PCB打样印制板检查方法
2015/4/28 12:56:22 0人评论 2272次浏览 分类：PCB设计技术精选
PCB打样印制板检查方法。1PCB印制板检查的目的
1．1品质保证，省力化，缺陷规格
检查的H的在于保证制造的产品品质，在外观上不会产牛缺陷的产品。利用自动化检奋，可以节省人力。工场中的检查人员依然占有较大的比例，而检出的缺陷局限于功能缺陷。然而与功能无关的变形、变色或者损伤等不良也有检出的必要性，因此合理的设定检查缺陷规格很有必要，以便实现检查系统的有效利用、品质保证和降低成本的统一。
1．2PCB印制板检查的严密性
检查必须严密的进行到一定程度。例如对于终端消费者产品的情况下，对成本的要求相当严格，这时主要着重于产品的最低限度功能的检查。对于铁道、金融系统和航空机器使用的产品，因为产品的不良会造成社会的重大影响，必须进行严格检查。这种情况下的产品成本相当高，为了保证高可靠性，必须检查出会导致产品不良的潜在缺陷。因此，不仅要在通常制品使用环境下进行检查，而且．还要在提高使用电压的情况F检查，需精密的枪查电阻。此外，严密的检查中间产品的外观是消除潜在缺陷的有力于段。
1．3产品合格率的提高和工程水平管理
检查不仅是保证产品的最终品质而且也是提高产品合格率的重要手段。这时，如果在制造工程的中间阶段导入检查系统，则可避免不良产品流入后道工程。如果在制造的最终阶段发现小良，则必须忍痛割爱，不得不报废好不容易制成的产品。
此外，根据中间阶段的检查结果进行制造工程的状态分析，可以判定制造工程的优劣，这时如果针对劣化的工程采取对策，则可保持工程的最适宜状态。
2PCB印制板线路图形的检查
2．1PCB印制板线路图形的检查概述
表示了线路图形的检查法和适用对象。
2．1．1PCB印制板设计规则法(特征抽取法，特意图形抽取法)
设计规则法是假设采用某种单纯的规则描绘图形，并且根据这种规则判定缺陷的部分(图1右上图)。由于这种方法的安装也简单，使用于初期的装置中。然而如果缺陷的形状接近于正常图形的形状，则不能检出它的缺陷，由于脱落的图形也不能检出，因此现在多用下述比较法的补全功能。
2．1．2PCB印制板比较法
比较法是与某种基准图形比较的方法。比较的方法有(1)从图形抽取形状的特征(端点、分歧点等)，再比较这些特征的存在(图1左上图)；(2)采用像素状态的比较法(图1右处)。前者的处理信息量少时可以办到，但有时会放过没有抽取的缺陷，后者难以发现公差之类的缺陷。
基准图形有两种：(1)根据绘图仪用NC数据制作的蚀剂图形；(2)根据实物图形抽取的图形。前者虽然正确，但是未必有用。图形多值和多层的情况下很难根据设计数据再现实物图形外观。
2．2PCB印制板PCB图形的检查
PCB图形的检查足一个困难的课题，理由有：(1)必须检出微细的短路缺陷，线路本身的变形(公差)大；(2)往往表面的变色和损伤等缺陷(虚法)搞错图形，基材部同样变黑色而被检出(或者放过)短路缺陷，因此检出困难。
关于PCB图形检查[光板(BareBoard)检查1，已有许多市售的自动检查装置，它们大多数采用比较法。日本国产的检查装置多采用比较法(2)，日本以外的检查装置也多采用比较法(1)。
图形的照明方法通常采用从上方或从周围照明的方式。在这种方法中，如果图形表面沾污，变色或者凹凸，则会误认这些为缺陷。以后开发了采用紫光照明，检出从基材产生的荧光的方法，如图2所示。这时图形的黑像(Silhouette)检查可以鲜明的检出图形形状，因此可以检出微细的短路，减少虚报。但是不能检出图形面上的损伤。
市售的检查装置都没有判定图形面上的变色或者浅损伤的虚报问题。此外，利用装置的图形检出上或者检查计数上也有不能检出的缺陷。检查装置导入要符合适用对象的要求。市售的图形检查装置要设法解决照明、检出、检查计数法置偏移的影响等问题。
2．3PCB印制板多层·多值图形的检查
2．3．1PCB印制板成品PCB的检查(PCB最终检查)
表l示出成品PCB和焊盘部的缺陷。进来适应成品PCB的缺陷检查装置已有市售。成品PCB是多层图形，而且各层图形的形成精度不同，每层图形上检出的缺陷大小形形色色，因此很难进行自动检查。
2．3．2PCB印制板焊盘部的检查
近来迫切要求检查BGA、CSP等焊盘部的沾污、压痕、损伤、变色、异物和色泽不均之类的微小缺陷。检查装置采用数种角度的照明和多结图像处理，根据显现的缺陷部分进行检查。然而为了检查感觉和官能的缺陷，需要10彼特(Bit)以上的图像灰度等级的色彩处理。关于这方面的技术现处于发展阶段。
3PCB印制板安装元件的检查
安装元件的次品、位置偏移和品名等的缺陷检查通常采用通用图像处理装置，根据图形匹配进行检查，大致与下述焊接部的检查装置一体化。将来希望开发适应三维安装的检查技术。
4PCB印制板焊接部的检查
4．1PCB印制板三角测量法(光切断法，光构造化法)
检查立体形状的方法一般为三角测量法。已经开发了利用三角测量法检出焊料引线部的截面形状的装置。然而因为三角测量法是从光入射的不同方向进行观测，本质上在对象物面为光扩散性的情况下，这种方法最适宜。焊料面接近于镜面条件的情况下，这种方法不适宜。
4．2光反射分布测量法
光反射分布测量法是采用市售的焊接部检查装置的代表性检查方法，从倾斜方向入射光，在上方设置TV摄像进行检出。这时为了知道焊料表面的角度，有必要知道照射的光的角度信息，如图3(a)所示，点灭各种角度的灯，根据各灯的色彩来获得角度信息。相反，如图3(b)所示的装置，从上方照射光束，测量由焊料面反射的光的角度分布，检查焊料表面的倾斜。
这种装置的光反射分布测量法可以容易的检出焊料表面的角度，而且装置构成价廉。它的缺点是：(1)因为必须采用大角度照明，伴随着高密度化而产生元件影子的影响，甚至有时检出困难；(2)虽然知道焊料表面的角度，但是不能知道绝对高度如果积分，可以计算高度，但是可能不稳定)；(3)不能检出比45。更陡的表面。
4．3使用变换角度的多个摄像的检查图像的方法
检查装置具有变换角度的多个(5台)摄像和由多个LED构成的照明。通常使用多个图像，采用接近目测的条件进行检查，可以提高可靠性。
4．4焦点检出利用法
第4．1节～第4．3节的方法都是需要宽立体角的检出法。对于高密度化的安装基板，不是所希望的条件。图4所示的多段焦点法，由于可以直接的检出焊料表面的高度，它是实现高精度的检出法。如图4所示，设置了10个焦点面检出器，通过求出最大输出所获得的焦点面，检知出焊料表面的位置。采用微细激光束照射对象物，在z方向上错开配置10个具有针孔的焦点位置检出器，可以成功地检查0．3mm节距引线的安装。
4．5PCB印制板利用X线的方法
外观检查中，由于不能检查焊接部内部的孔，因此检查内部的孔时可以使用X线。通过使用显微聚焦(Microfocus)X线源使焊接部放大投影，可以检出内部的孔，利用X线的方法还可以检出焊料厚度的变化，但是未必能检出焊料表面形状变化或者结合性。