CN106257232A - 印刷电路板的孔位信息的检测方法及检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种印刷电路板的孔位信息的检测方法及检测设备，在贯通印刷电路板的贯孔是分别由印刷电路板两侧钻一预设深度的两孔所组合而成时，在此两孔被光源照射的情况下，可仅在印刷电路板的一侧进行影像撷取，通过影像中的孔径距离等信息的取得来计算出此两孔的孔位偏移量等相关信息，供后续的钻孔质量的判定。借此，本发明在检测过程中无须对印刷电路板进行翻转，也无须在印刷电路板的两侧都配置影像撷取器，可缩减检测所需时间及检测成本。

Description

印刷电路板的孔位信息的检测方法及检测设备

技术领域

本发明涉及一种检测方法及检测设备，尤其涉及一种印刷电路板的孔位信息的检测方法及检测设备。

背景技术

印刷电路板已是电子、计算机及通信等产品的不可或缺的零组件之一，为能因应市场上轻、薄、短、小的产品特性及高密度、高可靠性的需求，高阶的印刷电路板已逐渐发展为大量使用贯孔、盲孔(blind hole或via)及埋孔(buried hole)互相搭配下的技术。盲孔及埋孔是通过将内部几层的布线板与表面的布线连接，不须穿透整个板子而浪费其他层布线板的布局空间，进而可缩小印刷电路板的体积。

即便有了盲孔及埋孔的使用，在印刷电路板的上下两侧的电性连接上，贯孔的钻孔技术仍是在印刷电路板的制造过程中不可或缺的一环。传统上的印刷电路板的钻孔是通过激光钻孔技术来进行，可参阅图1，其为激光钻孔下的印刷电路板的贯穿孔示意图。由于激光钻孔技术会在前端与后端形成口径不一的孔径大小，一旦钻孔的纵深较深时，前端与后端的差异会更加明显，虽然实际相差仍是相当细微(图1是为了凸显其差异而做的一种示例)，但在电路微小化、细致化的技术趋势下，钻孔上产生的差异仍是要越小越好，也因此传统上是在印刷电路板10的两侧分别以L1及L2方向进行激光钻孔(如图1所示的上下两孔)，以通过两个孔(第一孔11与第二孔12)的贯通组合成一贯孔。

然而，这样的组合孔之下，一旦钻孔发生偏移，孔位就无法精准对齐，当偏移量超过可容许的幅度时，该印刷电路板就必须被判定为无效品或必须重制。

传统上，对孔位质量的检测是将待测电路板放置于检测位置，由一侧对该待测电路板进行照光及影像撷取后，再将该待测电路板翻转至另一侧以进行另一侧的照光及影像撷取，借此来分别取得组合孔的第一孔与第二孔的孔位信息。然而，这样的检测程序较为耗时，检查的速度非常缓慢，在生产制造要求快速的今日，过多的动作与程序将无法让产量有效提升，不符合检测上的效率原则。

发明内容

本发明的主要目的在于缩短印刷电路板上的孔位信息的检测程序。

本发明的另一目的在于有效提升检测效率。

为达上述目的及其他目的，本发明提出一种印刷电路板的孔位信息的检测方法，其对形成于该印刷电路板相对侧的该第一孔及该第二孔所组合成的贯通该印电路板的一贯孔进行检测，该检测方法包含以下步骤：对该第一孔及该第二孔进行照明；自该印刷电路板的第一孔侧进行取像；进行影像分析，取得该第一孔在该印刷电路板表面所形成的第一上开口的孔径D1，以及取得该第一孔内的借助于光线通过该第二孔所形成的亮斑部的一贯穿孔的孔径D3，以及取得该第一上开口边缘与该贯穿孔边缘间的最短距离D13_S；及进行数值运算，其以下式(1)的运算以取得该第一孔及该第二孔的孔位偏移量d的孔位信息：d＝D1–(2*D13_S)–D3 (式1)。

在本发明的一实施例中，在该进行影像分析的步骤中，该第一孔在该印刷电路板内部所形成的第一下开口的孔径D2的孔位信息是以下式(2)的运算来取得：

D2＝D1–(2*D13_S) (式2)

在本发明的一实施例中，在该进行影像分析的步骤中，该第一孔的孔深为H1，该第二孔的孔深为H2，该第二孔在该印刷电路板内部所形成的第二下开口的孔径D4的孔位信息是以下式(3)的运算来取得：

D4＝(D2*H2)/H1 (式3)

在本发明的一实施例中，在该进行影像分析的步骤中，该第二孔在该印刷电路板表面所形成的第二上开口的孔径D5的孔位信息是以下式(4)的运算来取得：

D5＝(D1*H2)/H1 (式4)

为达上述目的及其他目的，本发明还提出一种印刷电路板的孔位信息的检测设备，在一待检电路板放置于一待检位置且加载一检测程序后，其执行如前述所述的检测方法以取得该待检电路板的孔位信息，该检测设备包含：第一照射光源组，其配置于一待检位置的上方区域而向该待检位置提供照射光；第二照射光源组，其配置于该待检位置的下方区域而向该待检位置提供照射光；一影像撷取器，其配置于一待检位置的上方区域以自该待检位置的一侧进行影像撷取；及一控制主机，其连接该第一照射光源组、该第二照射光源组及该影像撷取器，以进行该检测程序的控制并执行运算以取得该待检电路板的孔位信息。

在本发明的一实施例中，该第一照射光源组为一环形光源组、一同轴光源组此二者的至少其中一个，该第二照射光源组为一平面光源组以作为背光，该影像撷取器可配置于该环形光源组的中间部位的上方。

借此，通过影像中的孔径距离等信息的取得可计算出此两孔的孔位偏移量等相关信息，进而可仅在印刷电路板的一侧进行影像撷取，无须翻转，在一趟检测行程中即可量测得上、下孔径(D1、D5)与贯穿孔径(D3)等的信息，据此可缩减检测所需时间及检测成本。

附图说明

图1为激光钻孔下的印刷电路板的贯穿孔剖面示意图。

图2a为本发明一实施例中的孔位信息检测设备的示意图。

图2b为本发明另一实施例中的孔位信息检测设备的示意图。

图2c为本发明再一实施例中的孔位信息检测设备的示意图。

图3为本发明一实施例中的孔位信息检测方法的流程图。

图4为本发明一实施例中具有偏移情况的贯穿孔的剖面及俯视示意图。

【主要组件符号说明】

10 印刷电路板

L1、L2 激光钻孔方向

100 印刷电路板

111 第一照射光源组

112 第二照射光源组

113a 光源

113b 半反射光学组件

120 影像撷取器

130 控制主机

S100～S400 步骤

H1 第一孔纵深

H2 第二孔纵深

A 第一孔

A1 第一上开口

A2 第一下开口

B 第二孔

B1 第二上开口

B2 第二下开口

D1 第一上开口的孔径

D13_S 第一上开口边缘与贯穿孔边缘间的最短距离

D2 第一下开口的孔径

D3 贯穿孔的孔径

D4 第二下开口的孔径

D5 第二上开口的孔径

具体实施方式

为充分了解本发明的目的、特征及功效，现通过下述具体的实施例，并配合附图，对本发明做一详细说明，说明如后：

首先请参阅图2a，为本发明一实施例中的孔位信息检测设备的示意图。本发明的孔位信息检测设备包含：第一照射光源组111、第二照射光源组112、影像撷取器120及控制主机130。

第一照射光源组111配置于待检位置的上方区域而向该待检位置提供照射光；第二照射光源组112配置于该待检位置的下方区域而向该待检位置提供照射光。图2a中为较佳实施例下的第一照射光源组111为环形光源作为示例，其环绕于该影像撷取器120的下方(图示中该第一照射光源组111是以剖面来表示)；第二照射光源组112是以平面光源作为示例，然本发明并不以此为限，任何其他照明方式、配置均可适用本发明。例如可参阅图2b的本发明另一实施例中的孔位信息检测设备的示意图，其还加入同轴光源组(含光源113a及半反射光学组件113b)的配置，通过可达到部分反射/部分穿透功能的半反射光学组件113b，即可使照射光线以接近直下式照射的角度照射待检位置，由于表面平滑的待测物较难使侧向入射的光线反射至配置于待测物上方的影像撷取器120，因此，此同轴光源组的配置有助于表面光亮的待测印刷电路板的检测；另可参阅图2c本发明再一实施例中的孔位信息检测设备的示意图，与图2b相较仅使用同轴光源组的配置，而仅以接近直下式照射的角度照射待检位置，此同轴光源组的配置同样助于表面光亮的待测印刷电路板的检测。

图2a、图2b及图2c中的影像撷取器120也配置于待检位置的上方区域以自该待检位置的一侧进行影像撷取，本发明的实施例中通过仅在单侧且无须对待检位置的印刷电路板100进行翻转即可完成孔位信息的检测。图2a中的控制主机130则是对该第一照射光源组111、该第二照射光源组112及该影像撷取器120的控制，以进行该检测程序并执行运算以取得该印刷电路板100的孔位信息；图2b及图2c的控制主机130则是包含对同轴光源组的光源113a的控制。

接着请同时参阅图3及图4，图3为本发明一实施例中的孔位信息检测方法的流程图。图4为本发明一实施例中的具有偏移情况的贯穿孔的剖面及俯视示意图。

如图4所示，自第二孔B的第二上开口B1入射的光线在第二下开口B2处会因偏移的关系而被部分遮蔽，所以由俯视图观之，自第二孔B通过的亮斑部并非为完整的圆形状，而此亮斑部即为贯穿孔的大小与形状(即，可让光线通过的孔径大小)，本发明根据此亮斑部的边缘与第一上开口A1的边缘间距离的最小值来判定出最短距离D13_S，此最短距离D13_S也为第一孔A在激光钻孔中前端与后端的孔径差异程度(光线在此差异面上并无法让光线有效反射至该影像撷取器120，故此部分呈现漆黑，图4中是以斜线表示漆黑处)。

接着请回到图3，在本发明的孔位信息的检测方法中，第一孔A及第二孔B的钻孔纵深H1、H2是以相当接近为预设，也因此，(H1、H2)与(D1、D5)(D2、D4)间存在着相似四边形的比例关系。本发明实施例中的检测方法包含以下步骤：

步骤S100：对该第一孔A及该第二孔B进行照明；

步骤S200：自该印刷电路板100的第一孔A侧进行取像；

步骤S300：进行影像分析，取得该第一孔A在该印刷电路板100表面所形成的第一上开口A1的孔径D1，以及取得该第一孔A内的通过光线通过该第二孔B所形成的亮斑部的一贯穿孔的孔径D3，以及取得该第一上开口A边缘与该贯穿孔边缘间的最短距离D13_S；及

步骤S400：进行数值运算，以下式(1)的运算以取得该第一孔A及该第二孔B的孔位偏移量d的孔位信息：

d＝D1–(2*D13_S)–D3 (式1)

借此，通过影像中的孔径距离等信息的取得可计算出此两孔的孔位偏移量信息，可仅在印刷电路板的一侧进行影像撷取，无须翻转，提高检测效率。

此外，在本发明的其他实施例中，也可通过影像中的孔径距离等信息进一步取得其他孔位信息。

在该进行影像分析的步骤S300中，该第一孔A在该印刷电路板内部所形成的第一下开口A2的孔径D2的孔位信息是以下式(2)的运算来取得：

D2＝D1–(2*D13_S) (式2)

在该进行影像分析的步骤S300中，该第一孔A的孔深为H1，该第二孔B的孔深为H2，该第二孔B在该印刷电路板100内部所形成的第二下开口B2的孔径D4的孔位信息是以下式(3)的运算来取得：

D4＝(D2*H2)/H1 (式3)

在该进行影像分析的步骤S300中，该第二孔B于该印刷电路板100表面所形成的第二上开口B1的孔径D5的孔位信息是以下式(4)的运算来取得：

D5＝(D1*H2)/H1 (式4)

综上所述，印刷电路板的钻孔孔位的相关信息均可在本发明的不须将电路板翻转而得以以单一趟检测行程来完成上、下孔径(D1、D5)与贯穿孔径(D3)等的检测，据此可缩减检测所需时间及检测成本。

本发明在上文中已以较佳实施例公开，然而本领域的技术人员应理解的是，该实施例仅用于描绘本发明，而不应解读为限制本发明的范围。应注意的是，举凡与该实施例等效的变化与置换，均应设为涵盖于本发明的范畴内。因此，本发明的保护范围当以权利要求所界定者为准。

Claims (7)

1.一种印刷电路板的孔位信息的检测方法，其对形成于所述印刷电路板相对侧的第一孔及第二孔所组合成的贯通所述印电路板的一贯孔进行检测，其特征在于，所述检测方法包含以下步骤：

对所述第一孔及所述第二孔进行照明；

自所述印刷电路板的第一孔侧进行取像；

进行影像分析，取得所述第一孔在所述印刷电路板表面所形成的第一上开口的孔径D1，以及取得所述第一孔内的借助于光线通过所述第二孔所形成的亮斑部的一贯穿孔的孔径D3，以及取得所述第一上开口边缘与所述贯穿孔边缘间的最短距离D13_S；及

进行数值运算，以下式(1)的运算以取得所述第一孔及所述第二孔的孔位偏移量d的孔位信息：

d＝D1–(2*D13_S)–D3 (式1)。

2.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，在所述进行影像分析的步骤中，所述第一孔在所述印刷电路板内部所形成的第一下开口的孔径D2的孔位信息是以下式(2)的运算来取得：

D2＝D1–(2*D13_S) (式2)。

3.如权利要求2所述的检测方法，其特征在于，在所述进行影像分析的步骤中，所述第一孔的孔深为H1，所述第二孔的孔深为H2，所述第二孔在所述印刷电路板内部所形成的第二下开口的孔径D4的孔位信息是以下式(3)的运算来取得：

D4＝(D2*H2)/H1 (式3)。

4.如权利要求3所述的检测方法，其特征在于，在所述进行影像分析的步骤中，所述第二孔在所述印刷电路板表面所形成的第二上开口的孔径D5的孔位信息是以下式(4)的运算来取得：

D5＝(D1*H2)/H1 (式4)。

5.一种印刷电路板的孔位信息的检测设备，在一待检电路板放置于一待检位置且加载一检测程序后，执行如权利要求1至4中任一项所述的检测方法以取得所述待检电路板的孔位信息，其特征在于，所述检测设备包含：

第一照射光源组，其配置于一待检位置的上方区域而向所述待检位置提供照射光；

第二照射光源组，其配置于所述待检位置的下方区域而向所述待检位置提供照射光；

一影像撷取器，其配置于一待检位置的上方区域以自所述待检位置的一侧进行影像撷取；及

一控制主机，其连接所述第一照射光源组、所述第二照射光源组及所述影像撷取器，以进行所述检测程序的控制并执行运算以取得所述待检电路板的孔位信息。

6.如权利要求5所述的检测设备，其特征在于，所述第一照射光源组为一环形光源组、一同轴光源组此二者的至少其中之一，所述第二照射光源组为一平面光源组以作为背光。

7.如权利要求6所述的检测设备，其特征在于，所述影像撷取器配置于所述环形光源组的中间部位的上方。