CN108613998B - 应用于pcb板的晶粒均匀性的评价方法及评价系统 - Google Patents

应用于pcb板的晶粒均匀性的评价方法及评价系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种应用于PCB板的晶粒均匀性的评价方法及评价系统，该应用于PCB板的晶粒均匀性的评价方法包括如下步骤：获取待检测铜在预设放大倍数下的SEM图片；选取SEM图片中若干个平均直径最大的晶粒，标记为异常晶粒，并计算所有异常晶粒的平均直径的平均值，根据SEM图片的放大比例及异常晶粒的直径求取在SEM图片中晶粒的实际最大直径值；将SEM图片中剔除异常晶粒后剩下的晶粒标记为正常晶粒，求取在SEM图片中正常晶粒的实际平均直径值，标记为晶粒的实际平均直径值；求取晶粒的实际最大直径值Dmax和晶粒的实际平均直径值Daver的比值，记为均匀性因子V，判断均匀性因子V是否大于预设值，上述应用于PCB板的晶粒均匀性的评价方法，提升了均匀性因子的计算精度。

Description

应用于PCB板的晶粒均匀性的评价方法及评价系统
技术领域
本发明涉及印刷线路板领域，特别是涉及一种应用于PCB板的晶粒均匀性的评价方法及评价系统。
背景技术
随着5G通信技术距离商用的临近，全球主要通信设备制造商和电信运营商的筹备工作已进入快车道，围绕5G的电子产品更加趋向于轻、薄、短、小方向发展。
目前，业内普遍采用减薄铜工艺使面铜厚度减少来实现精细线路的制作。实际生产中，电镀铜减铜后的PCB(印刷线路板)的铜面会出现针孔，从而使精细电路存在导损、开路等品质缺陷，同时PCB板(包括单面板、双面板以及多层板)晶粒均匀性越差，针孔产生的风险越高，然而现有的评价方法精确度较低，难以为PCB板减铜后产生的针孔问题提供参考。
发明内容
基于此，本发明提出一种应用于PCB板的晶粒均匀性的评价方法及评价系统，该应用于PCB板的晶粒均匀性的评价方法将所述SEM图片中晶粒尺寸异常的晶粒去除，提升了均匀性因子的计算精度，进而，能为PCB板减铜后产生的针孔问题提供参考。
一方面，本申请涉及一种应用于PCB板的晶粒均匀性的评价方法，具体技术方案如下：
一种应用于PCB板的晶粒均匀性的评价方法，包括如下步骤：
获取待检测铜在预设放大倍数下的SEM图片，获得所述待检测铜的晶粒分布图；
选取所述SEM图片中若干个平均直径最大的晶粒，标记为异常晶粒，在所述异常晶粒中选取若干个不同的测量位置，获取所述异常晶粒在各个所述测量位置的直径值，并求取各个所述测量位置的直径值平均值；依次计算每个所述异常晶粒的平均直径dj，则所述异常晶粒的直径的计算模型为：
Figure GDA0002606649200000021
其中，dj表示第j个所述异常晶粒的平均直径值，j＝1、2、3…n，n表示所述异常晶粒的数量，根据所述SEM图片的放大比例K及所述异常晶粒的直径
Figure GDA0002606649200000022
求取在所述SEM图片中所述异常晶粒的实际最大直径值，将所述异常晶粒的实际最大直径值标记为晶粒的实际最大直径值Dmax；
将所述SEM图片中剔除所述异常晶粒后剩下的晶粒标记为正常晶粒，获取所述正常晶粒的平均直径值R，根据所述SEM图片的放大比例K及所述正常晶粒的平均直径值R，求取在所述SEM图片中所述正常晶粒的实际平均直径值，标记为晶粒的实际平均直径值Daver；
求取所述晶粒的实际最大直径值Dmax和所述晶粒的实际平均直径值Daver的比值，记为均匀性因子V，判断所述均匀性因子V是否大于预设值；当所述均匀性因子V大于所述预设值时，将所述待检测铜标记为晶粒不均匀的铜；当所述均匀性因子V大于0且小于或等于所述预设值时，将所述待检测铜标记为晶粒均匀的铜。
上述应用于PCB板的晶粒均匀性的评价方法，通过获取待检测铜在预设倍数下的SEM(SEM是扫描电子显微镜英文名Scanning Electron Microscope的简称)图片得到铜的晶粒分布图，然后选取所述SEM图片中若干个平均直径最大的晶粒，标记为异常晶粒，并计算所有所述异常晶粒的平均直径的平均值，记为所述异常晶粒的直径
Figure GDA0002606649200000023
如此，通过求取多个所述异常晶粒的平均直径的平均值，提高测量的精确性，随后，根据所述SEM图片的放大比例K及所述异常晶粒的直径
Figure GDA0002606649200000024
求取在所述SEM图片中所述异常晶粒的实际最大直径值，然后将所述SEM图片中剔除所述异常晶粒后剩下的晶粒标记为正常晶粒，获取所述正常晶粒的平均直径值R，根据所述SEM图片的放大比例K及所述正常晶粒的平均直径值R，求取在所述SEM图片中所述正常晶粒的实际平均直径值，标记为晶粒的实际平均直径值Daver，求取所述晶粒的实际最大直径值Dmax和所述晶粒的实际平均直径值Daver的比值，记为均匀性因子V，判断所述均匀性因子V是否大于预设值，如果所述均匀性因子V大于所述预设值时，表示所述待检测铜的晶粒越不均匀，将所述待检测铜标记为晶粒不均匀的铜；当所述均匀性因子V大于0且小于或等于所述预设值时，将所述待检测铜标记为晶粒均匀的铜，越接近所述预设值表示所述待检测铜的晶粒越均匀，如此，将所述SEM图片中晶粒尺寸异常的晶粒去除，提升了均匀性因子的计算精度，进而，能为PCB板减铜后产生的针孔问题提供参考，当所述待检测铜标记为晶粒不均匀的铜时，则说明在电镀工序中，电镀工艺参数出现问题，需要及时通过测试验证调整和优化电镀参数，以提升电镀的均匀性，降低PCB板减铜后针孔产生风险，提升PCB板品质合格率。
下面进一步对技术方案进行说明：
在其中一个实施例中，根据所述SEM图片的放大比例K及所述异常晶粒的直径
Figure GDA0002606649200000031
求取在所述SEM图片中所述异常晶粒的实际最大直径值，将所述异常晶粒的实际最大直径值标记为晶粒的实际最大直径值Dmax,标记为晶粒的实际平均直径值Daver的步骤包括：
获取所述SEM图片中比例标尺的实际长度M，求取实际长度M与所述比例标尺代表的尺寸B的比值K，则
Figure GDA0002606649200000032
所述晶粒的实际最大直径值
Figure GDA0002606649200000033
的计算模型为：
Figure GDA0002606649200000034
其中，
Figure GDA0002606649200000041
为所述异常晶粒的直径，Dmax为晶粒的实际最大直径值。
在其中一个实施例中，获取所述正常晶粒的平均直径值R，根据所述SEM图片的放大比例K及所述正常晶粒的平均直径值R，求取在所述SEM图片中所述正常晶粒的实际平均直径值的步骤包括：
在所述SEM图片中，画若干条直线段，标记为线段组，所述直线段的长度记为Li，则所述直线段组的有效长度的计算模型为：
Figure GDA0002606649200000042
其中，lij表示第i条直线段穿过的第j个所述异常晶粒时的截距值，m表示所述直线段的数量，i＝1、2、3…m；n表示所述异常晶粒的数量，j＝1、2、3…n；当所述直线段组未穿过所述异常晶粒时，
Figure GDA0002606649200000043
根据所述直线段组的有效长度L，计算所述正常晶粒的平均直径值，计算模型为：
Daver＝1.13S；
其中，
Figure GDA0002606649200000044
其中，S为所述直线段穿过的所述正常晶粒时的截距的平均值，N为所述直段上截点总数，但不包含所述直线段在异常晶粒上截点。
在其中一个实施例中，在求取所述晶粒的实际最大直径值Dmax和所述晶粒的实际平均直径值Daver的比值，记为均匀性因子V，判断所述均匀性因子V是否大于预设值；当所述均匀性因子V大于所述预设值时，将所述待检测铜标记为晶粒不均匀的铜；当所述均匀性因子V大于0且小于或等于所述预设值时，将所述待检测铜标记为晶粒均匀的铜的步骤包括：
所述均匀性因子的计算模型为：
Figure GDA0002606649200000045
当所述均匀性因子V大于1.5时，将所述待检测铜标记为晶粒不均匀的铜；
当所述均匀性因子V大于或等于1且小于或等于1.5时，将所述待检测铜标记为晶粒均匀的铜。
在其中一个实施例中，所述直线段包括所述SEM图片的对角线、所述SEM图片中分别连接相对的两条边的中点的直线段或与所述SEM图片中的与侧边平行的直线段中的一种或一种以上。
在其中一个实施例中，所述预设放大倍数为500-2000倍。
在其中一个实施例中，计算所有所述异常晶粒的平均直径的平均值的步骤包括：
选取所述异常晶粒中若干个不同的测量位置，获取所述异常晶粒在各个所述测量位置的直径值，去除直径的最大值和直径的最小值，剩下的直径值求取平均值得到所述异常晶粒的平均直径。
另一方面，本申请还涉及一种评价系统，具体技术方案如下：
一种应用上述任一实施例中的应用于PCB板的铜晶粒均匀性的评价方法评价系统，包括：
拍摄装置，所述拍摄装置用于拍摄待检测铜的SEM图片；
图片识别装置，所述图片识别装置能够识别所述SEM图片的晶粒轮廓；
计算装置，所述计算装置能够计算晶粒的实际最大直径值和晶粒的实际平均直径值，并求取所述晶粒的实际最大直径值Dmax和所述晶粒的实际平均直径值Daver的比值；
打标装置，所述打标装置用于在所述待检测铜上打印标记；及
控制装置，所述控制装置与所述拍摄装置、所述图片识别装置、所述计算装置及所述打标装置通信连接。
上述评价系统包括拍摄装置、图片识别装置。计算装置及打标装置，其中，所述拍摄装置用于拍摄待检测铜的SEM图片，所述SEM图片可以呈现所述待检测铜的铜晶粒分布图，所述图片识别装置能够识别所述SEM图片中的晶粒轮廓，所述计算装置能够计算晶粒的实际最大直径值和晶粒的实际平均值，及计算所述晶粒的实际最大直径值Dmax和所述晶粒的实际平均直径值Daver的比值，所述打标装置用于在所述待检测铜上打印标记；进一步，所述评价系统还包括控制装置，所述控制装置与所述拍摄装置、所述图片识别装置、所述计算装置及所述打标装置通信连接。如此，所述控制装置能够控制所述拍摄装置拍摄所述待检测铜的SEM图片，当拍摄完毕后，所述控制装置控制所述图片识别装置，识别所述SEM图片的晶粒轮廓，并控制所述计算装置能够计算晶粒的实际最大直径值和晶粒的实际平均直径值，并求取所述晶粒的实际最大直径值Dmax和所述晶粒的实际平均直径值Daver的比值，并将比值求解结果信号传输给所述控制装置，所述控制装置根据比值求解结果信号控制所述打标装置在所述待检测铜上打印标记，标记所述待检测铜为晶粒均匀的铜或晶粒不均匀的铜。
下面进一步对技术方案进行说明：
在其中一个实施例中，所述图片识别装置还包括标尺识别器，所述标尺识别器用于识别所述SEM图片的比例标尺，所述计算装置还包括标尺计算器，所述标尺计算器用于计算所述SEM图片的比例标尺的实际长度。
在其中一个实施例中，所述控制装置为PLC可编程控制器。
附图说明
图1为应用于PCB板的晶粒均匀性的评价方法的流程图；
图2为一实施中计算所述异常晶粒的平均直径的方法示意图；
图3为直线段组中直线段的分布示意图；
图4为一实施中在铜晶粒的SEM图；
图5为图4中直线段的分布示意图。
附图标记说明:
100、第一异常晶粒，200、第二异常晶粒，300、第三异常晶粒，400、第四异常晶粒，510、第一直线段，520、第二直线段，530、第三直线段，540、第四直线段。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
如图1所示，一实施例中的一种应用于PCB板的晶粒均匀性的评价方法，包括如下步骤：
S100：获取待检测铜在预设放大倍数下的SEM图片，获得待检测铜的晶粒分布图；
S200：选取SEM图片中若干个平均直径最大的晶粒，标记为异常晶粒，并计算所有异常晶粒的平均直径的平均值，记为异常晶粒的直径
Figure GDA0002606649200000071
根据SEM图片的放大比例K及异常晶粒的直径
Figure GDA0002606649200000072
求取在SEM图片中异常晶粒的实际最大直径值，将异常晶粒的实际最大直径值标记为晶粒的实际最大直径值Dmax；
S300：将SEM图片中剔除异常晶粒后剩下的晶粒标记为正常晶粒，获取正常晶粒的平均直径值R，根据SEM图片的放大比例K及正常晶粒的平均直径值R，求取在SEM图片中正常晶粒的实际平均直径值，标记为晶粒的实际平均直径值Daver；
S400：求取晶粒的实际最大直径值Dmax和晶粒的实际平均直径值Daver的比值，记为均匀性因子V，判断均匀性因子V是否大于预设值；当均匀性因子V大于预设值时，将待检测铜标记为晶粒不均匀的铜；当均匀性因子V大于0且小于或等于预设值时，将待检测铜标记为晶粒均匀的铜。
上述应用于PCB板的晶粒均匀性的评价方法，通过获取待检测铜在预设倍数下的SEM(SEM是扫描电子显微镜英文名Scanning Electron Microscope的简称)图片得到铜的晶粒分布图；然后选取SEM图片中若干个平均直径最大的晶粒，标记为异常晶粒，并计算所有异常晶粒的平均直径的平均值，记为异常晶粒的直径
Figure GDA0002606649200000081
如此，通过求取多个异常晶粒的平均直径的平均值，提高测量的精确性；随后，根据SEM图片的放大比例K及异常晶粒的直径
Figure GDA0002606649200000082
求取在SEM图片中异常晶粒的实际最大直径值；然后将SEM图片中剔除异常晶粒后剩下的晶粒标记为正常晶粒，获取正常晶粒的平均直径值R，根据SEM图片的放大比例K及正常晶粒的平均直径值R，求取在SEM图片中正常晶粒的实际平均直径值，标记为晶粒的实际平均直径值Daver，求取晶粒的实际最大直径值
Figure GDA0002606649200000083
和晶粒的实际平均直径值Daver的比值，记为均匀性因子V，判断均匀性因子V是否大于预设值，如果均匀性因子V大于预设值时，表示待检测铜的晶粒越不均匀，将待检测铜标记为晶粒不均匀的铜；当均匀性因子V大于0且小于或等于预设值时，将待检测铜标记为晶粒均匀的铜，越接近预设值表示待检测铜的晶粒越均匀，如此，将SEM图片中晶粒尺寸异常的晶粒去除，提升了均匀性因子的计算精度，进而，能为PCB板减铜后产生的针孔问题提供参考，当所述待检测铜标记为晶粒不均匀的铜时，则说明在电镀工序中，电镀工艺参数出现问题，需要及时通过测试验证调整和优化电镀参数，以提升电镀的均匀性，降低PCB板减铜后针孔产生风险，提升PCB板品质合格率。
如图2所示，可选地，在选取SEM图片中若干个平均直径最大的晶粒，标记为异常晶粒，并计算所有异常晶粒的平均直径的平均值的步骤中：
异常晶粒的平均直径的计算方法包括：在异常晶粒中选取若干个不同的测量位置，获取异常晶粒在各个测量位置的直径值，并求取各个测量位置的直径值平均值；
依次计算每个异常晶粒的平均直径dj，则异常晶粒的直径的计算模型为：
Figure GDA0002606649200000091
其中，dj表示第j个异常晶粒的平均直径值，j＝1、2、3…n，n表示异常晶粒的数量。具体地，由于异常晶粒的直径可能是规则的圆形，也可能是不规则的椭圆形或者其他形状，通过多点多次测量异常晶粒的直径，然后求取平均值，得到一个异常晶粒的平均直径值；同理，按同样的计算方法求取其他异常晶粒的平均直径值，最后求取这些异常晶粒平均直径的平均值，将求解得到的平均值作为异常晶粒的直径，在选取点时，可以剔除直径最大的点和直径最小的点，在剩下的区域选取尽可能多的点求取异常晶粒的平均值，也可以不剔除直径最大和直径最小的点，但是要尽可能选取多的点求取异常晶粒的平均值，在图2中，a、b、c、d分别代表异常晶粒的四个不同的测量位置，通过分别测量a、b、c、d四个测量位置的直径，后求取平均值，记为异常晶粒的平均直径dj。进一步，在本次实施例中，异常晶粒的平均直径的平均值的步骤包括：选取异常晶粒中若干个不同的测量位置，获取异常晶粒在各个测量位置的直径值，去除直径的最大值和直径的最小值，剩下的直径值求取平均值得到异常晶粒的平均直径。如此，在求解异常晶粒的平均直径时去除了异常点，得到的异常晶粒的平均值更加可靠。
进一步地，根据SEM图片的放大比例K及异常晶粒的直径
Figure GDA0002606649200000101
求取在SEM图片中异常晶粒的实际最大直径值，将异常晶粒的实际最大直径值标记为晶粒的实际最大直径值Dmax的步骤包括：
获取SEM图片中比例标尺的实际长度M，求取实际长度M与比例标尺代表的尺寸B的比值K，则
Figure GDA0002606649200000102
晶粒的实际最大直径值的计算模型为：
Figure GDA0002606649200000103
其中，
Figure GDA0002606649200000104
为异常晶粒的直径，Dmax为晶粒的实际最大直径值。其中，比例标尺的实际长度M和比例标尺代表的尺寸B跟扫面电子显微镜在测量时放大的倍数有关；可选地，预设放大倍数为500-2000倍，在这个倍数范围内，采样铜在扫面电子显微镜下，晶粒显示的晶粒数较为合适，且晶粒轮廓清晰，尺寸合适。如果放大倍数小于500倍时，在扫面电子显微镜下，晶粒尺寸较小，较为密集，难以测量晶粒的直径，如果放大倍数大于2000倍时，晶粒数量较小，尺寸偏大，没有参考的价值。
可选地，获取正常晶粒的平均直径值R，根据SEM图片的放大比例K及正常晶粒的平均直径值R，求取在SEM图片中正常晶粒的实际平均直径值，标记为晶粒的实际平均直径值Daver的步骤包括：
在SEM图片中，画若干条直线段，标记为线段组，直线段的长度记为Li，则直线段组的有效长度的计算模型为：
Figure GDA0002606649200000105
其中，lij表示第i条直线段穿过的第j个异常晶粒时的截距值，m表示直线段的数量，i＝1、2、3…m；n表示异常晶粒的数量，j＝1、2、3…n；当直线段组未穿过异常晶粒时，
Figure GDA0002606649200000106
根据直线段组的有效长度L，计算正常晶粒的平均直径值，计算模型为：
Daver＝1.13S；
其中，
Figure GDA0002606649200000111
其中，S为直线段穿过的正常晶粒时的截距的平均值，N为直线段上截点总数，但不包含直线段在异常晶粒上截点。如此，在测量直线段的有效长度时，剔除了直线段经过异常晶粒的部分长度，如此，避免异常晶粒对测量结果造成影响，提高测量的精确性。
如图3所示，在上述任一实施例的基础上，直线段包括SEM图片的对角线、SEM图片中分别连接相对的两条边的中点的直线段、与SEM图片中的侧边平行的直线段中的一种或一种以上。如此，对角线或连接中点的直线段或SEM图片中的侧边平行的直线段便于测量；如图所示，在本次实施例中，直线段包括SEM图片的两条对角线、一条分别连接相对的两条宽度方向侧边的中点的直线段和一条连接长度方向侧边的中点的直线段，如此，提高测量的精确性。如图3所示，其中L1和L2为对角线，L3和L4为分别连接两条对边中点的直线段。
进一步，在上述任一实施例的基础上，在求取晶粒的实际最大直径值Dmax和晶粒的实际平均直径值Daver的比值，记为均匀性因子V，判断均匀性因子V是否大于预设值；当均匀性因子V大于预设值时，将待检测铜标记为晶粒不均匀的铜；当均匀性因子V大于0且小于或等于预设值时，将待检测铜标记为晶粒均匀的铜的步骤包括：
均匀性因子的计算模型为：
Figure GDA0002606649200000112
当均匀性因子V大于1.5时，将待检测铜标记为晶粒不均匀的铜；此时，铜晶粒中异常晶粒的平均直径与正常晶粒的平均直径相比较大，说明该待检测铜产生针孔的风险较高。
当均匀性因子V大于或等于1且小于或等于1.5时，将待检测铜标记为晶粒均匀的铜。此时，铜晶粒中异常晶粒的平均直径与正常晶粒的平均直径相比差异不大，说明该待检测铜产生针孔的风险较低。
有必要指出的是，预设值可以是1或1.5或者其他数值，根据实际需要设置。
有必要指出的是，异常晶粒的平均值可以人工计算，可以是通过计算装置内编辑相应的计算程序进行计算，同理，所异常晶粒的直径
Figure GDA0002606649200000121
正常晶粒的平均直径值R，晶粒的实际平均直径值Daver、直线段的长度记为Li、直线段组的有效长度和均匀性因子V等设计计算的部分均可以人工计算，可以是通过计算装置内编辑相应的计算程序进行计算。
在上述实施例的基础上，在PCB板上多次取样，并重复上述步骤，求取均匀性因子的平均值。如此，提升测量的精确性和评价的可靠性。进一步，在上述实施例的基础上，在PCB板上多次采样的采样点按阵列排布。如此，取多个采样点提高测量的精确性，进一步，采用F x F(F≥3且为整数)阵列方式取样，可以避免当某一区域异常，而取的点又恰恰集中在这个区域，如此，避免采样过于集中，影响晶粒均匀性评价的可靠性。在具体实施取样过程中，F的取值根据PCB板的尺寸而定。
一实施例中的评价系统，包括：拍摄装置，拍摄装置用于拍摄待检测铜的SEM图片；图片识别装置，图片识别装置能够识别SEM图片的晶粒轮廓；计算装置，计算装置能够计算晶粒的实际最大直径值和晶粒的实际平均直径值，并求取晶粒的实际最大直径值Dmax和晶粒的实际平均直径值Daver的比值；打标装置，打标装置用于在待检测铜上打印标记；及控制装置，控制装置与拍摄装置、图片识别装置、计算装置及打标装置通信连接。
上述评价系统包括拍摄装置、图片识别装置。计算装置及打标装置，其中，拍摄装置用于拍摄待检测铜的SEM图片，SEM图片可以呈现待检测铜的铜晶粒分布图，图片识别装置能够识别SEM图片中的晶粒轮廓，计算装置能够计算晶粒的实际最大直径值和晶粒的实际平均值，及计算晶粒的实际最大直径值Dmax和晶粒的实际平均直径值Daver的比值，打标装置用于在待检测铜上打印标记，进一步，评价系统还包括控制装置，控制装置与拍摄装置、图片识别装置、计算装置及打标装置通信连接。如此，控制装置能够控制拍摄装置拍摄待检测铜的SEM图片，当拍摄完毕后，控制装置控制图片识别装置，识别SEM图片的晶粒轮廓，并控制计算装置能够计算晶粒的实际最大直径值和晶粒的实际平均直径值，并求取晶粒的实际最大直径值Dmax和晶粒的实际平均直径值Daver的比值，并将比值求解结果信号传输给控制装置，控制装置根据比值求解结果信号控制打标装置在待检测铜上打印标记，标记待检测铜为晶粒均匀的铜或晶粒不均匀的铜。其中，拍摄装置、图片识别装置、计算装置和打标装置均为现有技术，在此不一一列举赘述。控制装置可以为PLC可编程控制器，但不局限于PLC可编程控制器，也可以是运动采集卡或移动PC端等。
在上述实施例的基础上，图片识别装置还包括标尺识别器，标尺识别器用于识别SEM图片的比例标尺，计算装置还包括标尺计算器，标尺计算器用于计算SEM图片的比例标尺的实际长度。如此，通过标尺识别器识别SEM图片上的比例标尺，通过标尺计算器计算比例标尺的实际长度，进而，根据比例标尺代表的长度及比例标尺的实际长度就可得到SEM图片的放大比例。
如图4和图5所示，在该实施例中，晶粒在1000倍下的SEM图，取四个异常晶粒，分别为第一异常晶粒100、第二异常晶粒200、第三异常晶粒300和第四异常晶粒400，在测量各个异常晶粒的平均直径时，分别在各个异常晶粒上测量了a、b、c、d四个位置的直径，分别为：
第一异常晶粒100：a1＝0.49cm，b1＝0.54cm，c1＝0.37cm，d1＝0.54cm；
第二异常晶粒200：a2＝0.61cm，b2＝0.49cm，c2＝0.43cm，d2＝0.70cm；
第三异常晶粒300：a3＝0.42cm，b3＝0.42cm，c3＝0.40cm，d3＝0.60cm；
第四异常晶粒400：a4＝0.48cm，b4＝0.42cm，c4＝0.39cm，d4＝0.60cm。
因此，第一异常晶粒100、第二异常晶粒200、第三异常晶粒300和第四异常晶粒400的平均直径分别为：0.4850cm、0.5575cm、0.4600cm和0.4725cm；
进而，
Figure GDA0002606649200000141
将
Figure GDA0002606649200000142
带入公式
Figure GDA0002606649200000143
其中，B＝50um，M＝2.07cm，求得Dmax为12.11um；
如图5所示，在SEM图中，画四条直线段，在本次实施例中，第二直线段520、第三直线段530均穿过第四异常晶粒400，其中第一直线段510上的截点数为30个，长度L1＝7.14cm，第二直线段520上的截点数为29个，长度L2＝7.14cm，l24＝0.56cm、第三直线段530上的截点数为23个，L3＝5.22cm，l34＝0.30cm和第四直线段540上的截点数为28个L4＝4.87cm，因此，直线段的有效长度L＝L1+L2+L3+L4-l24-l34＝23.51cm；
由
Figure GDA0002606649200000144
S＝5.92um，求得Daver＝1.13x S＝1.13x 5.92＝6.69um；
则均匀性因子
Figure GDA0002606649200000145
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种应用于PCB板的铜晶粒均匀性的评价方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取待检测铜在预设放大倍数下的SEM图片，获得所述待检测铜的晶粒分布图；
选取所述SEM图片中若干个平均直径最大的晶粒，标记为异常晶粒，在所述异常晶粒中选取若干个不同的测量位置，获取所述异常晶粒在各个所述测量位置的直径值，并求取各个所述测量位置的直径值平均值；依次计算每个所述异常晶粒的平均直径dj，则所述异常晶粒的直径的计算模型为：
Figure FDA0002606649190000011
其中，dj表示第j个所述异常晶粒的平均直径值，j＝1、2、3…n，n表示所述异常晶粒的数量，根据所述SEM图片的放大比例K及所述异常晶粒的直径
Figure FDA0002606649190000012
求取在所述SEM图片中所述异常晶粒的实际最大直径值，将所述异常晶粒的实际最大直径值标记为晶粒的实际最大直径值Dmax；
将所述SEM图片中剔除所述异常晶粒后剩下的晶粒标记为正常晶粒，获取所述正常晶粒的平均直径值R，根据所述SEM图片的放大比例K及所述正常晶粒的平均直径值R，求取在所述SEM图片中所述正常晶粒的实际平均直径值，标记为晶粒的实际平均直径值Daver；
求取所述晶粒的实际最大直径值Dmax和所述晶粒的实际平均直径值Daver的比值，记为均匀性因子V，判断所述均匀性因子V是否大于预设值；当所述均匀性因子V大于所述预设值时，将所述待检测铜标记为晶粒不均匀的铜；当所述均匀性因子V大于0且小于或等于所述预设值时，将所述待检测铜标记为晶粒均匀的铜。
2.根据权利要求1所述的应用于PCB板的晶粒均匀性的评价方法，其特征在于，根据所述SEM图片的放大比例K及所述异常晶粒的直径
Figure FDA0002606649190000013
求取在所述SEM图片中所述异常晶粒的实际最大直径值，将所述异常晶粒的实际最大直径值标记为晶粒的实际最大直径值Dmax的步骤包括：
获取所述SEM图片中比例标尺的实际长度M，求取实际长度M与所述比例标尺代表的尺寸B的比值K，则
Figure FDA0002606649190000021
所述晶粒的实际最大直径值的计算模型为：
Figure FDA0002606649190000022
其中，
Figure FDA0002606649190000023
为所述异常晶粒的直径，Dmax为晶粒的实际最大直径值。
3.根据权利要求2所述的应用于PCB板的晶粒均匀性的评价方法，其特征在于，获取所述正常晶粒的平均直径值R，根据所述SEM图片的放大比例K及所述正常晶粒的平均直径值R，求取在所述SEM图片中所述正常晶粒的实际平均直径值,标记为晶粒的实际平均直径值Daver的步骤包括：
在所述SEM图片中，画若干条直线段，标记为线段组，所述直线段的长度记为Li，则所述直线段组的有效长度的计算模型为：
Figure FDA0002606649190000024
其中，lij表示第i条直线段穿过的第j个所述异常晶粒时的截距值，m表示所述直线段的数量，i＝1、2、3…m；n表示所述异常晶粒的数量，j＝1、2、3…n；当所述直线段组未穿过所述异常晶粒时，
Figure FDA0002606649190000025
根据所述直线段组的有效长度L，计算所述正常晶粒的平均直径值，计算模型为：
Daver＝1.13S；
其中，
Figure FDA0002606649190000026
其中，S为所述直线段穿过的所述正常晶粒的截距的平均值，N为所述直线段上截点总数，但不包含所述直线段在异常晶粒上截点。
4.根据权利要求3所述的应用于PCB板的晶粒均匀性的评价方法，其特征在于，在求取所述晶粒的实际最大直径值Dmax和所述晶粒的实际平均直径值Daver的比值，记为均匀性因子V，判断所述均匀性因子V是否大于预设值；当所述均匀性因子V大于所述预设值时，将所述待检测铜标记为晶粒不均匀的铜；当所述均匀性因子V大于0且小于或等于所述预设值时，将所述待检测铜标记为晶粒均匀的铜的步骤包括：
所述均匀性因子的计算模型为：
Figure FDA0002606649190000031
当所述均匀性因子V大于1.5时，将所述待检测铜标记为晶粒不均匀的铜；
当所述均匀性因子V大于或等于1且小于或等于1.5时，将所述待检测铜标记为晶粒均匀的铜。
5.根据权利要求3所述的应用于PCB板的晶粒均匀性的评价方法，其特征在于，所述直线段包括所述SEM图片的对角线、所述SEM图片中分别连接相对的两条边的中点的直线段或与所述SEM图片中的与侧边平行的直线段中的一种或一种以上。
6.根据权利要求1所述的应用于PCB板的晶粒均匀性的评价方法，其特征在于，所述预设放大倍数为500-2000倍。
7.根据权利要求1所述的应用于PCB板的晶粒均匀性的评价方法，其特征在于，所述异常晶粒的平均直径的平均值的步骤包括：
选取所述异常晶粒中若干个不同的测量位置，获取所述异常晶粒在各个所述测量位置的直径值，去除直径的最大值和直径的最小值，剩下的直径值求取平均值得到所述异常晶粒的平均直径。
8.一种应用权利要求1至7任一项所述的应用于PCB板的晶粒均匀性的评价方法的评价系统，其特征在于，包括：
拍摄装置，所述拍摄装置用于拍摄待检测铜的SEM图片；
图片识别装置，所述图片识别装置能够识别所述SEM图片的晶粒轮廓；
计算装置，所述计算装置能够计算晶粒的实际最大直径值和晶粒的实际平均直径值，并求取所述晶粒的实际最大直径值Dmax和所述晶粒的实际平均直径值Daver的比值；
打标装置，所述打标装置用于在所述待检测铜上打印标记；及
控制装置，所述控制装置与所述拍摄装置、所述图片识别装置、所述计算装置及所述打标装置通信连接。
9.根据权利要求8所述的评价系统，其特征在于，所述图片识别装置还包括标尺识别器，所述标尺识别器用于识别所述SEM图片的比例标尺，所述计算装置还包括标尺计算器，所述标尺计算器用于计算所述SEM图片的比例标尺的实际长度。
10.根据权利要求8所述的评价系统，其特征在于，所述控制装置为PLC可编程控制器。
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