光學影像測量系統(tǒng)在PCB抄板中的應用
隨著PCB產(chǎn)業(yè)的突飛猛進、特種元器件的不斷推出，表面封裝元器件趨向小型化和多功能化，這就促使印制電路板的設計和印制電路板制造技術(shù)更趨向高密度、高可靠和高精密度方向發(fā)展，以適應電子產(chǎn)品小型化和多功能化的發(fā)展和需要。而且PCB抄板產(chǎn)品也向著超薄型、小組件、高密度、細間距方向快速發(fā)展。線路板上元器件組裝密度提高，PCB抄板的線寬、間距、焊盤越來越細小，已到微米級，復合層數(shù)越來越多。傳統(tǒng)的人工目測（MVI）和針床在線測試（ICT）檢測因“接觸受限”（電氣接觸受限和視覺接觸受限）所制,已不能完全適應當今制造技術(shù)發(fā)展的需要。在 PCB上通常需進行各種尺寸之圓孔的鉆孔加工，而加工后圓孔的幾何尺寸及位置將影響其與IC組件及其它電子裝置的后續(xù)組裝制程。另一方面由于在PCB抄板上之圓孔數(shù)量龐大，傳統(tǒng)的MVI和ICT技術(shù)已經(jīng)不能適應如此快速的進程，基于產(chǎn)能及品質(zhì)的要求，極需要具快速且精密的檢測方法。有鑒于此， PCB電路板行業(yè)發(fā)展全自動光學影像檢測系統(tǒng)用于監(jiān)視和保證生產(chǎn)過程的品質(zhì)，已經(jīng)成為PCB板制造業(yè)的必然需求。
　　1 光學影像檢測系統(tǒng)的作用
　　光學影像測量系統(tǒng)為現(xiàn)代制造機械的關(guān)鍵性設備，并廣泛應用于機器視覺應用領(lǐng)域，如檢測、逆向工程及其它自動化工業(yè)。隨著高科技工業(yè)的發(fā)展，過去許多產(chǎn)品檢測方式，現(xiàn)今已要求由自動化及非接觸方式進行檢測。以PCB行業(yè)為例，光學影像檢測系統(tǒng)的作用是檢測PCB在制造過程中的尺寸規(guī)范，進行過程控制，通過改正工藝來消除或減少缺陷。通常把光學影像檢測系統(tǒng)置于關(guān)鍵位置，監(jiān)控具體生產(chǎn)狀況，并為生產(chǎn)工藝的調(diào)整提供必要的依據(jù)。
　　在PCB抄板制造過程中，需檢測的項目：菲林熱脹冷縮的檢測、產(chǎn)品外觀檢測、各元素位置檢測、長寬高度檢測、真直度檢測、真圓度檢測、孔毛邊檢測等。
　　2、光學影像檢測系統(tǒng)框圖
　　光學影像檢測系統(tǒng)主要由工作臺、驅(qū)動控制、CCD攝像系統(tǒng)及軟件系統(tǒng)4大部分組成。
　　3、光學影像檢測系統(tǒng)的工作原理
　　自動光學影像檢測系統(tǒng)，核心結(jié)構(gòu)是一套CCD攝像系統(tǒng)、交流伺服控制x、y工作臺及圖像處理系統(tǒng)。　　在進行檢測時，首先將需要檢測的印刷線路板置于光學測量系統(tǒng)的工作臺面上，經(jīng)過定位，調(diào)出需要檢測產(chǎn)品的檢測程序，x、y工作臺將線路板送到鏡頭下面，鏡頭捕捉到線路板的圖像后，處理器將會在x、y工作臺移至下一個位置進行捕捉，然后進行相應的計算。通過對圖像進行連續(xù)處理，獲得較高的檢測速度。光學影像檢測系統(tǒng)通過程序自動對PCB進行尺寸規(guī)范，可輸入需要測量的實際值與公差，經(jīng)過分析、處理和判斷，發(fā)現(xiàn)缺陷并進行位置提示，同時生成文件，等待操作者進一步確認或送有關(guān)部門進行改良。
　　4、光學影像檢測系統(tǒng)的工作流程
　　光學影像檢測系統(tǒng)工作流程框圖如圖3所示。
　　5、光學影像測量系統(tǒng)如何測量高度
　　 自從1995起出現(xiàn)各種微通孔技術(shù)以來，在批量生產(chǎn)線上業(yè)界開始逐漸采用CO2激光、UV/YAG激光以及光成像電介材料等技術(shù)，這些新技術(shù)導致電路板設計思想發(fā)生轉(zhuǎn)變，從以前小心使用0.3mm通孔轉(zhuǎn)為大量使用盲孔和微通孔，尤其在高密度應用場合(如移動電話、計算機、各種板卡和IC封裝)。高寬比大于8:1且直徑小于0.3mm的孔已越來越常見，特別是在服務器、基板和工作站的電路板上。如何對這類通孔品質(zhì)進行控制？
  光學影像測量系統(tǒng)測量高度的原理是根據(jù)尋找不同高度兩個最清晰面的焦距差，而從物理光學的角度來講，所謂的“清晰”是在一倍焦距和兩倍焦距之間的成像，也就是說，在某一個區(qū)段內(nèi)，成像都是清晰的，再累積到兩個面在自動對焦時焦距的差別，Z軸的精度就不能與X、Y軸相提并論。這就需要有一個良好控制和技術(shù)，而且軟件也要有很高的技術(shù)含量，Micro-Vu測量儀采用與IBM Microsoft共同研發(fā)之軟件，光源五圈八方向四十個區(qū)塊任意調(diào)整，Z軸精度同樣也能控制在5um左右，實在是其它軟件不能及的。
　　6、光學影像測量系統(tǒng)介紹
　　美國Micro-Vu公司為45年以上專業(yè)量儀制造廠，每年產(chǎn)量1500套以上行銷世界，擁有與 IBM Microsoft 合作研發(fā)之軟件團隊，尤以自動量測機種深為各行業(yè)之好評，不斷地創(chuàng)新方便性及人性化，可于不同倍率/不同光源下精密量測，知名度享譽世界及同業(yè)，且為美國第一大視覺量測制造廠。