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PCB验孔机技术解析

时间:2018年01月11日信息来源:本站原创点击: 【字体:
PCB验孔机技术解析随着电子信息产业的发展,终端电子产品对PCB产业的精细化要求越来越高。钻孔是PCB制造中的一个重要环节,已经发展到最小孔径0.08mm、最小孔间距0.1mm甚至更高的水平。除了导通孔、零件孔,还有槽孔、异

PCB验孔机技术解析

随着电子信息产业的发展,终端电子产品对PCB产业的精细化要求越来越高。钻孔是PCB制造中的一个重要环节,已经发展到最小孔径0.08mm、最小孔间距0.1mm甚至更高的水平。除了导通孔、零件孔,还有槽孔、异形孔、板外形等,均需要检查。如何对PCB板的钻孔品质进行高效、精确的检测,成为保证产品质量的重要环节,PCB验孔机正是应用于钻孔质量检查的一种自动光学检查设备。本文主要是简析验孔机在钻孔环节中的作用,为大家提供参考经验。

  在PCB钻孔工艺中,需主要管控以下可能发生的品质问题:多孔、漏孔、移位、错钻、未透、孔损、偏废、披锋、塞孔。目前各厂家的管控方法,主要是钻前规范钻机操作工艺,以及钻后加强检验手段。实际生产中,由于钻前手段只能降低错误发生的概率,不能彻底消除,必须依靠钻后检验来确保产品质量。

  在钻后检查中,目前很多国内厂家还在采用塞规结合人工目视菲林(胶片)套检比对的方法:通过塞规重点检查孔大、孔小,通过菲林重点检查多孔、漏孔、移位、未穿、未透,其他的孔损、披锋、孔塞等通过人工目视来完成。在使用菲林检查时,每种产品钻孔时先钻出一张红菲林样板,检验时通过销钉与产品板固定,人工在灯箱下目视检查。这种方法理论上可以检查出各种不良,但是实际中的效果折扣很大。主要问题体现在:

  第一,不能保证小尺寸孔径的检查要求:生产实践表明,对最小孔径≥0.5mm的PCB,人工可在保证一定生产效率的前提下达到较高的检查效果。这是由人眼的最小可识别视角、工作距离、注意力可持续时间决定的。随着孔径尺寸的减小,对于0.5mm以下的产品板,人眼的检验能力会迅速下降,对于≤0.25mm的产品板,人工连抽检质量都难以保证。

  第二,人工检查的效率有局限:人工检查的效率,与孔数、最小孔径有直接的关系。实际生产经验表明,在10000孔以上、最小孔<0.5mm时,效率会显著降低,人工只适合抽检。对于高密度板,依靠人工已经无法保证钻孔的质量。

  第三,不能保证品质的稳定性:人工会受到经验、情绪、疲劳度、责任心等多方面因素的影响,难以保证品质的稳定性。一些厂家不得以采用多道人工、重复检查的方法,但依然不能确保品质的稳定性。

  为了解决以上问题,很多PCB大厂已经在大范围采用验孔AOI设备来替换人工。特别是日资企业和台资企业,多年实践证明这种新方法的有效性,值得众多的国内PCB厂家重视和借鉴。

  验孔AOI设备属于自动光学检查设备,根据钻孔的各种缺陷的图像形态,统分为:多孔、少孔、孔大、孔小、残屑、孔偏、孔形态。具体分为两种:一是验孔机,二是孔位量测检查机(Hole-AOI)。实际中还有X-Ray检查机,主要做埋盲孔、多层板对位分析使用,与人工菲林套检的目标不一致,不属于本文的分析范围。

  根据PCB厂家的设备配套经验,推荐采用多套验孔机做首板、底板的全检,重点检查多孔、少孔、孔大、孔小、残屑;采用1台孔位量测检查机做抽检,重点检查孔偏。两种设备的特点分别如下:

  验孔机:优点是价格低,检查效率快,检查1片600mm×600mm的PCB平均6~7秒,可以实现多孔、少孔、孔大、孔小、残屑的检查。缺点是对于孔位检查能力不高,只能检出严重的不良。根据厂家的实际生产经验,一般平均15台钻机配置1台验孔机。

  孔位量测检查机:优点是可实现所有项目的检查。PCB打样缺点是价格高(约是验孔机的3~4倍),检查效率低,检查1片需要几分钟甚至更长时间。一般推荐配置1台做产品的抽检,补充验孔机对孔位检查的不足。

  验孔AOI设备的检查原理:采用光学系统采集PCB钻孔成像,与设计文件(钻带文件或Gerber文件)做比对,当两者一致时说明钻孔正确,否则说明钻孔存在问题,再根据图像形态分析、归类缺陷的类型。验孔设备是与钻孔的设计文件进行对比的,人工目检时是与菲林进行对比的,在检验原理上可以避免由于出现菲林钻孔错误导致的问题,可信任度更高。