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PCB驗孔機技術解析

時間:2018年01月11日信息來源:本站原創點擊: 【字體:
PCB驗孔機技術解析隨著電子信息產業的發展,終端電子產品對PCB產業的精細化要求越來越高。鉆孔是PCB制造中的一個重要環節,已經發展到最小孔徑0.08mm、最小孔間距0.1mm甚至更高的水平。除了導通孔、零件孔,還有槽孔、異

PCB驗孔機技術解析

隨著電子信息產業的發展,終端電子產品對PCB產業的精細化要求越來越高。鉆孔是PCB制造中的一個重要環節,已經發展到最小孔徑0.08mm、最小孔間距0.1mm甚至更高的水平。除了導通孔、零件孔,還有槽孔、異形孔、板外形等,均需要檢查。如何對PCB板的鉆孔品質進行高效、精確的檢測,成為保證產品質量的重要環節,PCB驗孔機正是應用于鉆孔質量檢查的一種自動光學檢查設備。本文主要是簡析驗孔機在鉆孔環節中的作用,為大家提供參考經驗。

  在PCB鉆孔工藝中,需主要管控以下可能發生的品質問題:多孔、漏孔、移位、錯鉆、未透、孔損、偏廢、披鋒、塞孔。目前各廠家的管控方法,主要是鉆前規范鉆機操作工藝,以及鉆后加強檢驗手段。實際生產中,由于鉆前手段只能降低錯誤發生的概率,不能徹底消除,必須依靠鉆后檢驗來確保產品質量。

  在鉆后檢查中,目前很多國內廠家還在采用塞規結合人工目視菲林(膠片)套檢比對的方法:通過塞規重點檢查孔大、孔小,通過菲林重點檢查多孔、漏孔、移位、未穿、未透,其他的孔損、披鋒、孔塞等通過人工目視來完成。在使用菲林檢查時,每種產品鉆孔時先鉆出一張紅菲林樣板,檢驗時通過銷釘與產品板固定,人工在燈箱下目視檢查。這種方法理論上可以檢查出各種不良,但是實際中的效果折扣很大。主要問題體現在:

  第一,不能保證小尺寸孔徑的檢查要求:生產實踐表明,對最小孔徑≥0.5mm的PCB,人工可在保證一定生產效率的前提下達到較高的檢查效果。這是由人眼的最小可識別視角、工作距離、注意力可持續時間決定的。隨著孔徑尺寸的減小,對于0.5mm以下的產品板,人眼的檢驗能力會迅速下降,對于≤0.25mm的產品板,人工連抽檢質量都難以保證。

  第二,人工檢查的效率有局限:人工檢查的效率,與孔數、最小孔徑有直接的關系。實際生產經驗表明,在10000孔以上、最小孔<0.5mm時,效率會顯著降低,人工只適合抽檢。對于高密度板,依靠人工已經無法保證鉆孔的質量。

  第三,不能保證品質的穩定性:人工會受到經驗、情緒、疲勞度、責任心等多方面因素的影響,難以保證品質的穩定性。一些廠家不得以采用多道人工、重復檢查的方法,但依然不能確保品質的穩定性。

  為了解決以上問題,很多PCB大廠已經在大范圍采用驗孔AOI設備來替換人工。特別是日資企業和臺資企業,多年實踐證明這種新方法的有效性,值得眾多的國內PCB廠家重視和借鑒。

  驗孔AOI設備屬于自動光學檢查設備,根據鉆孔的各種缺陷的圖像形態,統分為:多孔、少孔、孔大、孔小、殘屑、孔偏、孔形態。具體分為兩種:一是驗孔機,二是孔位量測檢查機(Hole-AOI)。實際中還有X-Ray檢查機,主要做埋盲孔、多層板對位分析使用,與人工菲林套檢的目標不一致,不屬于本文的分析范圍。

  根據PCB廠家的設備配套經驗,推薦采用多套驗孔機做首板、底板的全檢,重點檢查多孔、少孔、孔大、孔小、殘屑;采用1臺孔位量測檢查機做抽檢,重點檢查孔偏。兩種設備的特點分別如下:

  驗孔機:優點是價格低,檢查效率快,檢查1片600mm×600mm的PCB平均6~7秒,可以實現多孔、少孔、孔大、孔小、殘屑的檢查。缺點是對于孔位檢查能力不高,只能檢出嚴重的不良。根據廠家的實際生產經驗,一般平均15臺鉆機配置1臺驗孔機。

  孔位量測檢查機:優點是可實現所有項目的檢查。PCB打樣缺點是價格高(約是驗孔機的3~4倍),檢查效率低,檢查1片需要幾分鐘甚至更長時間。一般推薦配置1臺做產品的抽檢,補充驗孔機對孔位檢查的不足。

  驗孔AOI設備的檢查原理:采用光學系統采集PCB鉆孔成像,與設計文件(鉆帶文件或Gerber文件)做比對,當兩者一致時說明鉆孔正確,否則說明鉆孔存在問題,再根據圖像形態分析、歸類缺陷的類型。驗孔設備是與鉆孔的設計文件進行對比的,人工目檢時是與菲林進行對比的,在檢驗原理上可以避免由于出現菲林鉆孔錯誤導致的問題,可信任度更高。


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