CN112304975A - 印刷电路板的检修方法及其系统 - Google Patents
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Abstract
一种印刷电路板的检修方法及其系统。印刷电路板的检修方法包括下列步骤：提供基板；在基板上布设导体线路；通过光学自动辨识程序对导体线路进行验证；对通过验证的导体线路，在接点位置覆盖金属接触层；在基板表面覆盖绝缘防护层；其中，当光学自动辨识程序判断导体线路具有瑕疵时，通过修复程序排除瑕疵。因此，能有效提高排除瑕疵的成功率、降低重工的成本并提升产品良率。
Description
技术领域
本发明涉及一种印刷电路板的检修方法及其系统，特别是涉及一种在印刷电路板的镀金制程之前针对线路进行检测及修补的方法及其系统。
背景技术
为了使集成电路(Integratedcircuit，简称IC)以及各式电子组件(例如：电阻、电容、电感)等稳固地相互连接，并通过彼此传输信号相互协作，在稳定的工作环境下执行各种功能，因此，在电子产品的生产过程中大多借由印刷电路板(PrintedCircuitBoard，简称PCB)来固定该等器件，并通过布设在PCB内部或表面的导体线路(例如铜箔导线)将不同功能的IC及电子组件相互连接。
在PCB的生产过程中，常常需要经过许多的加工步骤，例如裁板、内层线路蚀刻、内外层线路压合、钻孔、通孔镀铜、外层线路蚀刻、披覆防焊绿漆、接点加工以及文字印刷等，其生产工艺十分繁复。一般来说，为了确保后续完成的电子装置能正常运作，在完成PCB的生产制作后，会进行电路测试以确认各电路均能正常导通(例如通过飞针测试确认电性功能)，此外，在进行成形切割后、终检包装前，也会再次进行电路测试以淘汰不良品。
如同前述，在整个PCB的生产制作过程中，往往必须经过繁复的加工步骤，事实上，难以避免在加工过程中因为有脏污沾附至导线或是导线受力断裂，而影响电路板的电气特性。然而，过往在执行质量控管时，仅仅是在最终的电路测试阶段将不良品淘汰，此一做法不仅造成材料成本的负担，先前已进行的加工过程也被无形的浪费掉，而且废料的增加也会成为环境负担。
因此，如何通过生产流程的改良，提供一套印刷电路板的检修方法及其系统，以降低废料的比例，已成为该项事业所欲解决的重要课题之一。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种印刷电路板的检修方法及其系统，以改善现有技术所面临的各种问题。
为了解决上述的技术问题，本发明所采用的其中一技术方案是，提供一种印刷电路板的检修方法，所述检修方法包括下列步骤：提供一基板；在所述基板上布设至少一导体线路；通过一光学自动辨识程序对所述导体线路进行验证；对通过验证的所述导体线路，执行一表面处理程序，所述表面处理程序包括下列步骤：在至少一接点位置覆盖一金属接触层；在所述基板表面覆盖一绝缘防护层；其中，当所述光学自动辨识程序判断所述导体线路具有一瑕疵时，通过一修复程序排除所述瑕疵。
优选地，在所述光学自动辨识程序完成验证后，接续执行所述表面处理程序。
优选地，所述修复程序包括一激光修复程序。
优选地，所述激光修复程序包括通过一激光束移除位在所述基板上的至少一异物。
优选地，所述激光修复程序包括将一电镀液添加在所述导体线路的一断路瑕疵位置，并通过一激光束烧灼固化所述电镀液。
优选地，所述光学自动辨识程序包括以一线扫描式摄影机获取对应于所述导体线路的影像画面。
优选地，所述光学自动辨识程序包括以一面扫描式摄影机获取对应于所述导体线路的影像画面。
为了解决上述的技术问题，本发明所采用的另外一技术方案是，提供一种印刷电路板的检修系统，其包括一储存模块、一影像撷取模块、一控制模块、一修复模块以及一表面处理模块。其中，所述储存模块储存有一数据库，所述数据库纪录有至少一瑕疵特征。所述影像撷取模块用以撷取一影像画面，所述影像画面对应于一基板上布设的至少一导体线路。所述控制模块连接至所述储存模块以及所述影像撷取模块，且能读取所述数据库中的所述瑕疵特征，并根据所述瑕疵特征对获取自所述影像撷取模块的所述影像画面执行一光学自动辨识程序。所述修复模块与所述控制模块连接，当所述光学自动辨识程序判断所述导体线路具有一瑕疵时，所述修复模块被所述控制模块驱动以执行排除所述瑕疵之一修复程序。所述表面处理模块与所述控制模块连接，所述表面处理模块被所述控制模块驱动以执行一表面处理程序，所述表面处理程序包括下列步骤：覆盖至少一金属接触层在所述导体线路之一接点位置；覆盖一绝缘防护层在所述基板的表面。其中，所述控制模块先执行所述光学自动辨识程序，再驱动所述表面处理模块执行所述表面处理程序。
优选地，在所述光学自动辨识程序完成验证后，接续执行所述表面处理程序。
优选地，所述修复模块包括一激光发射单元。
优选地，所述控制模块驱动所述激光发射单元发射一激光束，以通过所述激光束移除位在所述基板上的至少一异物。
优选地，所述修复模块还包括一电镀液添加单元，所述控制模块驱动所述电镀液添加单元将一电镀液添加在所述导体线路的一断路瑕疵位置，并驱动所述激光发射单元发射一激光束，以通过所述激光束烧灼固化所述电镀液。
优选地，所述影像撷取模块包括一线扫描式摄影机。
优选地，所述影像撷取模块包括一面扫描式摄影机。
本发明的其中一有益效果在于，本发明所提供的印刷电路板的检修方法及其系统，其能通过“对通过验证的所述导体线路，执行一表面处理程序”(先执行所述光学自动辨识程序，再驱动所述表面处理模块执行所述表面处理程序)的技术方案，在一般印刷电路板的镀金制程之前，预先执行验证与修复工作，以提高排除瑕疵的成功率、降低重工的成本并提升产品良率。
为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1为导体线路具有瑕疵之印刷电路板尚未进行表面处理的示意图。
图2为导体线路的瑕疵未修复之印刷电路板进行表面处理后的示意图。
图3为本发明实施例的印刷电路板的检修系统组件方块图。
图4为本发明实施例的印刷电路板的检修方法流程示意图。
图5为导体线路的瑕疵经本发明修复的印刷电路板进行表面处理后的示意图。
具体实施方式
以下是通过特定的具体实例来说明本发明所公开有关“印刷电路板的检修方法及其系统”的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的构思下进行各种修改与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。
应当可以理解的是，虽然本文中可能会使用到“第一”、“第二”、“第三”等术语来描述各种组件或者信号，但这些组件或者信号不应受这些术语的限制。这些术语主要是用以区分一组件与另一组件，或者一信号与另一信号。另外，本文中所使用的术语“或”，应视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一个或者多个的组合。
请参阅图1至图3所示，图1为导体线路具有瑕疵之印刷电路板尚未进行表面处理的示意图；图2为导体线路的瑕疵未修复之印刷电路板进行表面处理后的示意图；图3为本发明实施例的印刷电路板的检修系统组件方块图。本发明的实施例提供一种印刷电路板的检修系统S，其应用在印刷电路板的检测与修复。请先参阅图1及2所示，一般而言，印刷电路板的制作过程中会取基板1(常见为铜箔基板)将其裁为适合各加工站制程的尺寸，并且在进行内层线路蚀刻、钻孔、通孔镀铜以及外层线路蚀刻等流程以形成导体线路11后，再进行表面处理以完成印刷电路板的初步加工。具体地说，前述表面处理的过程除了会在基板1的表面覆盖绝缘防护层12(一般常见为防焊绿漆)之外，还会针对导体线路11之接点位置111覆盖金属接触层13(例如通过镀金制程进行接点加工)，以提高产品的质量与耐用性。
虽然，在完成表面处理的流程后，会有通过各种检测项目进行产品的质量控管，然而，若在完成表面处理后才发现发生在导体线路11的异物D1或断路D2等瑕疵，往往无法进行重工修补，而只能够将不良品进行报废，如此，不但十分耗费成本也不环保。据此，在本发明的实施例中，通过检修系统S在进行镀金制程之前，对基板1上的导体线路11进行检测，以及时对其瑕疵进行修补。
请参阅图3所示，在本发明的实施例中，检修系统S主要通过光学自动辨识程序(AutomatedOpticalInspection，简称AOI)判断导体线路11是否具有瑕疵。进一步来说，在本实施例中，检修系统S包括影像撷取模块2、控制模块3、储存模块4、修复模块5以及表面处理模块6。检修系统S通过影像撷取模块2以撷取对应于基板1的影像画面，具体地说，检修系统S通过影像撷取模块2获取对应于基板1上布设的导体线路11的影像画面，以对导体线路11进行检测。在本发明可能的其中一实施例中，影像撷取模块2可以同时具备两个影像撷取单元，分别为线扫描式(Line-Scan)摄影机以及面扫描式(Area-Scan)摄影机，但本发明并不以此为限，实际施作时，当然也可以单独采用线扫描式摄影机、单独采用面扫描式摄影机、采用其他形式的摄影机或将上述任何形式的摄影机相互搭配，凡是可以获取影像以供执行AOI的任何功能模块，都可以被用在本发明检修系统S中的影像撷取模块2。
承上，控制模块3与影像撷取模块2以及储存模块4连接，以将获取自影像撷取模块2的影像画面与储存模块4中储存的瑕疵特征F1～Fn进行比对。在本实施例中，控制模块3可以是中央处理器(CentralProcessingUnit，简称CPU)或图形处理器(GraphicsProcessingUnit，GPU)，但本发明并不以此为限。此外，储存模块4可以是硬盘(HardDiskDrive，简称HDD)、固态硬盘(SolidStateDrive，简称SSD)、光储存媒体或闪存(Flashmemory)等具备储存功能的组件，但同样不以上述所列为限。
储存模块4储存有数据库41，数据库41纪录有瑕疵特征F1～Fn，以供在执行AOI的过程中据以判断影像撷取模块2所获取的影像画面是否具有了导体线路11上的瑕疵。有关数据库41中瑕疵特征F1～Fn的建立，传统上可以通过预先输入的数据做为比对样本，近年来随着机器学习(MachineLearning)技术的越趋成熟，将深度学习(DeepLearning)和影像辨识整合的技术，也时常被应用在质量管控上，而能够用以建立数据库41中的该等瑕疵特征F1～Fn。综上所述可知，在本实施例中，可以通过人工肉眼筛选出导体线路11上有瑕疵的样品，并将其拍摄成为瑕疵比对用的瑕疵影像画面，并将此影像画面做为数据库41中的瑕疵特征F1～Fn；此外，也可以是在前述瑕疵影像画面的基础上，通过标记、变形、影像调整与合并等过程，并馈入深度学习系统进行训练后，由机器自行运算所产生的比对用特征，本发明并不对数据库41中该等瑕疵特征F1～Fn的来源做限定。
如同前述，在本发明的实施例中，控制模块3能读取数据库41中的瑕疵特征F1～Fn，并根据瑕疵特征F1～Fn对获取自影像撷取模块2的影像画面执行AOI程序。当AOI程序判断导体线路11具有瑕疵时，便通过修复模块5执行排除瑕疵之修复程序。具体地说，本实施例的修复模块5包括激光发射单元51以及电镀液添加单元52，当AOI程序判断导体线路11具有异物D1或断路D2的瑕疵时，控制模块3即驱动修复模块5排除前述瑕疵。
以发现异物D1的瑕疵类型为例，当油污等物质沾染在导体线路11上，将会影响信号传输的质量，若是异物D1为良导体甚至可能造成线路短路等问题。因此，当控制模块3执行AOI程序，将获取自影像撷取模块2的影像画面与数据库41中的瑕疵特征F1～Fn进行比对，且判别影像画面中所具有的异物D1与瑕疵特征F1相互对应，则判别此导体线路11具备瑕疵，而进入修复程序。此时，通过控制模块3驱动激光发射单元51发射激光束，以通过激光束将位在基板1上的异物D1排除。值得一提的是，虽然本实施例中的修复模块5包括激光发射单元51以及电镀液添加单元52，但若所欲检修的瑕疵类仅限于异物D1排除，则修复模块5也可仅包括激光发射单元51，甚至将激光发射单元51改为超音波产生单元、紫外光产生单元等具备等效或类似功能的单元。
另一方面，以发现断路D2的瑕疵类型为例，当加工过程不慎造成导体线路11发生断线，无疑将会影响信号的正常传递。如同前述，当控制模块3通过AOI程序判别影像画面中所具有的断路D2与瑕疵特征F2相互对应，则进入修复程序。此时，先通过控制模块3驱动电镀液添加单元52将电镀液添加在导体线路11的断路D2瑕疵位置，再驱动激光发射单元51发射激光束，以通过激光束烧灼固化电镀液进而使原本断开的线路能够彼此导通。
在本实施例中，当控制模块3驱动修复模块5排除前述瑕疵后，可以继续或再次进行AOI验证，待确认导体线路11的质量都正常无瑕疵后，再接续进行后续加工步骤。
在本发明的优选实施例中，在确认完导体线路11无瑕疵后即接续进行表面处理程序。具体地说，在本发明的表面处理程序中至少会包括下列二步骤：覆盖金属接触层13在导体线路11之接点位置111；覆盖绝缘防护层12在基板1的表面。本发明不具体限定上述二步骤的先后顺序。
具体地说，在覆盖金属接触层13的步骤中，主要是针对导体线路11中用来连接其他组件的输入/输出接口(I/Oport)进行加工，常见的做法为各种镀金制程，实际应用上除了可通过直接电镀镍金的方式完成外，也可以先镀上镍之后，通过化学置换法制作出表面金层。通过在一般的铜线上镀上金层，除了可以提高抗磨、抗氧化等耐用特性之外，也可以提升信号传输的电气特性。
值得特别一提的是，相较于在完成整个印刷电路板的制作后，才通过电性测试确认电路有无断/短路的做法，由于本发明在执行接点加工以及披覆防焊绿漆(绝缘防护层12)前，就已经先对导体线路11的瑕疵进行验证，因此，不会有披覆绝缘防护层12后难以重工的问题。详细地说，若是在覆盖绝缘防护层12后才检测出瑕疵，其修复难度与成本均会明显提升，在过往印刷电路板本身材料成本相对较低的前提下，基于成本考虑，往往只能选择报废该不良品。然而，随着各种精密电子产品的需求，各种高规格、相对高成本的印刷电路板也越来越多，假使总是在最终检测发现问题后直接报废不良品，不但不环保也明显垫高了物料成本(即便相较于重工仍是较低的成本)。据此，倘若能在覆盖绝缘防护层12前预先检测出瑕疵，实时进行修复，将能够以极低的修复成本，避免物料的无谓浪费。
请参阅图4所示，图4为本发明实施例的印刷电路板的检修方法流程示意图。以下通过本发明的第二实施例，搭配其他各图式所示的组件编号，整理并简述本发明的印刷电路板的检修方法。
本发明的印刷电路板的检修方法包括下列步骤：
S100：提供基板1，进入步骤S101；
S101：在基板1上布设导体线路，进入步骤S102；
S102：通过AOI程序对导体线路11进行验证，如发现瑕疵，进入步骤S103；如未发现瑕疵，表示通过验证，进入步骤S104；
S103：通过修复程序排除瑕疵，回到步骤S102；
S104：对导体线路11执行表面处理程序，其包括下列步骤：在接点位置111覆盖金属接触层；在基板1表面覆盖绝缘防护层12。
如同前述，在步骤S100以及步骤S101中，先取适当尺寸的基板1进行加工，以形成导体线路11。接下来，在导体线路11完成后，在步骤S102通过AOI程序对导体线路11进行验证。经过AOI程序验证后，在发现瑕疵时，通过步骤S103的修复程序排除瑕疵；在确认导体线路11已无瑕疵时，执行表面处理程序。
在本发明的优选实施例中，在导体线路11完成验证后随即执行表面处理程序，执行镀金制程在导体线路11的接点位置111镀上金属接触层13(接点)。此一做法能有效避免在验证完成后，导体线路11又因为其他的加工步骤而被毁损，或加工过程中又有其他脏污掉落或沾附至导体线路11上。但是，本发明并不以此为限，只要AOI验证的程序在执行表面处理程序之前，即可合于本发明最基本的功效要求。
以下针对步骤S103的修复程序做进一步补充说明。在本发明的优选实施例中，修复程序可以是激光修复程序。更具体地说，可以通过激光束移除位在基板上异物，也可以是在添加电镀液在导体线路11的断路D2瑕疵位置后，通过激光束烧灼固化电镀液以修补导体线路11。
值得一提的是，如同前文已经提到的，在本发明可能的其中一实施例中，影像撷取模块2可以同时具备线扫描式摄影机以及面扫描式摄影机，具体应用到此第二实施例时，可以先采用线扫描式摄影机执行步骤S102的第一次检测，且在修复完成进行复检时，改采用面扫描式摄影机执行步骤S102的第二次以后的各次检测。或者，也可以在每次执行步骤S102的检测时都使用线扫描式摄影机，直到采用线扫描式摄影机进行AOI验证都判定无瑕疵而通过验证时，再改采面扫描式摄影机执行检测。如同本说明书一再强调的，以上所举的例子都只是本发明可能的几种施作方式，本发明并不具体限定影像撷取模块2所采用的摄影机类型，更不会具体限制其搭配方式以及用在执行影像撷取的顺序，此部分可由具体的操作者根据实际应用上的需要进行调整。
本发明的其中一有益效果在于，本发明所提供的印刷电路板的检修方法及其系统，在一般印刷电路板的镀金制程之前，预先执行验证与修复工作，以提高排除瑕疵的成功率、降低重工的成本并提升产品良率。
具体来说，请参阅图5所示，图5为导体线路11的瑕疵经本发明修复的印刷电路板进行表面处理后的示意图。相较于图2未经修复的印刷电路板，经本发明的印刷电路板的检修方法及其系统修复后的印刷电路板，印刷电路板上的导体线路11不具有导通复数线路的异物D1，也没有线路断路D2之问题，能避免在整个印刷电路板的制作都完成后才发现此类瑕疵，而必须报废整个印刷电路板，所造成的材料成本以及工时浪费等问题。
更进一步来说，在本发明的优选实施例中，当导体线路11完成验证后，随即覆盖防焊绿漆并执行镀金制程，因此能有效避免在验证完成后，又因为其他的加工步骤产生其他新的瑕疵。
以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的权利要求书的保护范围，所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含在本发明的权利要求书的保护范围内。
Claims (10)
1.一种印刷电路板的检修方法，其特征在于，所述印刷电路板的检修方法包括下列步骤：
提供一基板；
在所述基板上布设至少一导体线路；
通过一光学自动辨识程序对所述导体线路进行验证；
对通过验证的所述导体线路，执行一表面处理程序，所述表面处理程序包括下列步骤：
在至少一接点位置覆盖一金属接触层；以及
在所述基板表面覆盖一绝缘防护层；
其中，当所述光学自动辨识程序判断所述导体线路具有一瑕疵时，通过一修复程序排除所述瑕疵。
2.根据权利要求1所述的印刷电路板的检修方法，其特征在于，在所述光学自动辨识程序完成验证后，接续执行所述表面处理程序。
3.根据权利要求1所述的印刷电路板的检修方法，其特征在于，所述修复程序包括一激光修复程序。
4.根据权利要求3所述的印刷电路板的检修方法，其特征在于，所述激光修复程序包括通过一激光束移除位在所述基板上的至少一异物。
5.根据权利要求3所述的印刷电路板的检修方法，其特征在于，所述激光修复程序包括将一电镀液添加在所述导体线路的一断路瑕疵位置，并通过一激光束烧灼固化所述电镀液。
6.一种印刷电路板的检修系统，其特征在于，所述印刷电路板的检修系统包括：
一储存模块，储存有一数据库，所述数据库纪录有至少一瑕疵特征；
一影像撷取模块，用以撷取一影像画面，所述影像画面对应于一基板上布设的至少一导体线路；
一控制模块，连接至所述储存模块以及所述影像撷取模块，所述控制模块能读取所述数据库中的所述瑕疵特征，并根据所述瑕疵特征对获取自所述影像撷取模块的所述影像画面执行一光学自动辨识程序；
一修复模块，其与所述控制模块连接，当所述光学自动辨识程序判断所述导体线路具有一瑕疵时，所述修复模块被所述控制模块驱动以执行排除所述瑕疵之一修复程序；以及
一表面处理模块，其与所述控制模块连接，所述表面处理模块被所述控制模块驱动以执行一表面处理程序，所述表面处理程序包括下列步骤：
覆盖至少一金属接触层在所述导体线路之一接点位置；以及
覆盖一绝缘防护层在所述基板的表面；
其中，所述控制模块先执行所述光学自动辨识程序，才驱动所述表面处理模块执行所述表面处理程序。
7.根据权利要求6所述的印刷电路板的检修系统，其特征在于，在所述光学自动辨识程序完成验证后，接续执行所述表面处理程序。
8.根据权利要求6所述的印刷电路板的检修系统，其特征在于，所述修复模块包括一激光发射单元。
9.根据权利要求8所述的印刷电路板的检修系统，其特征在于，所述控制模块驱动所述激光发射单元发射一激光束，以通过所述激光束移除位在所述基板上的至少一异物。
10.根据权利要求8所述的印刷电路板的检修系统，其特征在于，所述修复模块还包括一电镀液添加单元，所述控制模块驱动所述电镀液添加单元将一电镀液添加在所述导体线路的一断路瑕疵位置，并驱动所述激光发射单元发射一激光束，以通过所述激光束烧灼固化所述电镀液。
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