마이크로 부품은 어떻게 측정하는가: 삼차원 측정기, 광학 및 비전 검사

Micropartz 편집팀 · 게시일 2026년 10월 27일

큰 부품에서 측정은 공정 끝에서 하는 확인입니다. 마이크로 부품에서는 가장 어려운 단계인 경우가 많습니다. 0.4 mm 보어의 ±0.005 mm 공차는 확대하지 않으면 제대로 보이지 않는 형상에 10 μm의 폭이 주어진다는 뜻입니다. 이 가이드는 마이크로 가공 부품을 검사하는 방법, 그 한계, 양산 전에 업체와 합의할 사항을 설명합니다. 내용은 마이크로 밀링과 선삭의 형상 크기와 공차 가이드를 바탕으로 합니다.

마이크로 부품에서 검사가 더 어려운 이유

작은 부품의 측정이 다른 이유는 네 가지입니다.

공차가 측정 방법의 불확도에 가깝다. 좋은 작업장용 마이크로미터의 정확도는 약 1 ~ 2 μm입니다. ±0.02 mm에는 충분하고, ±0.005 mm에는 빠듯하며, ±0.002 mm에는 쓸모가 없습니다.

접촉력이 부품을 휘게 한다. 삼차원 측정기의 프로브가 0.15 mm 벽이나 PEEK 형상을 누르면 공차보다 더 크게 움직일 수 있습니다. 그러면 측정된 크기는 얼마나 세게 누르느냐에 달려 있습니다.

형상에 접근하기 어렵다. 0.3 mm 구멍에는 1 mm 스타일러스가 들어가지 않습니다. 폭보다 깊은 홈은 바닥 모서리를 카메라에서 가립니다.

먼지와 버가 공차와 같은 크기다. 칩 하나나 몇 미크론의 버 하나가 판독값을 바꿉니다. 마이크로 부품은 측정 후가 아니라 측정 전에 세척하고 버를 제거해야 합니다.

측정 방법과 적합한 형상

마이크로 가공 업체는 보통 여러 방법을 조합합니다. 표는 각 방법이 어떤 종류의 형상에 적합한지 보여 줍니다.

방법	일반적인 형상	접촉	일반적인 분해능	한계
소형 스타일러스 삼차원 측정기	보어, 위치, 평면도, 기준면	있음	0.1 ~ 1 μm	스타일러스 크기, 접촉력
마이크로 삼차원 측정기	매우 작은 보어와 3D 형상	매우 낮은 힘	0.1 μm 미만	비용, 속도, 보유 업체가 적음
비전 / 광학 측정 시스템	윤곽, 구멍 지름, 홈 폭, 2D 위치	없음	0.5 ~ 2 μm	모서리 검출, 깊이
측정 현미경	모서리, 버, 반경, 나사 형상	없음	약 1 μm	대부분 2D, 작업자에 따라 다름
핀 게이지와 링 게이지	구멍과 축의 크기, 통과 / 정지	있음	등급에 따라 다름	크기만 가능, 형상은 불가
공기 마이크로미터	양산에서의 보어 크기	없음	1 μm 미만	크기마다 마스터 필요
촉침식 또는 광학식 조도계	표면 거칠기 Ra, Rz	있음 / 없음	나노미터 영역	작은 형상에 대한 접근

수치는 이해를 돕기 위한 일반적인 값이며 장비 사양이 아닙니다.

소형 스타일러스 삼차원 측정기는 3D 형상과 기준면의 주력 장비입니다. 루비 또는 루비 계열의 스타일러스 팁은 일반 사용에서 약 0.3 mm까지, 특수 시스템에서는 더 작은 것도 있습니다. 측정 전략이 중요합니다. 몇 개의 점을 찍는지, 어떤 스캔 속도인지, 부품을 어떻게 고정하는지에 따라 결과가 달라집니다.

비전 시스템은 카메라와 교정된 광학계로 실루엣과 모서리를 측정합니다. 빠르고 비접촉이며, 평평한 부품, 선삭 윤곽, 한 방향에서 보이는 구멍 패턴에 잘 맞습니다. 깊이나 버가 있거나 둥글어진 모서리에는 약합니다. 소프트웨어가 모서리의 위치를 판단해야 하기 때문입니다.

측정 현미경은 모서리 상태를 보는 표준 도구입니다. “10배에서 버 없음” 같은 도면 주기는 이 방법으로만 확인할 수 있습니다.

게이지는 양산에서 크기를 확인하는 가장 빠른 방법으로 남아 있습니다. ⌀0.400 mm 구멍은 통과 핀과 정지 핀으로 몇 초 만에 확인할 수 있습니다. 게이지는 진원도나 위치에 대해서는 아무것도 알려 주지 않으므로, 삼차원 측정기를 대체하는 것이 아니라 보완합니다.

측정 불확도와 10 대 1 규칙

모든 측정에는 불확도가 있습니다. 공차가 의미를 가지려면 불확도가 공차 폭의 작은 일부여야 합니다.

도면 공차	공차 폭	방법이 갖춰야 할 정확도(10:1)	흔히 인정되는 최소 수준(4:1)
±0.02 mm	40 μm	4 μm	10 μm
±0.01 mm	20 μm	2 μm	5 μm
±0.005 mm	10 μm	1 μm	2.5 μm
±0.002 mm	4 μm	0.4 μm	1 μm

경험칙에 따른 비율이며 규격상의 요건이 아닙니다.

이 표는 ±0.005 mm가 일부 형상에 대한 공차인 이유를 설명합니다. 이를 제대로 확인하려면 약 1 μm의 정확도를 가진 방법이 필요하며, 이는 작업 현장의 수공구가 아니라 관리된 실내에서 잘 유지된 삼차원 측정기나 비전 시스템을 뜻합니다.

온도와 청결도

치수는 ISO 1의 기준 온도인 20 °C에서 정의됩니다. 마이크로 부품에서는 부품 자체의 열팽창이 작아서, 5 mm 스테인리스 부품은 1도당 약 0.1 μm만 늘어납니다. 더 큰 문제는 측정 장비와 지그이며, 따뜻한 기계에서 바로 가져온 부품이 안정된 부품과 다르게 측정될 수 있다는 점입니다.

마이크로 가공 업체의 좋은 관행은 다음과 같습니다.

• 온도가 관리되는 방, 보통 20 ± 1 °C에서 측정한다.
• 측정 전에 부품을 안정시킨다.
• 검사 전에 부품을 초음파 세척하고 건조한다.
• 측정 전에 버를 제거하고, 모서리 상태는 별도로 검사한다.
• 부품은 핀셋이나 진공 픽업으로 다루며 손가락으로는 절대 만지지 않는다.

버와 모서리 상태 검사

버는 마이크로 부품이 불합격되는 가장 흔한 이유이며, 도면에서 가장 자주 정의되지 않은 채 남는 항목이기도 합니다. 20 μm의 버는 눈에 보이지 않지만, 0.3 mm 가로 구멍을 막거나, 맞물리는 보어를 긁거나, 의료기기 안에서 떨어져 나올 수 있습니다.

모서리 상태는 광학적으로, 보통 실체 현미경이나 측정 현미경으로 명시한 배율에서 검사합니다. 도면이나 발주서에는 세 가지를 정의해야 합니다.

• 요건. 예를 들어 “버 없음”, “모서리 모따기 0.01 ~ 0.03 mm”, “날카로운 모서리, 0.01 mm를 넘는 버 없음”입니다.
• 배율. 일반 부품에는 10배, 의료용과 유체용 부품에는 20 ~ 40배가 흔합니다. 무엇을 버로 보느냐는 얼마나 가까이서 보느냐에 따라 달라집니다.
• 적용 범위. 모든 모서리인지, 가로 구멍 출구, 실링면, 나사 시작부 같은 기능상 모서리만인지입니다.

도면의 모서리 요건	일반적인 검사 방법	일반적인 버 제거 방법
10배에서 버 없음	실체 현미경, 로트별 샘플	브러싱, 진동 마감
20 ~ 40배에서 버 없음	측정 현미경, 핵심 모서리는 전수인 경우가 많음	현미경 아래 수작업 버 제거, 전해
모서리 모따기 0.01 ~ 0.03 mm	측정 현미경 또는 비전 시스템	프로그램에서 제어된 모따기, 연마재
날카로운 모서리, 버 없음	현미경, 샘플	가공 전략, 내측 모서리는 방전가공

일반적인 관행이며 규격이 아닙니다.

버 제거 방법은 치수에도 영향을 줍니다. 연마재와 전해 공정은 표면과 모서리에서 몇 미크론을 제거합니다. 형상에 ±0.005 mm 공차가 있다면 버 제거 단계는 사후 처리가 아니라 측정되는 공정의 일부여야 합니다.

양산 전에 업체와 합의할 사항

마이크로 부품의 검사 분쟁은 대부분 문서로 남기지 않은 가정에서 시작됩니다. 다음 사항을 RFQ나 발주 시에 합의하십시오.

1. 핵심 형상별 방법. 예를 들어 “보어 ⌀0.40 H7은 핀 게이지로 측정, 위치는 삼차원 측정기로 측정”입니다.
2. 기준면과 고정 방법. 측정할 때 부품을 어떻게 잡는지입니다. 특히 얇거나 플라스틱인 경우에 중요합니다.
3. 샘플링 계획. 모든 형상에 대한 초도품, 이후 로트별 샘플에 대한 핵심 형상, 또는 한 형상만 전수 검사하는 방식입니다.
4. 모서리 상태와 배율. “10배에서 보이는 버 없음”은 검사할 수 있습니다. “버 없음”만으로는 검사할 수 없습니다.
5. 표면 마감 파라미터와 측정 위치. 폭 0.3 mm 홈의 Ra는 측정이 아예 불가능할 수도 있습니다.
6. 보고서 형식. 초도품 검사 보고서의 레이아웃, 측정값과 합격 / 불합격 중 무엇을 기록하는지, 원시 데이터가 필요한지입니다.
7. 재료 및 적합성 서류. 로트까지 추적 가능한 재료 성적서와 적합성 증명서입니다.

검사가 가격에 반영되는 방식

공차가 엄격한 마이크로 부품에서는 검사에 가공만큼의 시간이 걸릴 수 있습니다. 치수가 40개인 부품의 초도품 보고서는 삼차원 측정기에서 몇 시간이 걸릴 수 있습니다. 매 로트마다 핵심 형상 5개를 샘플링하면 납품마다 시간이 더해집니다. 이는 부풀리는 것이 아니라 부품이 맞다는 것을 확인하는 비용입니다. 마이크로 가공 부품의 비용에 관한 가이드에서 검사가 셋업과 사이클 타임과 어떻게 맞물리는지 설명합니다.

가상의 예를 들어 보겠습니다. 의료 분야의 구매자가 2,000개의 소형 하우징에서 8개 형상의 삼차원 측정기 전수 검사를 요구했습니다. 부품당 약 4분이면 삼차원 측정기 시간만 130시간이 넘습니다. 기능 보어 2개를 핀 게이지로 전수 검사하고 나머지는 샘플링 계획으로 바꾸면 기능을 지키면서도 검사량을 몇 분의 1로 줄일 수 있습니다.

적합한 측정실을 갖춘 업체 고르기

마이크로 가공 업체를 비교할 때는 장비 목록만큼 측정실이 많은 것을 알려 줍니다. 어떤 삼차원 측정기나 비전 시스템을 쓰는지, 어떤 크기의 스타일러스를 갖추고 있는지, 관리된 방에서 측정하는지 묻고, 검사 보고서 샘플을 보여 달라고 하십시오. 그 밖에 물어볼 만한 질문은 마이크로 가공 구매 가이드에 정리되어 있습니다.

Micropartz는 각 RFQ를 측정 능력이 공차에 맞는 최대 3개 업체와 연결하고 영업시간 기준 24시간 이내에 회신드립니다. 일반적인 공차와 검사 수치는 공차 및 재료 레퍼런스에 있습니다. 도면이 준비되면 RFQ를 보내 가장 엄격한 공차와 이를 어떻게 측정하기를 기대하는지 적어 주십시오.

자주 묻는 질문

참고한 규격 및 자료

• ISO 10360 series, Acceptance and reverification tests for coordinate measuring systems
• ISO 21920-2:2021, Surface texture: profile, terms, definitions and parameters
• Wikipedia: Coordinate-measuring machine

이 가이드의 수치는 이해를 돕기 위한 일반적인 값입니다. 실제 값은 도면, 재료 성적서, 매칭된 업체가 결정합니다.

계속 읽기

• 마이크로 밀링과 선삭의 최소 형상 크기, 공구, 공차
• 마이크로 가공 부품의 비용과 검사가 절반을 차지하는 이유
• 마이크로 가공 업체를 선택하는 방법