利用視覺系統(tǒng)來防止缺陷的產(chǎn)生

1、利用視覺系統(tǒng)來防止 PCB 缺陷的產(chǎn)生1、前言在現(xiàn)代電子產(chǎn)品世界中，PCB(印刷電路板)是組成電子產(chǎn)品的重要環(huán)節(jié)，很難想象在一臺電子設(shè)備中有不采用 PCB 的，所以 PCB 的質(zhì)量如何將對電子產(chǎn)品能否長期正常可靠工作帶來非常大的影響。提高PCB的質(zhì)量是電子產(chǎn)品制造廠商應(yīng)引起足夠重視的重要課題。如果在PCB的裝配過程中，在焊盤上面施加了過量的焊膏，或者說焊膏添加缺乏、甚至于根本沒有安置焊膏，那么在隨后所實施的再流焊接以后，一旦焊點形成，就會引發(fā)在 元器件和 電路板之間的電子連接產(chǎn)生缺陷。事實上，大多數(shù)的缺陷可以借助于焊膏的應(yīng) 用情況找到相 關(guān)的質(zhì)量優(yōu)劣痕跡。目前許多電路板的制造廠商己經(jīng)采用一些內(nèi)

2、置電路測試(in circujttest 簡稱ICT)或者說X 射線技術(shù)來檢測焊點的質(zhì)量狀況。它們將有助于消除由于印刷工藝操作所產(chǎn)生的缺陷，但是這些方式不能監(jiān)測印刷工藝操作本身。印刷錯誤的電路板可能會接受隨后所增加的 工藝步 驟，而每一項工藝步驟都會不同程度的增加生產(chǎn)本錢，使得這樣一塊有缺陷的電 路板最終直 達生產(chǎn)的貼裝階段。最后制造廠商就需要丟棄這塊有缺陷的電路板，或者需 要接受本錢昂貴 和形成大量時間浪費的返修工作，此刻可能還沒有非常明確的答案來說 明產(chǎn)生缺陷的根本原 因。不良的焊膏印刷工藝實施可以引發(fā)電子線路的連接問題。 為了能夠有效地解決這一問題， 許 多篩網(wǎng)印刷設(shè)備制造廠商采用了在線

3、機器視覺檢測技術(shù)，下面予以簡單的介紹。2、在線綜合視覺檢測為了有助于電路板的制造廠商在生產(chǎn)工藝實施的早期階段能夠發(fā)現(xiàn)所產(chǎn)生的缺陷，目前 愈來 愈多的篩網(wǎng)印刷設(shè)備制造廠商在他們所制造的篩網(wǎng)印刷設(shè)備中綜合了在線機器視覺 技術(shù)。內(nèi)置的視覺系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)三個主要目標(biāo)：首先，它們能夠在印刷操作實施以后直接發(fā)現(xiàn)所存在的缺陷情況，在主要的制造本錢被 添加上電路板以前，可以讓操作者能及時處理有關(guān)的問題。該步驟一般包含在電路板從 印刷裝置上移下來的時候、在清洗劑中清冼好了以后、以及在返修好了返回生產(chǎn)線的時候。其次，因為在該階段發(fā)現(xiàn)了有關(guān)的缺陷，所以可以預(yù)防有缺陷的電路板送達生產(chǎn)線的后端。于是預(yù)防了返修現(xiàn)象或者在有

4、些場合所形成的廢棄現(xiàn)象。最后，也許是最重要的：能夠給操作者以及時的反應(yīng)，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(chǎn)生。為了能夠在這一層面的工藝操作過程中提供有效的控制，配置在線視覺系統(tǒng)能夠檢測焊膏涂覆好了以后的PCB上焊盤的情況，以及相應(yīng)的印刷模板縫隙是否存在堵塞或者拖尾現(xiàn)象。絕大多數(shù)情況下，對微細間距的元器件進行檢測是為了優(yōu)化檢測時間和集中于最 容易 產(chǎn)生問題的區(qū)域。為此，當(dāng)消除了所可能產(chǎn)生的問題的時候，在檢測方面所化費的 這點時間 還是值得的?；蛘呔静僮髡哂袉栴}存在需要進3、攝像機定位和檢測 在一般常規(guī)的在線視覺檢測應(yīng)用中，攝像機被安置在電路板的上方， 用以獲

5、取印刷位置 的圖像，并且能夠?qū)⒂嘘P(guān)的圖像發(fā)送到視覺檢測設(shè)備的處理系統(tǒng)中去。在 那里，圖像分 析軟件將對所獲取的圖像與存貯于設(shè)備存儲器中相同位置的參考圖像進行對 比。這樣， 系統(tǒng)可以確認所施加的焊膏是多了還是少了。同樣系統(tǒng)也可以揭示出在焊盤上的 焊膏位 置是否對準(zhǔn)了。 它可以發(fā)現(xiàn)在兩個焊盤之間是否有多余的焊膏形成象橋梁樣的連接 現(xiàn)象 這個問題也就是許多印刷電路板制造廠商所俗稱的“橋接現(xiàn)象 檢測印刷模板隙縫的 工作是在一個相同的形式之中。當(dāng)多余的焊膏被堆積在印刷模板的 外表上的時候，視覺系統(tǒng) 可以被用來檢測隙縫處是否被焊膏所堵塞，或者是否產(chǎn)生了拖 尾現(xiàn)象。在發(fā)現(xiàn)了缺陷以后， 設(shè)備可以馬上自動要求對

6、下面的篩網(wǎng)進行清洗系列操作， 行修復(fù)。對印刷模板的檢測也能夠提供用戶有關(guān)印刷 質(zhì)量和一致性方面的非常有用的數(shù)據(jù)。最先進的在線視覺系統(tǒng)的一個關(guān)鍵功能是能夠?qū)哂懈叻瓷湫缘腜CB 電路板和焊盤外表 實施檢測，以及在不均勻的光環(huán)境下或者在枯燥的焊膏結(jié)構(gòu)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(xiàn)出不均勻平坦的、外表輪廓易變和具有反射能力的 特點。要 獲取最高質(zhì)量的圖像，適宜的照明也扮演著一個非常重要的角色。光線必須能 夠“瞄準(zhǔn)電 路板的基準(zhǔn)和焊盤，轉(zhuǎn)而使其它的不易發(fā)覺的特征變?yōu)榍宄勺R別的形狀。 這樣下一步可以 使用視覺軟件規(guī)那么系統(tǒng) (visionsoftwarealgor

7、ithms) ，以充分發(fā)揮出它們 的潛在能力。 在一些特定的場合，視覺系統(tǒng)能夠用來檢測焊盤上焊膏的高度或者體積的大小，有時可 能僅 采用離線的檢測系統(tǒng)來做這些事情。采用該程序意味著在給定的印刷模板中形成一 個相應(yīng)的 堆積度，以確認在相同的焊盤上焊膏的體積是否缺失。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勺檢測 主要檢測印刷區(qū)域、印刷偏移和橋接現(xiàn)象。對印刷區(qū)域的檢測是指在每個焊盤上面的焊 膏面 積。過量勺焊膏可能會引發(fā)橋接現(xiàn)象勺發(fā)生，而過小勺焊膏也會引發(fā)焊接點不牢固勺現(xiàn)象產(chǎn)生。 對印刷偏移勺檢測是針對位于焊盤上勺焊膏數(shù)量與規(guī)定勺位置是否有不同。 對橋接現(xiàn) 象勺檢測是針對在相鄰兩個焊盤之間所施加勺焊膏是否超過了規(guī)定勺數(shù)量。這 些多余勺焊膏 可能會引發(fā)電氣短路現(xiàn)象。b . 對印刷模板勺檢測 對印刷模板勺檢測主要為針對阻塞和拖尾現(xiàn)象勺檢測。對阻塞勺檢測是指檢測在印刷模 板上 勺孔中是否堆積了焊膏。如果孔被堵塞住了勺話，那么在下一個印刷點上可能所施 加勺焊膏 會顯得太少。對拖尾勺檢測是指是否有過量勺焊膏堆積在印刷模板勺外表上。 這些過量勺焊 膏可能會施加在電路板上不應(yīng)導(dǎo)通勺位置上面，從而引發(fā)電氣連接問題 o5、結(jié)束語在線的機器視覺系統(tǒng)能夠以不同的方式使PCB制造廠商收益。除了確保