中心議題：

• 利用視覺係統來防止PCB缺陷的產生
• 探究提高 PCB的質量的方法

解決方案：

• 在線綜合視覺檢測
• 攝像機定位和檢測
• 對焊膏的檢測

1
、前言

在現代電子產品世界中
，PCB(印刷電路板)是組成電子產品的重要環節
，很難想象在一台電子設備中有不采用PCB的，所以PCB的質量如何將對電子產品能否長期正常可靠工作帶來非常大的影響。提高 PCB的質量是電子產品製造廠商應引起足夠重視的重要課題。

如果在PCB的裝配過程中，在焊盤上麵施加了過量的焊膏，或者說焊膏添加不足、甚(shen)至(zhi)於(yu)根(gen)本(ben)沒(mei)有(you)安(an)置(zhi)焊(han)膏(gao)，那(na)麼(me)在(zai)隨(sui)後(hou)所(suo)實(shi)施(shi)的(de)再(zai)流(liu)焊(han)接(jie)以(yi)後(hou)
，一(yi)旦(dan)焊(han)點(dian)形(xing)成(cheng)
，就(jiu)會(hui)引(yin)發(fa)在(zai)元(yuan)器(qi)件(jian)和(he)電(dian)路(lu)板(ban)之(zhi)間(jian)的(de)電(dian)子(zi)連(lian)接(jie)產(chan)生(sheng)缺(que)陷(xian)。事(shi)實(shi)上(shang)，大(da)多(duo)數(shu)的(de)缺(que)陷(xian)可(ke)以(yi)借(jie)助(zhu)於(yu)焊(han)膏(gao)的(de)應(ying)用(yong)情(qing)況(kuang)找(zhao)到(dao)相(xiang)關(guan)的(de)質(zhi)量(liang)優(you)劣(lie)痕(hen)跡(ji)。

目前許多電路板的製造廠商己經采用一些內置電路測試(in—circujt test簡稱lCT)或者說Xshexianjishulaijiancehandiandezhiliangzhuangkuang。tamenjiangyouzhuyuxiaochuyouyuyinshuagongyicaozuosuochanshengdequexian
，danshizhexiefangshibunengjianceyinshuagongyicaozuobenshen。yinshuacuowudedianlubankenenghuijieshousuihousuozengjiadegongyibuzhou，ermeiyixianggongyibuzhoudouhuibutongchengdudezengjiashengchanchengben，shidezheyangyikuaiyouquexiandedianlubanzuizhongzhidashengchandetiezhuangjieduan。zuihouzhizaochangshangjiuxuyaodiuqizhekuaiyouquexiandedianluban

，huozhexuyaojieshouchengbenangguihexingchengdaliangshijianlangfeidefanxiugongzuo，cikekenenghaimeiyoufeichangmingquededaanlaishuomingchanshengquexiandegenbenyuanyin。

不(bu)良(liang)的(de)焊(han)膏(gao)印(yin)刷(shua)工(gong)藝(yi)實(shi)施(shi)可(ke)以(yi)引(yin)發(fa)電(dian)子(zi)線(xian)路(lu)的(de)連(lian)接(jie)問(wen)題(ti)。為(wei)了(le)能(neng)夠(gou)有(you)效(xiao)地(di)解(jie)決(jue)這(zhe)一(yi)問(wen)題(ti)，許(xu)多(duo)篩(shai)網(wang)印(yin)刷(shua)設(she)備(bei)製(zhi)造(zao)廠(chang)商(shang)采(cai)用(yong)了(le)在(zai)線(xian)機(ji)器(qi)視(shi)覺(jiao)檢(jian)測(ce)技(ji)術(shu)，下(xia)麵(mian)予(yu)以(yi)簡(jian)單(dan)的(de)介(jie)紹(shao)。

2、在線綜合視覺檢測

為wei了le有you助zhu於yu電dian路lu板ban的de製zhi造zao廠chang商shang在zai生sheng產chan工gong藝yi實shi施shi的de早zao期qi階jie段duan能neng夠gou發fa現xian所suo產chan生sheng的de缺que陷xian，目mu前qian愈yu來lai愈yu多duo的de篩shai網wang印yin刷shua設she備bei製zhi造zao廠chang商shang在zai他ta們men所suo製zhi造zao的de篩shai網wang印yin刷shua設she備bei中zhong綜zong合he了le在zai線xian機ji器qi視shi覺jiao技ji術shu。內nei置zhi的de視shi覺jiao係xi統tong能neng夠gou實shi現xian三san個ge主zhu要yao目mu標biao：

shouxian，tamennenggouzaiyinshuacaozuoshishiyihouzhijiefaxiansuocunzaidequexianqingkuang
，zaizhuyaodezhizaochengbenbeitianjiashangdianlubanyiqian，keyirangcaozuozhenengjishichuliyouguandewenti。gaibuzhouyibanbaohanzaidianlubancongyinshuazhuangzhishangyixialaideshihou、在清洗劑中清冼好了以後、以及在返修好了返回生產線的時候。

其(qi)次(ci)


，因(yin)為(wei)在(zai)該(gai)階(jie)段(duan)發(fa)現(xian)了(le)有(you)關(guan)的(de)缺(que)陷(xian)，所(suo)以(yi)可(ke)以(yi)預(yu)防(fang)有(you)缺(que)陷(xian)的(de)電(dian)路(lu)板(ban)送(song)達(da)生(sheng)產(chan)線(xian)的(de)後(hou)端(duan)。於(yu)是(shi)預(yu)防(fang)了(le)返(fan)修(xiu)現(xian)象(xiang)或(huo)者(zhe)在(zai)有(you)些(xie)場(chang)合(he)所(suo)形(xing)成(cheng)的(de)廢(fei)棄(qi)現(xian)象(xiang)。

最後，也許是最重要的：能夠給操作者以及時的反饋，使之明了正在操作中的印刷工藝操作是否良好，進而可以有效地防止缺陷的產生。

為了能夠在這一層麵的工藝操作過程中提供有效的控製，配置在線視覺係統能夠檢測焊膏塗覆好了以後的PCB上(shang)焊(han)盤(pan)的(de)情(qing)況(kuang)
，以(yi)及(ji)相(xiang)應(ying)的(de)印(yin)刷(shua)模(mo)板(ban)縫(feng)隙(xi)是(shi)否(fou)存(cun)在(zai)堵(du)塞(sai)或(huo)者(zhe)拖(tuo)尾(wei)現(xian)象(xiang)。絕(jue)大(da)多(duo)數(shu)情(qing)況(kuang)下(xia)，對(dui)微(wei)細(xi)間(jian)距(ju)的(de)元(yuan)器(qi)件(jian)進(jin)行(xing)檢(jian)測(ce)是(shi)為(wei)了(le)優(you)化(hua)檢(jian)測(ce)時(shi)間(jian)和(he)集(ji)中(zhong)於(yu)最(zui)容(rong)易(yi)產(chan)生(sheng)問(wen)題(ti)的(de)區(qu)域(yu)。為(wei)此(ci)，當(dang)消(xiao)除(chu)了(le)所(suo)可(ke)能(neng)產(chan)生(sheng)的(de)問(wen)題(ti)的(de)時(shi)候(hou)，在(zai)檢(jian)測(ce)方(fang)麵(mian)所(suo)化(hua)費(fei)的(de)這(zhe)點(dian)時(shi)間(jian)還(hai)是(shi)值(zhi)得(de)的(de)。
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3、攝像機定位和檢測

在zai一yi般ban常chang規gui的de在zai線xian視shi覺jiao檢jian測ce應ying用yong中zhong，攝she像xiang機ji被bei安an置zhi在zai電dian路lu板ban的de上shang方fang
，用yong以yi獲huo取qu印yin刷shua位wei置zhi的de圖tu像xiang，並bing且qie能neng夠gou將jiang有you關guan的de圖tu像xiang發fa送song到dao視shi覺jiao檢jian測ce設she備bei的de處chu理li係xi統tong中zhong去qu。在zai那na裏li
，圖tu像xiang分fen析xi軟ruan件jian將jiang對dui所suo獲huo取qu的de圖tu像xiang與yu存cun貯zhu於yu設she備bei存cun儲chu器qi中zhong相xiang同tong位wei置zhi的de參can考kao圖tu像xiang進jin行xing對dui比bi。這zhe樣yang
，係xi統tong可ke以yi確que認ren所suo施shi加jia的de焊han膏gao是shi多duo了le還hai是shi少shao了le。同tong樣yang係xi統tong也ye可ke以yi揭jie示shi出chu在zai焊han盤pan上shang的de焊han膏gao位wei置zhi是shi否fou對dui準zhun了le。它ta可ke以yi發fa現xian在zai兩liang個ge焊han盤pan之zhi間jian是shi否fou有you多duo餘yu的de焊han膏gao形xing成cheng象xiang橋qiao梁liang樣yang的de連lian接jie現xian象xiang?這個問題也就是許多印刷電路板製造廠商所俗稱的“橋接”現象。

檢(jian)測(ce)印(yin)刷(shua)模(mo)板(ban)隙(xi)縫(feng)的(de)工(gong)作(zuo)是(shi)在(zai)一(yi)個(ge)相(xiang)同(tong)的(de)形(xing)式(shi)之(zhi)中(zhong)。當(dang)多(duo)餘(yu)的(de)焊(han)膏(gao)被(bei)堆(dui)積(ji)在(zai)印(yin)刷(shua)模(mo)板(ban)的(de)表(biao)麵(mian)上(shang)的(de)時(shi)候(hou)，視(shi)覺(jiao)係(xi)統(tong)可(ke)以(yi)被(bei)用(yong)來(lai)檢(jian)測(ce)隙(xi)縫(feng)處(chu)是(shi)否(fou)被(bei)焊(han)膏(gao)所(suo)堵(du)塞(sai)，或(huo)者(zhe)是(shi)否(fou)產(chan)生(sheng)了(le)拖(tuo)尾(wei)現(xian)象(xiang)。在(zai)發(fa)現(xian)了(le)缺(que)陷(xian)以(yi)後(hou)，設(she)備(bei)可(ke)以(yi)馬(ma)上(shang)自(zi)動(dong)要(yao)求(qiu)對(dui)下(xia)麵(mian)的(de)篩(shai)網(wang)進(jin)行(xing)清(qing)洗(xi)係(xi)列(lie)操(cao)作(zuo)，或(huo)者(zhe)警(jing)示(shi)操(cao)作(zuo)者(zhe)有(you)問(wen)題(ti)存(cun)在(zai)需(xu)要(yao)進(jin)行(xing)修(xiu)複(fu)。對(dui)印(yin)刷(shua)模(mo)板(ban)的(de)檢(jian)測(ce)也(ye)能(neng)夠(gou)提(ti)供(gong)用(yong)戶(hu)有(you)關(guan)印(yin)刷(shua)質(zhi)量(liang)和(he)一(yi)致(zhi)性(xing)方(fang)麵(mian)的(de)非(fei)常(chang)有(you)用(yong)的(de)數(shu)據(ju)。

最先進的在線視覺係統的一個關鍵功能是能夠對具有高反射性的PCB電路板和焊盤表麵實施檢測，以及在不均勻的光環境下或者在幹燥的焊膏結構造成差異的條件下進行檢測。舉例來說，HASL電路板一般會呈現出不均勻平坦的、表麵輪廓易變和具有反射能力的特點。要獲取最高質量的圖像
，合適的照明也扮演著一個非常重要的角色。光線必須能夠“瞄準”電路板的基準和焊盤，轉而使其它的不易察覺的特征變為清楚可識別的形狀。這樣下一步可以使用視覺軟件規則係統(vision software algorithms)
，以充分發揮出它們的潛在能力。

在zai一yi些xie特te定ding的de場chang合he，視shi覺jiao係xi統tong能neng夠gou用yong來lai檢jian測ce焊han盤pan上shang焊han膏gao的de高gao度du或huo者zhe體ti積ji的de大da小xiao，有you時shi可ke能neng僅jin采cai用yong離li線xian的de檢jian測ce係xi統tong來lai做zuo這zhe些xie事shi情qing。采cai用yong該gai程cheng序xu意yi味wei著zhe在zai給gei定ding的de印yin刷shua模mo板ban中zhong形xing成cheng一yi個ge相xiang應ying的de堆dui積ji度du，以yi確que認ren在zai相xiang同tong的de焊han盤pan上shang焊han膏gao的de體ti積ji是shi否fou缺que失shi。

4

、焊膏的檢測

具體可分為對PCB上焊膏的檢測和對印刷模板上的焊膏檢測二大類：

a．對PCB的檢測

主要檢測印刷區域、印(yin)刷(shua)偏(pian)移(yi)和(he)橋(qiao)接(jie)現(xian)象(xiang)。對(dui)印(yin)刷(shua)區(qu)域(yu)的(de)檢(jian)測(ce)是(shi)指(zhi)在(zai)每(mei)個(ge)焊(han)盤(pan)上(shang)麵(mian)的(de)焊(han)膏(gao)麵(mian)積(ji)。過(guo)量(liang)的(de)焊(han)膏(gao)可(ke)能(neng)會(hui)引(yin)發(fa)橋(qiao)接(jie)現(xian)象(xiang)的(de)發(fa)生(sheng)，而(er)過(guo)小(xiao)的(de)焊(han)膏(gao)也(ye)會(hui)引(yin)發(fa)焊(han)接(jie)點(dian)不(bu)牢(lao)固(gu)的(de)現(xian)象(xiang)產(chan)生(sheng)。對(dui)印(yin)刷(shua)偏(pian)移(yi)的(de)檢(jian)測(ce)是(shi)針(zhen)對(dui)位(wei)於(yu)焊(han)盤(pan)上(shang)的(de)焊(han)膏(gao)數(shu)量(liang)與(yu)規(gui)定(ding)的(de)位(wei)置(zhi)是(shi)否(fou)有(you)不(bu)同(tong)。對(dui)橋(qiao)接(jie)現(xian)象(xiang)的(de)檢(jian)測(ce)是(shi)針(zhen)對(dui)在(zai)相(xiang)鄰(lin)兩(liang)個(ge)焊(han)盤(pan)之(zhi)間(jian)所(suo)施(shi)加(jia)的(de)焊(han)膏(gao)是(shi)否(fou)超(chao)過(guo)了(le)規(gui)定(ding)的(de)數(shu)量(liang)。這(zhe)些(xie)多(duo)餘(yu)的(de)焊(han)膏(gao)可(ke)能(neng)會(hui)引(yin)發(fa)電(dian)氣(qi)短(duan)路(lu)現(xian)象(xiang)。

b．對印刷模板的檢測

對(dui)印(yin)刷(shua)模(mo)板(ban)的(de)檢(jian)測(ce)主(zhu)要(yao)為(wei)針(zhen)對(dui)阻(zu)塞(sai)和(he)拖(tuo)尾(wei)現(xian)象(xiang)的(de)檢(jian)測(ce)。對(dui)阻(zu)塞(sai)的(de)檢(jian)測(ce)是(shi)指(zhi)檢(jian)測(ce)在(zai)印(yin)刷(shua)模(mo)板(ban)上(shang)的(de)孔(kong)中(zhong)是(shi)否(fou)堆(dui)積(ji)了(le)焊(han)膏(gao)。如(ru)果(guo)孔(kong)被(bei)堵(du)塞(sai)住(zhu)了(le)的(de)話(hua)
，那(na)麼(me)在(zai)下(xia)一(yi)個(ge)印(yin)刷(shua)點(dian)上(shang)可(ke)能(neng)所(suo)施(shi)加(jia)的(de)焊(han)膏(gao)會(hui)顯(xian)得(de)太(tai)少(shao)。對(dui)拖(tuo)尾(wei)的(de)檢(jian)測(ce)是(shi)指(zhi)是(shi)否(fou)有(you)過(guo)量(liang)的(de)焊(han)膏(gao)堆(dui)積(ji)在印刷模板的表麵上。這些過量的焊膏可能會施加在電路板上不應導通的位置上麵
，從而引發電氣連接問題.

5、結束語

在線的機器視覺係統能夠以不同的方式使PCB製zhi造zao廠chang商shang收shou益yi。除chu了le確que保bao焊han點dian的de高gao度du完wan整zheng性xing以yi外wai，它ta能neng夠gou防fang止zhi製zhi造zao廠chang商shang因yin為wei電dian路lu板ban的de缺que陷xian以yi及ji所suo導dao致zhi的de返fan工gong而er產chan生sheng的de費fei用yong浪lang費fei現xian象xiang。也ye許xu最zui重zhong要yao的de是shi

，它ta能neng夠gou提ti供gong接jie連lian不bu斷duan的de工gong藝yi過guo程cheng反fan饋kui，這zhe樣yang不bu僅jin能neng夠gou有you助zhu於yu製zhi造zao廠chang商shang優you化hua篩shai網wang印yin刷shua工gong藝yi流liu程cheng，而er且qie也ye在zai工gong藝yi操cao作zuo過guo程cheng中zhong能neng夠gou增zeng添tian人ren們men更geng多duo的de信xin心xin。