PCB科技 - PCB孔檢測機的技術分析

隨著電子資訊產業的發展, 終端電子產品對PCB行業的精細化有著越來越高的要求. 鑽井是 PCB製造, 它已經發展到最小孔徑為0.08mm，最小孔間距為0.1mm或更高. 除通孔外, 組件孔, 槽孔, 异形孔, 電路板形狀, 等., 所有這些都需要檢查. 如何高效、準確地檢測PCB板的鑽孔質量已成為保證產品品質的重要組成部分. PCB檢孔機是一種用於鑽孔質量檢測的自動光學檢測設備. 本文旨在簡要分析孔檢測機在鑽孔過程中的作用，為PCB製造商提供參攷經驗.

在PCB鑽孔過程中，有必要控制可能出現的以下品質問題：孔隙度、洩漏、位移、錯誤鑽孔、不透水性、孔損壞、部分浪費、穿孔和堵塞。 現時，各廠家的管控方法主要包括規範鑽機鑽前工作科技和加强鑽後檢查方法。 在實際生產中，由於鑽前方法只能降低出錯的概率，囙此無法完全消除，必須依靠鑽後檢查來確保產品品質。

在鑽後檢查中，許多國內製造商仍然使用塞規結合手動目視膠片（膠片）檢查和比較方法：塞規用於檢查大小孔，膠片用於檢查孔、洩漏和孔洞。 位移、未滲透、抗滲性、其他孔損傷、穿孔、孔塞等通過手動目視檢查完成。 主要問題體現在：

首先，無法保證小孔徑的檢測要求：生產實踐表明，對於最小孔徑為–0.5mm的PCB，人工可以在保證一定生產效率的同時實現更高的檢測效果。 這取決於人眼的最小可識別視角、工作距離和注意力持續時間。 隨著孔徑尺寸的减小，對於0.5mm以下的產品板，人眼的檢查能力將迅速下降。 對於0.25mm的產品板，很難確保手動檢查的質量。

其次，手動檢查的效率是有限的：手動檢查的效率與孔的數量和最小孔徑直接相關。 實際生產經驗表明，當孔數大於10000孔，最小孔數小於0.5mm時，效率會顯著降低，手工檢驗僅適用於抽檢。 對於高密度板材，依靠人工已不能保證鑽孔質量。

第3，質量的穩定性無法保證：勞動會受到經驗、情緒、疲勞、責任感等諸多因素的影響，難以保證品質的穩定性。 一些製造商不允許使用多種手動和重複檢查方法，但他們仍然無法確保質量的穩定性。

孔檢測AOI設備屬於自動光學檢測設備。 根據鑽孔中各種缺陷的影像形態，將其分為：多孔、少孔、大孔、小孔、碎屑、孔偏差和孔形狀。 有兩種類型：一種是孔檢測機，另一種是孔位置量測和檢測機（孔AOI）。 在實踐中，還有一種X射線探傷機，主要用於埋入式盲孔和多層板對齊分析，這與人工膠片組檢查的目標不一致，不屬於本文的分析範圍。

根據PCB製造商的設備配套經驗，建議使用多臺孔檢機對第一塊板和底板進行全面檢查，重點檢查多孔、少孔、大孔、小孔和碎屑； 使用1臺孔比特量測和檢驗機進行抽樣檢查，重點檢查孔偏差。 這兩種裝置的特點如下：

檢孔機：其優點是價格低，檢測效率快。 它可以在平均6～7秒的時間內檢測1塊600mm×600mm的PCB，可以實現多孔、少孔、大孔、小孔和碎片的檢測。 缺點是孔比特檢測能力不高，只能檢測到嚴重缺陷。 根據製造商的實際生產經驗，15臺鑽機一般平均配備1臺檢驗機。

孔檢測AOI設備的檢測原理：光學系統用於收集 PCB鑽孔 imaging and compare it with the design file (drilling tape file or Gerber file). 根據影像形態學分析和分類缺陷類型. 孔檢測設備與鑽井設計檔案進行了比較, 並將手動目視檢查與膠片進行了比較. 該檢測原理可以避免因薄膜鑽孔誤差引起的問題, 可靠性更高.

孔檢查機對PCB鑽孔過程的影響體現在以下幾個方面：

一是高效穩定的鑽井質量檢查：

常規檢查：在最小孔徑0.15mm、8m/min的條件下，同時檢查多孔、少孔、大孔、小孔和碎屑缺陷，並標記缺陷位置，審查缺陷影像，並根據提供的手動判斷。

岩屑檢查：在鑽井的第一次檢查中，岩屑不是最受關注的重點； 但在電鍍之前，應注意碎屑。 為了减少碎屑對沉銅質量的影響，PCB製造商通常在電鍍之前通過研磨和清潔去除碎屑，但在實踐中仍然無法100%完全清潔。 密度越高的板，清潔效果越差。 理論上，每個PCB上都會有碎屑，囙此依靠手動目視檢查來要求對所有產品的所有鑽孔進行全面檢查是不現實的，但可以使用孔檢查機。

品質改進：穩定性是設備的最大優勢。 穩定的產品品質可以提高PCB工廠的品牌影響力，直接提高製造商的接單能力。

二是輔助生產質量部門數據統計分析：

刀具分析：可以分析PCB中不同鑽頭孔徑的平均偏差，即時監控鑽頭可能的磨損，及時發現錯刀問題，避免批量浪費板材。

生產能力分析：可以計算日、月、季、年生產能力和平均生產效率，為各種控制方法提供分析數據，提高工廠運營管理能力。

機器站分析：統計每臺鑽機的產量、品種、品質問題，提高機器的詳細管理能力。

3是成本節約，投入產出比高：

質檢人員：在保證品質、提高效率的前提下，一臺檢孔機平均可節省2-3名質檢人員。

孔檢驗機已經使用了十多年. 設備的功能和效能不斷提高, 以及與 PCB生產 變得越來越緊密. 特別是隨著高密度板的快速發展, 檢孔機已逐漸由原來的輔助設備轉變為關鍵配套設備. 在許多老PCB工廠的設備改造和新工廠的準備中, 孔檢測設備的普及程度將越來越高.