TWI658281B - 印刷電路板的鑽孔檢測裝置與方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種印刷電路板的鑽孔檢測裝置與方法，該鑽孔檢測方法包括：對一待測板進行影像掃描，取得該待測板上鑽孔的待測資訊；運算該待測資訊與一標準資訊的偏差統計量以產生一偏差資訊；其特徵在於：該標準資訊之取得，包含以下步驟：鑽孔特徵學習步驟，使一檢測裝置以一樣板的複數個鑽孔中的任意鑽孔圖像作為學習物件，該樣板為一個實際的印刷電路板成品；標準資訊建立步驟，使該檢測裝置在該鑽孔特徵學習步驟的基礎上取得該樣板上複數個鑽孔的孔位，並利用該樣板上一個鑽孔的圖像特徵建立標準資訊。
Description
本發明係有關於一種鑽孔檢測裝置與方法，尤指一種對印刷電路板上複數個鑽孔進行品質檢測的鑽孔檢測裝置與方法。
在印刷電路板的生產製造過程中，其按照順序大致分為內層站、壓合站、鑽孔站、檢查站等主要站別，首先印刷電路板在內層站完成顯影與蝕刻處理，然後進入至壓合站進行黑化/棕化處理，並在壓合站對印刷電路板進行多次疊板壓合，壓合後的印刷電路板再到鑽孔站進行通孔或盲孔之鑽孔，並在鑽孔完成後洗淨印刷電路板，最後印刷電路板被送進檢查站進行光學鑽孔檢測。
在檢查站的品質檢測部分，可依鑽孔類型不同而檢測得到不同之資訊；在通孔檢測部分，專利號為第488165號的「印刷電路板鑽孔精度分析方法」中已公開了一種檢查站的鑽孔分析方法，其係先輸入印刷電路板鑽孔量測資料與理論資料，並利用該量測資料與理論資料計算出平均值、偏差量、標準差、製程準確度、製程精密度以及製程能力指數等相關統計資料；在呈現方面，根據鑽孔刀徑選擇項目與區域選擇項目選取所屬範圍之統計資料，並根據選取統計資料，將其以向量圖、分佈圖及箭靶圖之圖像表示之，藉此提供一清楚明瞭之分析圖，以有效呈現印刷電路板上之鑽孔分布及其對應偏差量與偏差方向；在盲孔檢測部分，專利號為CN1278100C的「印刷電路板的盲孔品質分析方法」中已公開了一種檢查站的盲孔品質分析方法，其係首先輸入印刷電路板上鐳射加工盲孔的設計
資料及實際測量資料，並利用該設計資料及測量資料計算出各種偏差統計量，該偏差統計量的表示方式有靶圖、孔位偏移分佈圖、向量圖、焊盤面積比分佈圖及殘膠面積比分佈圖，利用這些圖表可顯示銅窗資訊、焊盤資訊或銅窗與焊盤的相對資訊等，最後藉由這些資訊可清楚呈現印刷電路板上鐳射盲孔的製造品質。
但是印刷電路板在檢測前還需要洗淨鑽孔後的殘膠與黑化/棕化層後才能進行光學鑽孔品質檢查，無法在鑽孔後直接檢查，這在使用上也極為不便。
爰是，本發明之目的，在於提供了一種使用方便的印刷電路板的鑽孔檢測裝置與方法。
依據本發明目的之印刷電路板的鑽孔檢測方法，包括：對一待測板進行影像掃描，取得該待測板上鑽孔的待測資訊；運算該待測資訊與一標準資訊的偏差統計量以產生一偏差資訊；其特徵在於：該標準資訊之取得，包含以下步驟：鑽孔特徵學習步驟，使一檢測裝置以一樣板的複數個鑽孔中的任意鑽孔圖像作為學習物件，該樣板為一個實際的印刷電路板成品；標準資訊建立步驟，使該檢測裝置在該鑽孔特徵學習步驟的基礎上取得該樣板上複數個鑽孔的孔位，並利用該樣板上一個鑽孔的圖像特徵建立標準資訊。
本發明目的之印刷電路板的鑽孔檢測裝置，用以執行如所述印刷電路板的鑽孔檢測方法，該鑽孔檢測裝置包括：可進行影像掃描及運算偏差統計量的檢測裝置。
本發明實施例之印刷電路板的鑽孔檢測方法，採用的係實際的印刷電路板成品作為樣板，並以該樣板上的鑽孔特徵作為標準資訊，克服了設計
資料與成品的落差，檢測分析結果會更貼近印刷電路板壓合與鑽孔後的實際結果；而且由於標準資訊與待測資訊皆係由印刷電路板成品取得，故不論係清洗前或清洗後的印刷電路板成品皆可進行直接檢查，提高了操作者使用上的方便性。
S1‧‧‧建立光學定位點步驟
S2‧‧‧鑽孔特徵學習步驟
S3‧‧‧標準資訊建立步驟
S4‧‧‧統計運算步驟
S5‧‧‧結果顯示步驟
6、6’‧‧‧印刷電路板
a、b、c‧‧‧樣板
a01‧‧‧鑽孔
a11‧‧‧銅窗
a12‧‧‧焊盤
a13‧‧‧殘膠
a14‧‧‧穿孔
A1‧‧‧銅窗半徑
A2‧‧‧焊盤半徑
C1‧‧‧銅窗中心
C2‧‧‧焊盤中心
圖1係本發明印刷電路板的鑽孔檢測方法之實施例的流程圖。
圖2係本發明實施例中黑化/棕化/未清洗除膠的印刷電路板的機器視覺影像圖。
圖3係本發明實施例中清洗除膠後的印刷電路板的機器視覺影像圖。
圖4係本發明實施例中之一個樣板的一個鑽孔的機器視覺影像圖。
圖5係本發明實施例中顯示鑽孔之漏失狀態的機器視覺影像圖。
圖6係本發明實施例中顯示鑽孔之無焊盤狀態的機器視覺影像圖。
圖7係本發明實施例中顯示鑽孔之銅窗過大狀態的機器視覺影像圖。
圖8係本發明實施例中顯示鑽孔之銅窗過小狀態的機器視覺影像圖。
圖9係本發明實施例中顯示鑽孔之焊盤過小狀態的機器視覺影像圖。
圖10係本發明實施例中顯示鑽孔之孔偏狀態的機器視覺影像圖。
圖11係本發明實施例中顯示鑽孔之殘膠狀態的機器視覺影像圖。
圖12係本發明實施例中顯示鑽孔之擊穿狀態的機器視覺影像圖。
圖13係本發明實施例中顯示的瑕疵分佈圖表。
圖14係本發明實施例中的待測板與樣板之全體鑽孔的偏差量散佈圖。
圖15係本發明實施例匹配樣板a、樣板b與樣板c以得到匹配資訊的匹配示意圖。
如圖1、4所示，本發明印刷電路板的鑽孔檢測裝置用以檢測印刷電路板之鑽孔a01的鑽孔檢測方法的實施例，是以一個實際的印刷電路板作為樣板，藉以檢測分析具有相同製程之其它印刷電路板的鑽孔，所述印刷電路板可以是圖2所示之黑化/棕化/未清洗除膠的印刷電路板6，或者是圖3所示之清洗除膠後的印刷電路板6’，但實施時不以此為限。為方便說明，在以下實施例中，是以檢測圖3所示之清洗除膠後的印刷電路板6’為例進行說明，該鑽孔檢測方法包括以下步驟：建立光學定位點步驟S1：取一個印刷電路板作為一個樣板a，使該檢測裝置對該樣板a進行影像掃描，以記錄該樣板a上的複數個孔的孔位座標以建立複數個光學定位點(圖未示)，該等光學定位點能供快速找尋到其它樣板及待測板上對應的光學定位點，而能用以對其它樣板及要被檢測之待測板進行定位，孔可為機械鑽孔或雷射鑽孔。
鑽孔特徵學習步驟S2：使該檢測裝置根據該建立光學定位點步驟S1掃描取得之樣板a的影像，選擇該樣板a上複數個鑽孔a01中的任意一個鑽孔a01圖像作為學習物件，記錄該鑽孔a01的一個銅窗a11與一個焊盤a12的灰階、直徑及中心資訊，其中，該鑽孔a01可位於圖2所示之黑化/棕化/未清洗除膠的印刷電路板6，或圖3所示之清洗除膠後的印刷電路板6’上，該鑽孔a01具有一個銅窗a11，及一個焊盤a12；標準資訊建立步驟S3：使該檢測裝置在該鑽孔特徵學習步驟S2的基礎上，判斷並取得該樣板a上複數個鑽孔a01的孔位且記錄其圓心座標，並利用該樣板a上至少一個鑽孔a01的圖像(圖4)特徵建立包含該銅窗a11之半徑A1、該銅窗a11之中心C1、該焊盤a12之半徑A2、該焊盤a12之中心C2等的標準資訊；
統計運算步驟S4：使該檢測裝置在完成該標準資訊建立步驟S3後，對一與該樣板a具有相同製程的待測板進行影像掃描，按照該建立光學定位點步驟S1所述方法取得該待測板之多個光學定位點以定位該待測板，並按照該標準資訊建立步驟S3所述方法取得該待測板上複數個鑽孔a01的待測資訊，然後運算該待測資訊與該標準資訊的偏差統計量以產生一偏差資訊；其中，具有相同製程的待測板指的係若該樣板a為黑化/棕化/未清洗除膠印刷電路板，則該待測板同為黑化/棕化/未清洗除膠印刷電路板，若該樣板a為清洗除膠後的印刷電路板，則待測板同為清洗除膠後的印刷電路板；結果顯示步驟S5：使該檢測裝置在該統計運算步驟S4的偏差統計量運算出後，將該偏差資訊以機器視覺影像圖、瑕疵分佈圖表、孔位靶圖及製程能力指標(CPK)資料等圖像或圖表顯示；機器視覺影像圖包含漏失圖(圖5)、無焊盤圖(圖6)、銅窗過大圖(圖7)、銅窗過小圖(圖8)、焊盤過小圖(圖9)、孔偏圖(圖10)、具有殘膠a13之殘膠圖(圖11)、具有穿孔a14之擊穿圖(圖12)；所述的瑕疵分佈圖表(圖13)上顯示上述各類瑕疵(如圖5至12)在被檢測之印刷電路板上的分佈位置；圖14係待測板與樣板a之全體鑽孔a01的偏差量散佈圖，圖中X軸及Y軸分別代表待測資訊與標準資訊在兩個垂直方向的偏差量，顯示全體鑽孔a01的偏差量散佈的情形。
本發明實施例在實施上，在操作者判讀顯示偏差資訊的圖像或圖表後，若發現該待測板與該樣板上a的鑽孔品質有顯著的差異，此時大致分為兩種情形，一為該待測板上的鑽孔a01品質的確因製程上的問題而有缺陷，二為該樣板a本身就具有缺陷而產生錯誤的標準資訊，故操作者可在該標準資訊建立步驟S3中再增加多片樣板(兩個以上)，並使該檢測裝置取複數片樣板的特徵平均值作為標準資訊進行複檢，或者可在使該檢測裝置第一次執行該標準資訊建立步驟S3時，就取複數片樣板的特徵平均
值作為標準資訊；以圖15為例，雖然該樣板a缺少一個鑽孔a01的孔位，但該檢測裝置在匹配了一個樣板b與一個樣板c的孔位資訊後，發現該樣板b與該樣板c在相同位置分別具有一個鑽孔b01、c01，即可判定該樣板a缺少處有一個鑽孔a01，且使該檢測裝置以此匹配資訊作為標準資訊。
本發明實施例之印刷電路板的鑽孔檢測方法，採用的係實際的印刷電路板成品作為樣板，克服了設計資料與實際成品間的落差，使檢測分析結果能更貼近印刷電路板壓合與鑽孔後的實際結果；而且由於標準資訊與待測資訊皆係由印刷電路板成品取得，故不論係清洗前或清洗後的印刷電路板成品皆可進行直接檢查，提高了操作者使用上的方便性。
且實施時，可進一步藉由匹配複數片樣板上的鑽孔特徵，並取複數片樣板之鑽孔特徵的平均值作為標準資訊的方式，提高該標準資訊的準確度，使檢測分析結果更為精確。
此外，實施時，在本發明之另一實施態樣中，該建立光學定位點步驟S1非為必要，該檢測裝置掃描取得該樣板a之影像的動作可改於該鑽孔特徵學習步驟S2執行。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
Claims (11)
- 一種印刷電路板的鑽孔檢測方法，包括：對一待測板進行影像掃描，取得該待測板上鑽孔的待測資訊；運算該待測資訊與一標準資訊的偏差統計量以產生一偏差資訊；其特徵在於：該標準資訊之取得，包含以下步驟：鑽孔特徵學習步驟，使一檢測裝置以一樣板的複數個鑽孔中的任意鑽孔圖像作為學習物件，該樣板為一個實際的印刷電路板成品；標準資訊建立步驟，使該檢測裝置在該鑽孔特徵學習步驟的基礎上取得該樣板上複數個鑽孔的孔位，並利用該樣板上一個鑽孔的圖像特徵建立標準資訊。
- 如請求項1所述的印刷電路板的鑽孔檢測方法，所述的標準資訊是由至少一進行了黑化/棕化處理的印刷電路板或未清洗除膠的印刷電路板或清洗除膠後的印刷電路板取得。
- 如請求項1所述的印刷電路板的鑽孔檢測方法，所述的標準資訊包含銅窗直徑、銅窗中心、焊盤直徑和焊盤中心。
- 如請求項1所述的印刷電路板的鑽孔檢測方法，其中，所述的待測資訊是由至少一進行了黑化/棕化處理的印刷電路板或未清洗除膠的印刷電路板或清洗除膠後的印刷電路板取得。
- 如請求項1所述的印刷電路板的鑽孔檢測方法，所述的鑽孔特徵學習步驟包含記錄鑽孔的銅窗與焊盤的灰階、直徑及中心資訊。
- 如請求項1所述的印刷電路板的鑽孔檢測方法，還包含一個在該鑽孔特徵學習步驟之前的建立光學定位點步驟，該建立光學定位點步驟會掃描記錄該樣板上的複數個孔的孔位座標以建立光學定位點，按照該建立光學定位點步驟所述方法取得該待測板之多個光學定位點以定位該待測板。
- 如請求項1所述的印刷電路板的鑽孔檢測方法，所述的標準資訊建立步驟是匹配複數片樣板的鑽孔特徵，並取所述複數片樣板之鑽孔特徵的平均值作為該標準資訊。
- 如請求項1所述的印刷電路板的鑽孔檢測方法，所述的偏差資訊以圖像或圖表顯示，該圖像或圖表包含但不限於機器視覺影像圖、瑕疵分佈圖表、孔位靶圖和製程能力指標資料。
- 如請求項8所述的印刷電路板的鑽孔檢測方法，所述的機器視覺影像圖包含但不限於漏失圖、無焊盤圖、銅窗過大圖、銅窗過小圖、焊盤過小圖、孔偏圖、殘膠圖與擊穿圖。
- 如請求項8所述的印刷電路板的鑽孔檢測方法，所述的瑕疵分佈圖表上顯示了漏失瑕疵、無焊盤瑕疵、銅窗過大瑕疵、銅窗過小瑕疵、焊盤過小瑕疵、孔偏瑕疵、殘膠瑕疵與擊穿瑕疵的其中至少一種在印刷電路板上的分佈位置。
- 一種印刷電路板的鑽孔檢測裝置，用以執行如申請專利範圍第1至10項任一項所述之印刷電路板的鑽孔檢測方法，該鑽孔檢測裝置包括：可進行影像掃描及運算偏差統計量的檢測裝置。
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