光學(xué)影像測(cè)量系統(tǒng)在PCB抄板中的應(yīng)用
隨著PCB產(chǎn)業(yè)的突飛猛進(jìn)、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(shè)計(jì)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(yīng)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(xì)間距方向快速發(fā)展。線(xiàn)路板上元器件組裝密度提高，PCB抄板的線(xiàn)寬、間距、焊盤(pán)越來(lái)越細(xì)小，已到微米級(jí)，復(fù)合層數(shù)越來(lái)越多。傳統(tǒng)的人工目測(cè)（MVI）和針床在線(xiàn)測(cè)試（ICT）檢測(cè)因“接觸受限”（電氣接觸受限和視覺(jué)接觸受限）所制,已不能完全適應(yīng)當(dāng)今制造技術(shù)發(fā)展的需要。在 PCB上通常需進(jìn)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(yīng)如此快速的進(jìn)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(cè)方法。有鑒于此， PCB電路板行業(yè)發(fā)展全自動(dòng)光學(xué)影像檢測(cè)系統(tǒng)用于監(jiān)視和保證生產(chǎn)過(guò)程的品質(zhì)，已經(jīng)成為PCB板制造業(yè)的必然需求。
　　1 光學(xué)影像檢測(cè)系統(tǒng)的作用
　　光學(xué)影像測(cè)量系統(tǒng)為現(xiàn)代制造機(jī)械的關(guān)鍵性設(shè)備，并廣泛應(yīng)用于機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用領(lǐng)域，如檢測(cè)、逆向工程及其它自動(dòng)化工業(yè)。隨著高科技工業(yè)的發(fā)展，過(guò)去許多產(chǎn)品檢測(cè)方式，現(xiàn)今已要求由自動(dòng)化及非接觸方式進(jìn)行檢測(cè)。以PCB行業(yè)為例，光學(xué)影像檢測(cè)系統(tǒng)的作用是檢測(cè)PCB在制造過(guò)程中的尺寸規(guī)范，進(jìn)行過(guò)程控制，通過(guò)改正工藝來(lái)消除或減少缺陷。通常把光學(xué)影像檢測(cè)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(guò)程中，需檢測(cè)的項(xiàng)目：菲林熱脹冷縮的檢測(cè)、產(chǎn)品外觀檢測(cè)、各元素位置檢測(cè)、長(zhǎng)寬高度檢測(cè)、真直度檢測(cè)、真圓度檢測(cè)、孔毛邊檢測(cè)等。
　　2、光學(xué)影像檢測(cè)系統(tǒng)框圖
　　光學(xué)影像檢測(cè)系統(tǒng)主要由工作臺(tái)、驅(qū)動(dòng)控制、CCD攝像系統(tǒng)及軟件系統(tǒng)4大部分組成。
　　3、光學(xué)影像檢測(cè)系統(tǒng)的工作原理
　　自動(dòng)光學(xué)影像檢測(cè)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(tái)及圖像處理系統(tǒng)。　　在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，首先將需要檢測(cè)的印刷線(xiàn)路板置于光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)的工作臺(tái)面上，經(jīng)過(guò)定位，調(diào)出需要檢測(cè)產(chǎn)品的檢測(cè)程序，x、y工作臺(tái)將線(xiàn)路板送到鏡頭下面，鏡頭捕捉到線(xiàn)路板的圖像后，處理器將會(huì)在x、y工作臺(tái)移至下一個(gè)位置進(jìn)行捕捉，然后進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算。通過(guò)對(duì)圖像進(jìn)行連續(xù)處理，獲得較高的檢測(cè)速度。光學(xué)影像檢測(cè)系統(tǒng)通過(guò)程序自動(dòng)對(duì)PCB進(jìn)行尺寸規(guī)范，可輸入需要測(cè)量的實(shí)際值與公差，經(jīng)過(guò)分析、處理和判斷，發(fā)現(xiàn)缺陷并進(jìn)行位置提示，同時(shí)生成文件，等待操作者進(jìn)一步確認(rèn)或送有關(guān)部門(mén)進(jìn)行改良。
　　4、光學(xué)影像檢測(cè)系統(tǒng)的工作流程
　　光學(xué)影像檢測(cè)系統(tǒng)工作流程框圖如圖3所示。
　　5、光學(xué)影像測(cè)量系統(tǒng)如何測(cè)量高度
　　 自從1995起出現(xiàn)各種微通孔技術(shù)以來(lái)，在批量生產(chǎn)線(xiàn)上業(yè)界開(kāi)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(dǎo)致電路板設(shè)計(jì)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(yīng)用場(chǎng)合(如移動(dòng)電話(huà)、計(jì)算機(jī)、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(lái)越常見(jiàn)，特別是在服務(wù)器、基板和工作站的電路板上。如何對(duì)這類(lèi)通孔品質(zhì)進(jìn)行控制？
  光學(xué)影像測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量高度的原理是根據(jù)尋找不同高度兩個(gè)最清晰面的焦距差，而從物理光學(xué)的角度來(lái)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(shuō)，在某一個(gè)區(qū)段內(nèi)，成像都是清晰的，再累積到兩個(gè)面在自動(dòng)對(duì)焦時(shí)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(gè)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(cè)量?jī)x采用與IBM Microsoft共同研發(fā)之軟件，光源五圈八方向四十個(gè)區(qū)塊任意調(diào)整，Z軸精度同樣也能控制在5um左右，實(shí)在是其它軟件不能及的。
　　6、光學(xué)影像測(cè)量系統(tǒng)介紹
　　美國(guó)Micro-Vu公司為45年以上專(zhuān)業(yè)量?jī)x制造廠(chǎng)，每年產(chǎn)量1500套以上行銷(xiāo)世界，擁有與 IBM Microsoft 合作研發(fā)之軟件團(tuán)隊(duì)，尤以自動(dòng)量測(cè)機(jī)種深為各行業(yè)之好評(píng)，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(cè)，知名度享譽(yù)世界及同業(yè)，且為美國(guó)第一大視覺(jué)量測(cè)制造廠(chǎng)。