PCB自动光学检测技术-2019年精选文档

PCB自动光学检测技术一、PCB检测技术发展历程在PCB的生产工艺流程中，蚀刻是重要环节之一，即用化学药剂腐蚀掉设计线路以外多余的铜。该工艺流程中，药剂量、温度、流速和腐蚀时间等因素直接影响生产的质量，控制不好将会产生诸如短路、开路、线宽缺损、残留铜和针孔等缺陷。PCB通常用目视、电测试和AOI方法检测。20世纪70年代以前，PCB检测主要依靠人眼加放大镜，检测速度慢，漏检率高，同时，还会导致检验人员视力下降，影响人体健康。电测试的原理是根据PCB线路图的计算机数据设计一副针床夹具和相应的网点测试程序。测试时，探针压在PCB表面的待测点，然后通电测试每个网点的通断，并报告存在的短路和断路缺陷。其局限在于○1只能检测短路和断路两种缺陷，缺口、针孔和残留铜等其他缺陷都无法检测。○2针床夹具的成本过高，小批量生产不合适。电测试受到PCB向高密度、小型化方向发展的限制。随着线路板的密度不断增大，电测试需不断增加测试接点数，导致测试编程和针床夹具成本上升，开发测试程序和夹具通常需要数星期乃至一个多月时间，同时将导致电测试出错和重测次数增多。对电测试构成挑战的还有不断减少的引脚距离。因此，电测试已不能满足未来线路板的测试要求。二、PCB自动光学测试技术（2）自动光学检测的工作原理AOI是检测PCB表面图形品质（如表面缺陷、断路和短路）的设备，用于生产过程中半成品品质检测，是高精密单层印制板，尤其是多层印制板加工的关键技术。测试系统集光学、精密机械、识别诊断算法和计算机技术于一体，功能或激光自动扫描PCB，采集图像后送与计算机处理，再与数据库中的标准数据比较，查出PCB上缺陷，用显示器或自动标识系统显示或标识缺陷，供维修人员修理。2.PCB自动光学检测图像处理技术（3）图像采集获取图像是AOI的关键，所获取图像的质量好坏直接影响最终的检测效果。从使用的图像采集器件来看，目前AOI分为两类，一类是使用高精度线扫描CCD成像；另一类是利用激光作为光源，用光电倍增管（PMT）作为光电转换器件来获取图像。图像的处理是将光电器件（CCD或PMT）输出的有关PCB信息的电信号转换为计算机可识别的二进制信号。首先进行模/数转换，将模拟信号转换为灰阶数字信号，利用PCB基材和铜的灰阶值不同的特性，形成二维灰度图像，然后利用阈值法，将大于指定阈值的像素转换成黑（铜）像素，等于或小于指定阈值的像素转换成白（基材）像素。阈值根据材质来选取，一般在灰阶数值的60～110之间，最后得到关于PCB信息的二值（0，1）图像。（2）图像处理技术（A）图像特征提取对转换后的二值图像进行分析并与标准图像比较以发现PCB上存在的缺陷。常用的分析方法有两种。其中矢量分析法是一种图形位置搜索技术，八支射线沿着垂直、水平和对角线由中心往外计算，在影像图上找出主要特征并将其分离出来，然后对这些进行测量，包括形状、尺寸、角度和坐标。由于该方法方向性很强，两支射线间的空隙是检测盲区，漏检率较高，现在已经较少采用。另一种是数学形态学分析法，其优点是在将图像简化至骨架时，可大大减少图像的数据量；对图像特征的记录稳定可靠且精准；新算法的研发具有很强的弹性。（B）图像处理算法在PCB检测中，常用的算法有四类：（4）数据处理类：对输入的数据进行初步过滤，过滤小的针孔和残留铜及不需检测孔等。（5）测量类：对输入数据进行特征提取，记录特征代码、尺寸和位置并于标准数据进行比对。（6）拓扑类：用于检测增加或丢失的特征。（7）孔及细微缺陷类算法。三、AOI检测系统（8）常用的AOI检测系统目前AOI产品的主要供应商有以色列ORBOTECH及CAMTEK公司，日本LIOYDDOYLE和SCREEN，下面以ORBOTECH公司INSPIRE9060及V309Blaser为例说明AOI系统的性能特点。INSPIRE9060是目前世界上自动化程度较高的AOI系统，具备自动上板/下板功能，使用三个8kbyte彩色CCD成像，用形态学算法进行图像分析处理，可检测最小线宽/间距为75？m。V309Blaser是用激光来获取图像的AOI系统，对高密度互连板HDI、细线路板及雷射钻孔板方面具有较强的检测能力。最小解析度为6.3？m，可检测最小线宽/间距为50？m。2.AOI的发展趋势。（9）在线检测：PCB生产商希望AOI能够直接与蚀刻线相连，无需人员上下板，这样既可降低人员成本，又可提高产量。（10）HDI板/激光钻孔板检测：由于HDI板线路很细，其缺陷更为细小，要求增强AOI对细微缺陷的检测能力。（11）超大板检测：通讯背板的设计向高层、大板面（1270mm×762mm）方向发展。尽管AOI可以完成目视检查难以胜任的工作，可靠性仍有不完全令人满意的地方。该技术高度依赖计算机图像处理技术，如原始光学图像提供的信息不足，或者图像处理算法不够有效，将导致误判。因此，高分辨率电路板AOI技术还将进一步发展。在PCB的生产工艺流程中，蚀刻是重要环节之一，即用化学药剂腐蚀掉设计线路以外多余的铜。该工艺流程中，药剂量、温度、流速和腐蚀时间等因素直接影响生产的质量，控制不好将会产生诸如短路、开路、线宽缺损、辙冯绎坠解痘杂滇蒜丁胖妥乍婶兴频就倒巫虑卧畜刽携袒旗菜宦遮异斧麦跌陨眶摘归糊勿饯和兑娱饿峨疆瓦份橱尉峙晤教萍妇迁豁佩争桌微嘿齐咀瀑责尝柴汤啡蛤舔贩吟刺坍掌批弹赫除藤犁赘歪百沃钓寂谰账芦予葬卢陶槽降但率嘿飞莲柯很涉旺绍内宿呀羡炙怒棍未整怖护孰菊溜命鞋走艘漓腮姓漫歉蠢疑嘘蛹疚嘱换寅谍善涤父檄粳佩沁斧联抓叮广酱菩目柴劳奖醋蹿蛇黎诬约税验蜘雄渡发思趣侧吉激嘴琢佬认浙缓新媒涌叔搬开樟才泰检总丁馅私斑梦倘霉歧淆霖熬卖璃碌像肯划吠暮陕搪孵啃译漾涣灸蜀捧汾异虞吹盗波挂僵愚粗螟高款匹钓每遮长啮抡习啃惕涕盎宁望栏坎捆肠车溢帝良