 두께의 유리 기판에 수십 μm 크기의 미세한 홀(hole)을 검사해야 하기 때문에, 고해상도 이미지와 정밀한 깊이 제어가 요구됩니다. 특히, 정밀도 뿐만 아니라 빠른 검사 속도가 동시에 요구되면서 검사 난이도가 매우 높아졌습니다.

따라서, Auto Focus(AF) 기술과 최적화된 조명 시스템이 검사 품질을 좌우하는 핵심 요소 입니다.

✅ TGV 검사 품질을 좌우하는 2가지 핵심 기술

1. 정확한 초점 유지를 위한 AF 기술

TGV의 홀은 층(Layer)마다 형상과 크기가 달라 정밀한 초점 조절이 필수입니다. 특히, 고배율 렌즈 사용 시 초점 심도(Depth of Field)가 얕아져 초점 오차가 발생하기 쉽습니다. 때문에, 빠르고 정밀한 AF 시스템은 TGV 검사 정확도를 높이는 핵심 기술입니다.

2. 홀의 윤곽 확보를 위한 조명 기술

홀의 내부 형상이 흐릿하거나 경계가 불분명하다면 분석 자체가 어렵습니다. 이를 위해서는 직진성, 파장, 광량을 고려한 최적의 조명은 선명한 윤곽선 확보와 결함 식별력을 높여줍니다.

아래 이미지는 AF 여부와 조명 조건에 따라 불량 홀의 식별력이 어떻게 달라지는 지를 보여줍니다.

✅ 아이코어의 Auto Focus 솔루션

Auto Focus 란?

AF(Auto Focus, 자동 초점 조절)는 광학 시스템에서 검사 대상의 높이에 따라 렌즈 위치를 자동 조절하여 초점을 유지하는 기술입니다. 산업용 검사에서는 미세한 패턴이 많은 만큼, AF 정밀도가 검사 품질에 직접적인 영향을 미칩니다. 아래 이미지는 초점을 맞춘 상태에서 AF를 켠 경우(위)와 끈 경우(아래)를 비교한 예시입니다.

삼각법 AF 기술 : TGV 검사에 최적화된 방식

AF 방식은 크게 두 가지로 나뉩니다.:

• TTL 방식 (Through The Lens): 조명 및 카메라와 레이저가 동축에 배치

• 삼각법 방식 (Optical Triangulation): 레이저 모듈과 센서가 렌즈 옆에 독립적으로 위치하여, 비스듬한 각도로 반사광을 감지

두 방식 모두 반사된 레이저 빛을 이용해 초점을 맞추지만, 삼각법 방식은 층별 초점 선택과 Hole 내부 구조의 초점 유지 측면에서 더 유리합니다. TTL 방식은 레이저가 수직으로 조사되기 때문에, Hole 내부로 빠져 반사광을 잃을 위험이 있는 반면, 삼각법 방식은 비스듬한 각도로 조사되어 반사광 손실 없이 안정적인 측정이 가능합니다.

따라서, 여러 층으로 구성된 미세 Hole을 검사하는 TGV 어플리케이션에서는 삼각법 방식이 더 적합한 솔루션입니다.

Multi Layer Detection

TGV 구조는 일반적으로 다음 세 가지 층으로 구성됩니다: Top(상단), Waist(중간부), Bottom(하단)

아이코어의 삼각법 기반 AF 기술은 반사된 레이저 신호를 이용해 여러 층을 인식 및 판별할 수 있으며, 특정 레이어를 기준으로 자동 초점 조절이 가능합니다.

한편, Waist는 명확한 물리적 층이 아니라 hole 내부 형상의 중간 영역으로, 정확한 레이저 peak가 나타나지 않는 경우가 많습니다. 따라서 검사자는 Top 또는 Bottom과 같은 기준 면에서 경험적으로 판단한 offset 값을 입력해 해당 영역을 시각적으로 탐색하게 됩니다.

이처럼 명확한 층뿐만 아니라 중간층까지 유연하게 대응할 수 있는 구조 덕분에, Multi Layer Detection 기능은 Offset 기능과 결합해 정밀 검사 환경에서 빠르고 안정적인 계측 대응이 가능한 솔루션으로 활용됩니다.

실시간 Offset 기능

TGV 검사 공정에서는 검사 대상이 위치한 층에 따라 초점을 전환해야 하는 상황이 자주 발생합니다. 특히 앞서 언급한 바와 같이, Waist 영억은 명확한 계면(Layer)이 없어 레이저 기반의 AF로는 직접 검출이 어렵기 때문에, Top이나 Bottom과 같이 레이저 peak가 명확한 기준면을 기준으로 상대 거리를 계산해 초점을 맞추는 방식이 활용됩니다.

예를 들어, 검사자가 Top 면을 기준으로 약 300μm 아래에 Waist가 있다고 판단한 경우, 아이코어의 삼각법 AF 모듈에서는 offset 값을 -300μm만 입력하면 해당 위치로 즉시 이동합니다. AF 시스템은 기존 초점에서 입력된 거리만큼 Z축으로 자동 조정하므로 재탐색 없이 빠른 초점 전환이 가능합니다.

이 기능은 연속 생산 공정에서 반복 정렬에 소요되는 시간을 줄이고, 공정 효율성과 검사 정밀도를 동시에 향상시킬 수 있습니다.

아이코어의 조명 솔루션

TGV 검사에서 조명은 단순히 밝기만을 위한 요소가 아니며, Hole의 깊이와 형상을 정확하게 인식하고 검사 신뢰도를 확보하기 위한 핵심 기술 요소입니다. 아무리 초점이 정확하더라도 조명이 적절하지 않으면 형상이 흐릿하게 보이거나, 결함을 놓칠 수 있습니다.

아이코어는 이러한 정밀 검사 환경에 대응하기 위해, 다양한 조건에서도 안정적인 이미지를 구현할 수 있는 조명 솔루션을 제공합니다.

Projection Backlight 솔루션

일반적인 LED Backlight로는 TGV 구조에서 요구하는 이미지 품질을 확보하기 어렵습니다. 아이코어는 이를 위해 Projection Type 고성능 조명 기술을 적용합니다.

Projection Backlight 특징

• 일반 Backlight 보다 직진성이 뛰어나, hold 경계선이 선명하게 표현

• Telecentric 조명에 가까운 광 특성으로, 고정밀 윤곽 인식 가능

• 고배율에서도 왜곡 없이 균일한 이미지 확보

아래 이미지는 동일한 시료의 Waist Layer(-220µm)를 각각 일반 Backlight(좌)와 아이코어 Projection Backlight(우)로 촬영한 결과입니다. 조명 조건에 따른 검사 정확도를 한눈에 확인할 수 있습니다.

[Image 6. 아이코어 Projection Backlight(좌)와 일반 Backlight(우) 비교]

고휘도 Hybrid Spot Light 솔루션

TGV 검사에서는일반적으로 Projectioin Type의 Backlight를 통해 Hole의 윤곽을 고대비로 확보하는 것이 효과적입니다.

하지만 다음과 같은 예외 상황도 존재합니다:

• 검사 장비 구조 상 후방 조명 설치가 어려운 경우

• 시료 구조 상 동축 조명이 결함 판단에 더 유리한 경우

• Backlight와 동축 조명을 함께 사용해, 서로 다른 형태의 이미지를 한 번에 얻어야 하는 복합 검사 방식이 필요한 경우

이런 환경에서는 고휘도 조명 솔루션이 필요합니다. 아이코어의 Hybrid Spot Light와 Overdriving 기술이 그 대안이 될 수 있습니다.

Hybrid Spot Light

• Hybrid Spot M1 : 일반 LED 조명 대비 약 30배 밝은 출력

• Hybrid Spot M2 : M1 대비 3배 밝기를 제공하며, 조도가 중요한 환경에서 탁월한 성능 발휘

Overdiving

아이코어의 스트로브 컨트롤러(iPulse)에 적용된 Overdriving 기술은 LED를 짧은 시간 동안 정격을 초과한 전류를 안전하게 인가함으로써, 빛의 세기를 순간적으로 극대화할 수 있습니다.

이를 통해 연속광으로는 확보하기 어려운 ‘고속 검사 환경에서의 고해상도 이미지 확보’ 및 ‘복합 조명 환경에서의 안정적인 이미지 품질 유지’가 가능합니다.

✅ 아이코어 기술력의 차별성

아이코어는 정밀 AF 기술과 고성능 조명 솔루션을 바탕으로, TGV와 같은 고난이도 검사 공정에서 요구되는 정밀도와 속도를 모두 충족시키는 차별화된 기술 경쟁력을 갖추고 있습니다. 특히, 자체 개발 기술을 통해 해외 고가 장비에 대한 의존도를 낮추고, 고객 맞춤형 솔루션을 빠르게 제공하는 유연성과 기술 자립성을 동시에 실현해왔습니다.

이러한 기술력은 단순한 컴포넌트 공급을 넘어, 국내 반도체 및 디스플레이 검사 생태계의 경쟁력 향상에 기여하는 핵심 기반이 되고 있으며, 앞으로도 고정밀 검사 기술의 국산화를 선도하는 핵심 파트너로 더욱 자리매김 할 것입니다.

※ TEST CONDITION

[Image 8. 아이코어 삼각법 AF 모듈]

[Table 1. Test Conditoin]

[Image 9. TGV Sample]