CN102338754A

CN102338754A - 电路板的电源层及接地层的缺陷检测方法

Info

Publication number: CN102338754A
Application number: CN2010102356883A
Authority: CN
Inventors: 汪光夏
Original assignee: MUDE SCI-TECH Co Ltd
Current assignee: MUDE SCI-TECH Co Ltd; Machvision Inc
Priority date: 2010-07-22
Filing date: 2010-07-22
Publication date: 2012-02-01

Abstract

本发明公开了一种电路板的电源层及接地层的缺陷检测方法。该方法要接收一电路板的钻孔数据，并扫描该电路板中至少一电源层或至少一接地层的图形为一图像文件。比较该图像文件及该钻孔数据，从而得到该电源层或该接地层的图形轮廓与该钻孔数据中的多个钻孔的位置关系，其中该电源层或该接地层位于一绝缘层上，且所述多个钻孔设于该绝缘层中。本发明可以大幅减少检测所花费的时间，并且仍维持高缺陷辨识率。

Description

电路板的电源层及接地层的缺陷检测方法

技术领域

本发明涉及一种电路板的电源层及接地层的缺陷检测方法，特别涉及一种通过自动化机器视觉检测电路板的电源层及接地层中存在缺陷的方法。

背景技术

由于印刷电路板为电子产品的重要元器件，倘若印刷电路板发生异常则使该产品无法正常工作甚至毁坏，例如：医疗设备、保全系统与通讯器材等。而产品质量在于设计阶段便可决定，此时设计重点环绕于性能与结构上，但设计会影响制造的难易度成品率。故电路板制造时除了依循各种规格外，不同的客户会对其产品制定个别的规格，因此从供应商管制为起点，材料选购与生产线操作到最后的成品出货须制定各阶段有效的质量检验方法。

产品检验可以分为全数检验与抽样检验，全数检验是一种百分之百的检验方法可在生产完成时逐项剔除不合格的缺陷品，生产工厂无不希望能做到全数检验以减少产品瑕疵所可能带来的售后维修与商誉上的损失。早期数字图像科技尚未普及的年代，生产厂商由人工辅以放大镜与灯光等设备检验电路板的缺陷，此法的检测人员常受到个人因素及环境影响使得误判的机会大增。也因此必需通过自动化机器视觉设备来取代人工能力的有限与不足，同时提高了产品质量与降低误检率的发生。

目前自动化机器视觉设备的功能都是针对检测印刷电路板中线路层的布线图形而设计，图1为一印刷电路板中线路层的布线图形的示意图。图中线路层的布线图形包含许多有待被检测出的缺陷，兹将各缺陷标号及简单说明如表1所示：

表1

标号	缺陷说明
		1	孔位偏移(Breakout)
2	针孔(Pin Hole)
		3	开路(Open Circuit)
4	蚀刻不足(Underetch)
		5	缺角(Mousebite)
6	电路漏印(Missing Conductor)
		7	突出点(Spur)
8	短路(Short)
		9	孔径错(Wrong Size Hole)
10	间距不足(Conductors too close)
		11	铜渣(Spurious Copper)
12	重复短路(Excessive Short)
		13	缺孔(Missing Hole)
14	侵蚀过量(Overetch)

为能检出上述缺陷，需要通过建立标准图形、图像处理(例如：二值化处理)、精确对位、区块分析、区域检测、缺陷汇集整理及缺陷分析结果输出。然而，电路板的电源层及接地层的图形与前开线路层的图形相差甚大，亦即各电源层或各接地层多包含多个大面积的铜箔区域，而非许多细小且复杂的绕线(trace)及接垫(pad)。

目前自动化机器视觉设备业者仍以检测线路层的程序及步骤同样来检测电源层及接地层，因此显然忽略两者图形及缺陷种类的不同，故造成电源层及接地层的缺陷检测费时而降低印刷电路板的整个生产效益。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种电路板的电源层及接地层的缺陷检测方法，其是针对电源层及接地层的图形特性及可能发生的缺陷种类而设计的方法，因此可以大幅减少检测所花费的时间，并且仍维持高缺陷辨识率。

本发明提供一种能应用于快速量产的缺陷检测方法，其不需要精确的对位及繁复的图形确认，就能提取待检的电源层或接地层的图像，故可以采取连续输送的方式进行缺陷检测，从而提升印刷电路板的整个生产效益。

综上所述，本发明揭示一种电路板的电源层及接地层的缺陷检测方法。该方法要接收一电路板的钻孔数据，并扫描该电路板中至少一电源层或至少一接地层的图形为一图像文件。比较该图像文件及该钻孔数据，从而得到该电源层或该接地层的图形轮廓与该钻孔数据中的多个钻孔的位置关系，其中该电源层或该接地层位于一绝缘层上，且所述多个钻孔设于该绝缘层中。

本发明的一实施例为该电路板的钻孔数据为一电路板布局的设计数据文件或钻孔机用的程序文件。

本发明的一实施例还包含连续输送下一待检的电路板至被扫描处的步骤。

本发明的有益效果在于，本发明是针对电源层及接地层的图形特性及可能发生的缺陷种类而设计的方法，因此可以大幅减少检测所花费的时间，并且仍维持高缺陷辨识率。本发明不需要精确的对位及繁复的图形确认，就能提取待检的电源层或接地层的图像，故可以采取连续输送的方式进行缺陷检测，从而提升印刷电路板的整个生产效益。

上文已经概略地叙述本发明的技术特征及优点，以使下文的本发明详细描述得以获得较佳了解。构成本发明的权利要求的其它技术特征及优点将描述于下文。本发明所属技术领域技术人员应可了解，下文揭示的概念与特定实施例可作为基础而相当轻易地予以修改或设计其它结构或工艺而实现与本发明相同的目的。本发明所属技术领域技术人员亦应可了解，这类等效的建构并无法脱离后附的权利要求所提出的本发明的精神和范围。

附图说明

图1为一印刷电路板中线路层的布线图形的示意图；

图2为本发明一实施例的电路板的电源层或接地层的示意图；

图3为本发明一实施例的导体区域存在突出缺陷的示意图；以及

图4为本发明一实施例的电源层或接地层的缺陷检测方法的流程图。

其中，附图标记说明如下：

1～14 缺陷

20 电路板

21 第一导体区域

22 第二导体区域

24 钻孔

26 绝缘层

31 导体区域

33 开孔

34 钻孔

35 突出部

231～235 开孔

具体实施方式

图2为本发明一实施例的电路板的电源层或接地层的示意图。电路板20包含多个线路层(图中未示出)、至少一电源层及至少一接地层，图中标号21及22分别为一电源层或一接地层的第一导体区域(conductor region)及第二导体区域(conductor region)。该第一导体区域21及该第二导体区域22均为大面积的金属层覆盖区域，例如：铜箔，因此和线路层的绕线及接垫的图形(参见图1)明显不同。

该第一导体区域21及该第二导体区域22设于一绝缘层26上，该绝缘层26包含多个钻孔24。若某些钻孔24位于该第一导体区域21及该第二导体区域22的范围内，则该第一导体区域21及该第二导体区域22会设计多个开孔231～233以避开和所述多个钻孔24重叠或过于靠近。因为所述多个钻孔24内会填铜作为积层(multilayer)间垂直导通的部分，所以该第一导体区域21及该第二导体区域22的轮廓或开孔231～233的孔壁需要和所述多个钻孔24有适当的距离以避免短路的发生。

开孔231为一单纯的圆形孔；开孔232为多个圆弧组合在一起的封闭孔；开孔233为位于该第一导体区域21的边界的开放孔；又开孔234及235为两多边形的封闭孔。由于该开孔234及235内并无任何钻孔存在，故于此一实施例中可以忽略该两开孔234及235局部的图像，亦即不列为和钻孔数据比较分析的特定部分。

图3为本发明一实施例的导体区域存在突出缺陷的示意图。一导体区域31中开孔33环绕一钻孔34，又该开孔33有一突出部(spur or protrusion)35与该钻孔34邻接，因此会造成短路的问题。本发明通过提取电源层或接地层的图像，并和预先输入的钻孔数据比对后，就能正确挑出此类突出缺陷，以避免短路的发生。

图4为本发明一实施例的电源层或接地层的缺陷检测方法的流程图。如步骤S41所示，该方法要接收一电路板的钻孔数据。该钻孔数据可以是一电路板布局的设计数据文件，例如：Gerber格式及ODB++格式的数据文件，或钻孔机用的程序文件，例如：CNC加工机的钻孔程序文件及Excellon格式的钻孔程序文件。或者，也可以取一视为标准的制作正确的电路板，扫描后存为比对标准的图像文件，该图像文件中也包含该钻孔数据，例如：钻孔位置及孔径。

如步骤S42所示，扫描该电路板中至少一电源层或至少一接地层的图形为一图像文件，其可以利用一般摄像机提取该电源层或该接地层的图像。通过选择适当照明光线的颜色，可以使该电源层或该接地层的导体区域的图像亮度较高，亦即高于绝缘层或钻孔的图像亮度。

如步骤S43所示，比较该图像文件及该钻孔数据，例如：该钻孔数据中相关钻孔位置和该图像文件重叠比较，从而得到该电源层或该接地层的图形轮廓与该钻孔数据中的多个钻孔的位置关系，其中该电源层或该接地层位于一绝缘层上，且所述多个钻孔设于该绝缘层中。最后，自上述位置关系中找出可能存在的缺陷，并汇总及输出，如步骤S44所示。

本发明的一实施例还包含连续输送下一待检的电路板至被扫描处的步骤，亦即可利用输送带依序将多个电路板送至摄像机处，各该电源层或各该接地层会被一一提取图像并分析是否有缺陷存在。

本发明的技术内容及技术特点已揭示如上，然而熟悉本项技术的人士仍可能基于本发明的教示及揭示而作种种不背离本发明精神的替换及修饰。因此，本发明的保护范围应不限于实施例所揭示者，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为以下的权利要求所涵盖。

Claims

1.一种电路板的电源层及接地层的缺陷检测方法，包含下列步骤：

接收一电路板的钻孔数据；

扫描该电路板中至少一电源层或至少一接地层的图形为一图像文件；

比较该图像文件及该钻孔数据，从而得到该电源层或该接地层的图形轮廓与该钻孔数据中的多个钻孔的位置关系。

2.根据权利要求1所述的电路板的电源层及接地层的缺陷检测方法，其特征在于，该电源层或该接地层位于一绝缘层上，且所述多个钻孔设于该绝缘层中。

3.根据权利要求1所述的电路板的电源层及接地层的缺陷检测方法，其特征在于，该检测方法还包含根据该位置关系判段出可能存在缺陷的步骤。

4.根据权利要求3所述的电路板的电源层及接地层的缺陷检测方法，其特征在于，该检测方法还包含汇总所述缺陷而输出的步骤。

5.根据权利要求1所述的电路板的电源层及接地层的缺陷检测方法，其特征在于，该电路板的钻孔数据为一电路板布局的设计数据文件或钻孔机用的程序文件。

6.根据权利要求5所述的电路板的电源层及接地层的缺陷检测方法，其特征在于，该电路板布局的设计数据文件为Gerber格式或ODB++格式的数据文件。

7.根据权利要求5所述的电路板的电源层及接地层的缺陷检测方法，其特征在于，该钻孔机用的程序文件为CNC加工机的钻孔程序文件或Excellon格式的钻孔程序文件。

8.根据权利要求3所述的电路板的电源层及接地层的缺陷检测方法，其特征在于，该缺陷为该电源层或该接地层的图形轮廓上的一突出部，且该突出部与一钻孔邻接。

9.根据权利要求1所述的电路板的电源层及接地层的缺陷检测方法，其特征在于，该电源层或该接地层包含至少一个导体区域。

10.根据权利要求9所述的电路板的电源层及接地层的缺陷检测方法，其特征在于，该导体区域包含多个开孔，所述多个开孔中的部分开孔内设有至少一钻孔，又该部分开孔的图像选择为比较的对象。