CN109737878B - 层间偏移量的测量方法及测量系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种层间偏移的测量方法及测量系统；该层间偏移的测量方法包括：获取电路板纵向截面的金相图片，得到电路板中至少两层铜层的分布图；在金相图片中设置参考线；获取每一层铜层在宽度方向的中线至参考线的最短距离值，记为Li，其中，i＝1、2、3…n，n为铜层的层数；以其中一层铜层为参考层，并以参考层在宽度方向的中线至参考线的最短距离值为参考值，记为H，记其余铜层在宽度方向的中线至参考线的最短距离值Kj，其中j＝1、2、3…m，m＝n‑1，计算其余铜层在宽度方向的中线至参考线的最短距离值与参考值的差值，记为偏移值δj，则δj＝Kj‑H；该层间偏移量的测量方法能够精确测量层间偏移量。

Description

层间偏移量的测量方法及测量系统

技术领域

本发明涉及印制电路板技术领域，特别是涉及一种层间偏移量的测量方法及测量系统。

背景技术

多层板在双面板的基础上，增加半固化片PP和铜箔，通过高温高压压合之后，再通过PTH孔的导通各层，使多层之间信号联通，从而实现其电气性能。因此各层线路铜箔的连接点和孔之间的偏移就要求控制在一定的范围内，偏移过大就很可能导致产品短路、开路报废、电气性能受损等。

在生产过程中，曝光偏位、钻靶偏位、板材涨缩、压合偏位、钻孔偏位等多会导致层间偏移。传统的测量方法，通过测量过孔盘之间的偏移或者孔口之间的偏移，当过孔盘尺寸不一样、过孔盘层间蚀刻量差异、孔径大小加工差异时，用此方法得出的层间偏移就会有误差，影响测量结果。

发明内容

基于此，针对传统的层间偏移量的测量方法在测量层间偏移时存在误差，影响测量结果的问题；提出一种层间偏移量的测量方法及测量系统；该层间偏移量的测量方法能够精确测量层间偏移量；该测量系统能够提升测量的精确性，降低测量误差。

具体技术方案如下：

一种层间偏移量的测量方法，包括：

获取电路板纵向截面的金相图片，得到所述电路板中至少两层铜层的分布图；

在所述金相图片中设置参考线；

获取每一层所述铜层在宽度方向上的其中一个端部至所述参考线的最短距离值，记为X_1i，获取所述铜层在宽度方向上相对的另一个端部至所述参考线的最短距离值，记为X_2i，则每一层所述铜层在宽度方向的中线至所述参考线的最短距离值L_i＝X_2i-0.5x(X_1i+X_2i)，其中，i＝1、2、3…n，n为所述铜层的层数；

以其中一层所述铜层为参考层，并以所述参考层在宽度方向的中线至所述参考线的最短距离值为参考值，记为H，记其余所述铜层在宽度方向的中线至所述参考线的最短距离值K_j，其中j＝1、2、3…m，m＝n-1，分别计算其余所述铜层在宽度方向的中线至所述参考线的最短距离值与所述参考值的差值，记为偏移值δ_j，则δ_j＝K_j-H。

上述层间偏移量的测量方法在使用时，通过获取电路板纵向截面的金相图片，得到所述电路板中至少两层铜层的分布图，随后在所述金相图片上设置参考线，并计算每一层所述铜层在宽度方向的中线至所述参考线的最短距离值，记为L_i，其中，i＝1、2、3…n，n为所述铜层的层数，并以其中一层所述铜层为参考层，并以所述参考层在宽度方向的中线至所述参考线的最短距离值为参考值，记为H，同时计算其余所述铜层在宽度方向的中线至所述参考线的最短距离值K_j，其中j＝1、2、3…m，m＝n-1，最后计算其余所述铜层在宽度方向的中线至所述参考线的最短距离值与所述参考值的差值，进而得出其余所述铜层相对参考层的偏移值δ_j，相比传统的计算方法，本申请的层间偏移量的测量方法避免了当过孔盘尺寸不一样、过孔盘层间蚀刻量差异、孔径大小加工差异时，得出的层间偏移值存在误差的问题，提升了测量的准确度。

下面进一步对技术方案进行说明：

在其中一个实施例中，所述参考线与所述金相图片宽度方向上的边缘平行或近似平行。

在其中一个实施例中，所述参考线为所述金相图片在宽度方向上的中线。

在其中一个实施例中，在获取每一层所述铜层在宽度方向上的其中一个端部至所述参考线的最短距离值的步骤中包括：

在每一层所述铜层在宽度方向上的其中一个端部上选取若干个第二计算点，计算各个所述第二计算点至所述参考线的最短距离值；

计算所有所述第二计算点至所述参考线的最短距离值的平均值，记为每一层所述铜层在宽度方向上的其中一个端部至所述参考线的最短距离值。

在其中一个实施例中，在获取每一层所述铜层在宽度方向上的另一个端部至所述参考线的最短距离值的步骤中包括：

在每一层所述铜层在宽度方向上的另一个端部上选取若干个第三计算点，计算各个所述第三计算点至所述参考线的最短距离值；

计算所有所述第三计算点至所述参考线的最短距离值的平均值，记为每一层所述铜层在宽度方向上的另一个端部至所述参考线的最短距离值。

在其中一个实施例中，所述金相图片的放大倍数为100-200倍。

另一方面，本申请还涉及一种应用上述任一实施例中的层间偏移量的测量方法的测量系统，包括：拍摄装置，所述拍摄装置用于拍摄电路板纵向截面的金相图片；图片识别装置，所述图片识别装置能够识别所述金相图片的铜层轮廓；计算装置，所述计算装置包括标记单元和计算单元，所述标记单元用于标记参考线及参考层，所述计算单元用于计算每一层所述铜层在宽度方向的中线至所述参考线的最短距离值及计算除去所述参考层外的其余所述铜层在宽度方向的中线至所述参考线的最短距离值与参考值的差值；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、所述标记单元及所述计算单元通信连接。

上述测量系统在使用时，通过控制装置控制拍摄装置拍摄电路板纵向截面的金相图片，并通过图片识别装置得到至少两层铜层的分布图；通过控制装置控制所述标记单元标记参考线及参考层，并控制所述计算单元计算每一层所述铜层在宽度方向的中线至所述参考线的最短距离值及计算其余所述铜层在宽度方向的中线至所述参考线的最短距离值与所述参考值的差值，进而得出其余所述铜层相对参考层的偏移值δ_j，相比传统的测量系统，本申请的测量系统避免了当过孔盘尺寸不一样、过孔盘层间蚀刻量差异、孔径大小加工差异时，得出的层间偏移值存在误差的问题，提升了测量的准确度。

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金相图片的比例标尺，所述计算装置还包括标尺计算单元，所述标尺计算单元用于计算所述金相图片的比例标尺的实际长度。

附图说明

图1为电路板纵向截面的示意图；

图2为层间偏移量的测量方法的流程图。

附图标记说明：

110、第一铜层，120、第二铜层，130、第三铜层，140、第四铜层，150、第五铜层、200、参考线。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”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。当元件被称为“固设于”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。

有必要指出的是，当元件被称为“固设于”另一元件时，两个元件可以是一体的，也可以是两个元件之间可拆卸连接。

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地实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

此外，还需要理解的是，在本实施例中，术语“下”、“上”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”、“顶”、“底”、“一侧”、“另一侧”、“一端”、“另一端”、等所指示的位置关系为基于附图所示的位置关系；“第一”、“第二”等术语，是为了区分不同的结构部件。这些术语仅为了便于描述本发明和简化描述，不能理解为对本发明的限制。

如图1和图2所示，一实施例中的一种层间偏移量的测量方法，包括：

S100：获取电路板纵向截面的金相图片，得到电路板中至少两层铜层的分布图；具体地，可以通过拍摄装置，如金相显微镜等获取电路板纵向截面的金相图，进而得到电路板中至少两层铜层的分布图。

S200：在金相图片中设置参考线；具体地，可以通过打标装置标记、或者在相应的计算软件上标记，或者是手动标记等方法在金相图片上设置参考线。

S300：获取每一层铜层在宽度方向的中线至参考线的最短距离值，记为L_i，其中，i＝1、2、3…n，n为铜层的层数；具体地，可以通过相应的计算装置或者是计算软件等计算方法计算每一层铜层在宽度方向的中线至参考线的最短距离值。

S400：以其中一层铜层为参考层，并以参考层在宽度方向的中线至参考线的最短距离值为参考值，记为H，记其余铜层在宽度方向的中线至参考线的最短距离值K_j，其中j＝1、2、3…m，m＝n-1，分别计算其余铜层在宽度方向的中线至参考线的最短距离值与参考值的差值，记为偏移值δ_j，则δ_j＝K_j-H。具体地，可以通过打标装置标记或者在相应的计算软件上标记出参考层，并通过相应的计算装置或者计算软件计算其余铜层在宽度方向的中线至参考线的最短距离值K_j，计算其余铜层在宽度方向的中线至参考线的最短距离值与参考值的差值，进而得出其余铜层相对参考层的偏移值δ_j。

上述层间偏移量的测量方法在使用时，通过获取电路板纵向截面的金相图片，得到电路板中至少两层铜层的分布图，随后在金相图片上设置参考线，并计算每一层铜层在宽度方向的中线至参考线的最短距离值，记为L_i，其中，i＝1、2、3…n，n为铜层的层数，并以其中一层铜层为参考层，并以参考层在宽度方向的中线至参考线的最短距离值为参考值，记为H，同时计算其余铜层在宽度方向的中线至参考线的最短距离值K_j，其中j＝1、2、3…m，m＝n-1，最后计算其余铜层在宽度方向的中线至参考线的最短距离值与参考值的差值，进而得出其余铜层相对参考层的偏移值δ_j，相比传统的计算方法，本申请的层间偏移量的测量方法避免了当过孔盘尺寸不一样、过孔盘层间蚀刻量差异、孔径大小加工差异时，得出的层间偏移值存在误差的问题，提升了测量的准确度。

在上述实施例的基础上，参考线与金相图片宽度方向上的边缘平行或近似平行。如此，当参考线与金相图片宽度方向上的边缘平行或近似平行时，避免在计算时换算，带来额外的计算误差，进而可以提升测量的精确度；有必要指出地是，当参考线与金相图片宽度方向上的边缘的夹角在5°内时，认为参考线与金相图片宽度方向上的边缘近似平行。

具体到本次实施例中，参考线为金相图片在宽度方向上的中线。如此，参考线能够横穿所有铜层，进而，不需要额外换算，且可以避免因每一层铜层长度的不同带来的计算误差问题。

在本次实施例中，在获取每一层铜层在宽度方向的中线至参考线的最短距离值的步骤中包括：

在每一层铜层在宽度方向的中线上选取若干个第一计算点，计算各个第一计算点至参考线的最短距离值；具体地，可以通过计算装置等计算工具计算各个第一计算点至参考线的最短距离值，进而，提供更多的计算样本，提升测量的精确性。

计算所有第一计算点至参考线的最短距离值的平均值，记为每一层铜层在宽度方向的中线至参考线的最短距离值。具体地，可以通过计算装置等计算工具所有第一计算点至参考线的最短距离值的平均值，如此，通过多次测量求取平均值的方式得出每一层铜层在宽度方向的中线至参考线的最短距离值，可以提升测量精度。

如图1和图2所示，当然了，在其他实施例中，在获取每一层铜层在宽度方向的中线至参考线的最短距离值的步骤中还可以包括：

获取每一层铜层在宽度方向上的其中一个端部至参考线的最短距离值，记为X_1i，获取铜层在宽度方向上相对的另一个端部至参考线的最短距离值，记为X_2i，记每一层铜层在宽度方向的中线至参考线的最短距离值L_i，则L_i-＝X_2i-0.5x(X_1i+X_2i)。具体的，可以通过计算装置等其他计算工具计算每一层铜层在宽度方向上的其中一个端部至参考线的最短距离值，及计算铜层在宽度方向上相对的另一个端部至参考线的最短距离值，并按公式：L_i＝X_2i-0.5x(X_1i+X_2i)计算得出每一层铜层在宽度方向的中线至参考线的最短距离值。

具体到本次实施例中，在获取每一层铜层在宽度方向上的其中一个端部至参考线的最短距离值的步骤中包括：

在每一层铜层在宽度方向上的其中一个端部上选取若干个第二计算点，计算各个第二计算点至参考线的最短距离值；具体地，可以通过计算装置等计算工具计算各个第二计算点至参考线的最短距离值，进而，提供更多的计算样本，提升测量的精确性。

计算所有第二计算点至参考线的最短距离值的平均值，记为每一层铜层在宽度方向上的其中一个端部至参考线的最短距离值。具体地，可以通过计算装置等计算工具计算所有第二计算点至参考线的最短距离值的平均值，如此，通过多次测量求取平均值的方式得出每一层铜层在宽度方向上的其中一个端部至参考线的最短距离值，可以提升测量精度。

在本次实施例中，在获取每一层铜层在宽度方向上的另一个端部至参考线的最短距离值的步骤中包括：

在每一层铜层在宽度方向上的另一个端部上选取若干个第三计算点，计算各个第三计算点至参考线的最短距离值；具体地，可以通过计算装置等计算工具计算各个第三计算点至参考线的最短距离值，进而，提供更多的计算样本，提升测量的精确性。

计算所有第三计算点至参考线的最短距离值的平均值，记为每一层铜层在宽度方向上的另一个端部至参考线的最短距离值。可以通过计算装置等计算工具计算所有第三计算点至参考线的最短距离值的平均值，如此，通过多次测量求取平均值的方式得出每一层铜层在宽度方向上的其中一个端部至参考线的最短距离值，可以提升测量精度。

在上述任一实施例的基础上，金相图片的放大倍数为100-200倍。如此，在该放大倍数下，铜层分布清晰，测量更加精确。当放大倍数小于100倍时，在显微镜下，铜层较为密集，难以测量偏移量，如果放大倍数大于200倍时，铜层尺寸偏大，难以测量。

在其中一个实施例中，以金相图片宽度方向上的中线为参考线200，计算了第一铜层110、第二铜层120、第三铜层130、第四铜层140及第五铜层150中相对的两端至参考线的最短距离值，并计算了分别以第一铜层110、第二铜层120、第三铜层130、第四铜层140及第五铜层150为参考层，其余铜层相对参考层的偏移量。

表1层间偏移量计算结果

当第一铜层110为参考层时，第二铜层120、第三铜层130、第四铜层140及第五铜层150相对第一铜层的偏移量分别为：-4.2um、-12.6um、-8.7um及-0.3um；

当第二铜层120为参考层时，第一铜层110、第三铜层130、第四铜层140及第五铜层150相对第二铜层120的偏移量分别为：4.2um、-8.4um、-4.5um及3.9um；

当第三铜层130为参考层时，第一铜层110、第二铜层120、第四铜层140及第五铜层150相对第三铜层130的偏移量分别为：12.6um、8.4um、3.9um及12.3um；

当第四铜层140为参考层时，第一铜层110、第二铜层120、第三铜层130及第五铜层150相对第四铜层140的偏移量分别为：8.7um、4.5um、-3.9um及8.4um。

当第五铜层150为参考层时，第一铜层110、第二铜层120、第三铜层130及第四铜层140相对第五铜层150的偏移量分别为：0.3um、-3.9um、-12.3um及-8.4um。

有必要指出的是，L_i中的正负数代表的是铜层在宽度方向的中线相对参考线的位置关系；且当其中一层铜层为参考层时，此时该铜层的层间偏移量为0。

另一方面，本申请还涉及一种测量系统，一实施例中的测量系统包括：拍摄装置，拍摄装置用于拍摄电路板纵向截面的金相图片；图片识别装置，图片识别装置能够识别金相图片的铜层轮廓；计算装置，计算装置包括标记单元和计算单元，标记单元用于标记参考线及参考层，计算单元用于计算每一层铜层在宽度方向的中线至参考线的最短距离值及计算除去参考层外的其余铜层在宽度方向的中线至参考线的最短距离值与参考值的差值；及控制装置，控制装置与拍摄装置、图片识别装置、标记单元及计算单元通信连接。

上述测量系统在使用时，通过控制装置控制拍摄装置拍摄电路板纵向截面的金相图片，并通过图片识别装置得到至少两层铜层的分布图；通过控制装置控制标记单元标记参考线及参考层，并控制计算单元计算每一层铜层在宽度方向的中线至参考线的最短距离值、计算参考层在宽度方向的中线至参考线的最短距离值为参考值及计算其余铜层在宽度方向的中线至参考线的最短距离值与参考值的差值，进而得出其余铜层相对参考层的偏移值δ_j，相比传统的测量系统，本申请的测量系统避免了当过孔盘尺寸不一样、过孔盘层间蚀刻量差异、孔径大小加工差异时，得出的层间偏移值存在误差的问题，提升了测量的准确度。具体地，控制装置可以是单片机或者是其他微控制单元。

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金相图片的比例标尺，计算装置还包括标尺计算单元，标尺计算单元用于计算金相图片的比例标尺的实际长度。如此，通过标尺识别器识别金相图片上的比例标尺，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金相图片的放大比例，进而可以求出实际的偏移量。

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 (8)

1.一种层间偏移量的测量方法，其特征在于，包括：

获取电路板纵向截面的金相图片，得到所述电路板中至少两层铜层的分布图；

在所述金相图片中设置参考线；

获取每一层所述铜层在宽度方向上的其中一个端部至所述参考线的最短距离值，记为X_1i，获取所述铜层在宽度方向上相对的另一个端部至所述参考线的最短距离值，记为X_2i，则每一层所述铜层在宽度方向的中线至所述参考线的最短距离值L_i＝X_2i-0.5x(X_1i+X_2i)，其中，i＝1、2、3…n，n为所述铜层的层数；

以其中一层所述铜层为参考层，并以所述参考层在宽度方向的中线至所述参考线的最短距离值为参考值，记为H，记其余所述铜层在宽度方向的中线至所述参考线的最短距离值K_j，其中j＝1、2、3…m，m＝n-1，分别计算其余所述铜层在宽度方向的中线至所述参考线的最短距离值与所述参考值的差值，记为偏移值δ_j，则δ_j＝K_j-H。

2.根据权利要求1所述的层间偏移量的测量方法，其特征在于，所述参考线与所述金相图片宽度方向上的边缘平行或近似平行。

3.根据权利要求2所述的层间偏移量的测量方法，其特征在于，所述参考线为所述金相图片在宽度方向上的中线。

4.根据权利要求1所述的层间偏移量的测量方法，其特征在于，在获取每一层所述铜层在宽度方向上的其中一个端部至所述参考线的最短距离值的步骤中包括：

在每一层所述铜层在宽度方向上的其中一个端部上选取若干个第二计算点，计算各个所述第二计算点至所述参考线的最短距离值；

计算所有所述第二计算点至所述参考线的最短距离值的平均值，记为每一层所述铜层在宽度方向上的其中一个端部至所述参考线的最短距离值。

5.根据权利要求1所述的层间偏移量的测量方法，其特征在于，在获取每一层所述铜层在宽度方向上的另一个端部至所述参考线的最短距离值的步骤中包括：

在每一层所述铜层在宽度方向上的另一个端部上选取若干个第三计算点，计算各个所述第三计算点至所述参考线的最短距离值；

计算所有所述第三计算点至所述参考线的最短距离值的平均值，记为每一层所述铜层在宽度方向上的另一个端部至所述参考线的最短距离值。

6.根据权利要求1至5任一项所述的层间偏移量的测量方法，其特征在于，所述金相图片的放大倍数为100-200倍。

7.一种应用权利要求1至6任一项所述的层间偏移量的测量方法的测量系统，其特征在于，包括：

拍摄装置，所述拍摄装置用于拍摄电路板纵向截面的金相图片；

图片识别装置，所述图片识别装置能够识别所述金相图片的铜层轮廓；

计算装置，所述计算装置包括标记单元和计算单元，所述标记单元用于标记参考线及参考层，所述计算单元用于计算每一层所述铜层在宽度方向的中线至所述参考线的最短距离值及计算除去所述参考层外的其余所述铜层在宽度方向的中线至所述参考线的最短距离值与参考值的差值；

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、所述标记单元及所述计算单元通信连接。

8.根据权利要求7所述的测量系统，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金相图片的比例标尺，所述计算装置还包括标尺计算单元，所述标尺计算单元用于计算所述金相图片的比例标尺的实际长度。

Images