TW202104876A - 印刷電路板的檢修方法及其系統 - Google Patents

Abstract

本發明公開一種印刷電路板的檢修方法及其系統。印刷電路板的檢修方法包括下列步驟：提供基板。於基板上佈設導體線路。通過光學自動辨識程序對導體線路進行驗證。對通過驗證的導體線路，於接點位置覆蓋金屬接觸層。於基板表面覆蓋絕緣防護層。其中，當光學自動辨識程序判斷導體線路具有瑕疵時，通過修復程序排除瑕疵。藉此，能有效提高排除瑕疵的成功率、降低重工的成本並提升產品良率。

Description

印刷電路板的檢修方法及其系統

本發明涉及一種印刷電路板的檢修方法及其系統，特別是涉及一種在印刷電路板的鍍金製程之前針對線路進行檢測及修補的方法及其系統。

為了使積體電路（Integrated circuit ，簡稱IC）以及各式電子元件（例如：電阻、電容、電感）等穩固地相互連接，並通過彼此傳輸訊號相互協作，在穩定的工作環境下執行各種功能，因此，在電子產品的生產過程中大多藉由印刷電路板（Printed Circuit Board，簡稱PCB）來固定該等器件，並通過佈設於PCB內部或表面的導體線路（例如銅箔導線）將不同功能的IC及電子元件相互連接。

在PCB的生產過程中，常常需要經過許多的加工步驟，例如裁板、內層線路蝕刻、內外層線路壓合、鑽孔、通孔鍍銅、外層線路蝕刻、披覆防焊綠漆、接點加工以及文字印刷等，其生產工藝十分繁複。一般來說，為了確保後續完成的電子裝置能正常運作，在完成PCB的生產製作後，會進行電路測試以確認各電路均能正常導通（例如通過飛針測試確認電性功能），此外，在進行成形切割後終檢包裝前，也會再次進行電路測試以淘汰不良品。

如同前述，在整個PCB的生產製作過程中，往往必須經過繁複的加工步驟，事實上，難以避免在加工過程中因為有髒污沾附至導線或是導線受力斷裂，而影響電路板的電氣特性。然而，過往在執行品質控管時，僅僅是在最終的電路測試階段將不良品淘汰，此一做法不僅造成材料成本的負擔，先前已進行的加工過程也被無形的浪費掉，而且廢料的增加也會成為環境負擔。

故，如何通過生產流程的改良，提供一套印刷電路板的檢修方法及其系統，以降低廢料的比例，已成為該項事業所欲解決的重要課題之一。

本發明所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種印刷電路板的檢修方法及其系統，以改善現有技術所面臨的各種問題。

為了解決上述的技術問題，本發明所採用的其中一技術方案是，提供一種印刷電路板的檢修方法，所述檢修方法包括下列步驟：提供一基板。於所述基板上佈設至少一導體線路。通過一光學自動辨識程序對所述導體線路進行驗證。對通過驗證的所述導體線路，執行一表面處理程序，所述表面處理程序包括下列步驟：於至少一接點位置覆蓋一金屬接觸層；於所述基板表面覆蓋一絕緣防護層。其中，當所述光學自動辨識程序判斷所述導體線路具有一瑕疵時，通過一修復程序排除所述瑕疵。

較佳地，在所述光學自動辨識程序完成驗證後，接續執行所述表面處理程序。

較佳地，所述修復程序包括一雷射修復程序。

較佳地，所述雷射修復程序包括通過一雷射光束移除位在所述基板上的至少一異物。

較佳地，所述雷射修復程序包括將一電鍍液添加於所述導體線路的一斷路瑕疵位置，並通過一雷射光束燒灼固化所述電鍍液。

所述光學自動辨識程序包括以一線掃描式攝影機獲取對應於所述導體線路的影像畫面。

所述光學自動辨識程序包括以一面掃描式攝影機獲取對應於所述導體線路的影像畫面。

為了解決上述的技術問題，本發明所採用的另外一技術方案是，提供一種印刷電路板的檢修系統，其包括一儲存模組、一影像擷取模組、一控制模組、一修復模組以及一表面處理模組。其中，所述儲存模組儲存有一資料庫，所述資料庫紀錄有至少一瑕疵特徵。所述影像擷取模組用以擷取一影像畫面，所述影像畫面對應於一基板上佈設的至少一導體線路。所述控制模組連接至所述儲存模組以及所述影像擷取模組，且能讀取所述資料庫中的所述瑕疵特徵，並根據所述瑕疵特徵對獲取自所述影像擷取模組的所述影像畫面執行一光學自動辨識程序。所述修復模組與所述控制模組連接，當所述光學自動辨識程序判斷所述導體線路具有一瑕疵時，所述修復模組被所述控制模組驅動以執行排除所述瑕疵之一修復程序。所述表面處理模組與所述控制模組連接，所述表面處理模組被所述控制模組驅動以執行一表面處理程序，所述表面處理程序包括下列步驟：覆蓋至少一金屬接觸層於所述導體線路之一接點位置；覆蓋一絕緣防護層於所述基板的表面。其中，所述控制模組先執行所述光學自動辨識程序，始驅動所述表面處理模組執行所述表面處理程序。

較佳地，在所述光學自動辨識程序完成驗證後，接續執行所述表面處理程序。

較佳地，所述修復模組包括一雷射光發射單元。

較佳地，所述控制模組驅動所述雷射光發射單元發射一雷射光束，以通過所述雷射光束移除位在所述基板上的至少一異物。

較佳地，所述修復模組還包括一電鍍液添加單元，所述控制模組驅動所述電鍍液添加單元將一電鍍液添加於所述導體線路的一斷路瑕疵位置，並驅動所述雷射光發射單元發射一雷射光束，以通過所述雷射光束燒灼固化所述電鍍液。

較佳地，所述影像擷取模組包括一線掃描式攝影機。

較佳地，所述影像擷取模組包括一面掃描式攝影機。

本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的印刷電路板的檢修方法及其系統，其能通過“對通過驗證的所述導體線路，執行一表面處理程序”（先執行所述光學自動辨識程序，始驅動所述表面處理模組執行所述表面處理程序）的技術方案，在一般印刷電路板的鍍金製程之前，預先執行驗證與修復工作，以提高排除瑕疵的成功率、降低重工的成本並提升產品良率。

為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。

以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關“印刷電路板的檢修方法及其系統”的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。

應當可以理解的是，雖然本文中可能會使用到“第一”、“第二”、“第三”等術語來描述各種元件或者信號，但這些元件或者信號不應受這些術語的限制。這些術語主要是用以區分一元件與另一元件，或者一信號與另一信號。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。

[第一實施例]

請參閱圖1至圖3所示，圖1為導體線路具有瑕疵之印刷電路板尚未進行表面處理的示意圖；圖2為導體線路的瑕疵未修復之印刷電路板進行表面處理後的示意圖；圖3為本發明實施例的印刷電路板的檢修系統元件方塊圖。本發明的實施例提供一種印刷電路板的檢修系統S，其應用於印刷電路板的檢測與修復。請先參閱圖1及2所示，一般而言，印刷電路板的製作過程中會取基板1（常見為銅箔基板）將其裁為適合各加工站製程的尺寸，並且在進行內層線路蝕刻、鑽孔、通孔鍍銅以及外層線路蝕刻等流程以形成導體線路11後，再進行表面處理以完成印刷電路板的初步加工。具體地說，前述表面處理的過程除了會在基板1的表面覆蓋絕緣防護層12（一般常見為防焊綠漆）之外，還會針對導體線路11之接點位置111覆蓋金屬接觸層13（例如通過鍍金製程進行接點加工），以提高產品的品質與耐用性。

雖然，在完成表面處理的流程後，會有通過各種檢測項目進行產品的品質控管，然而，若在完成表面處理後才發現發生於導體線路11的異物D1或斷路D2等瑕疵，往往無法進行重工修補，而只能夠將不良品進行報廢，如此，不但十分耗費成本也不環保。據此，在本發明的實施例中，通過檢修系統S在進行鍍金製程之前，對基板1上的導體線路11進行檢測，及時對其瑕疵進行修補。

請參閱圖3所示，在本發明的實施例中，檢修系統S主要通過光學自動辨識程序（Automated Optical Inspection，簡稱AOI）判斷導體線路11是否具有瑕疵。更進一步來說，在本實施例中，檢修系統S包括影像擷取模組2、控制模組3、儲存模組4、修復模組5以及表面處理模組6。檢修系統S通過影像擷取模組2以擷取應於基板1的影像畫面，更具體地說，檢修系統S通過影像擷取模組2獲取對應於基板1上佈設的導體線路11的影像畫面，以對導體線路11進行檢測。在本發明可能的其中一實施例中，影像擷取模組2可以同時具備兩個影像擷取單元，分別為線掃描式（Line-Scan）攝影機以及面掃描式（Area-Scan）攝影機，但本發明並不以此為限，實際施作時，當然也可以單獨採用線掃描式攝影機、單獨採用面掃描式攝影機、採用其他形式的攝影機或將上述任何形式的攝影機相互搭配，凡是可以獲取影像以供執行AOI的任何功能模組，都可以被用於本發明檢修系統S中的影像擷取模組2。

承上，控制模組3與影像擷取模組2以及儲存模組4連接，以將獲取自影像擷取模組2的影像畫面與儲存模組4中儲存的瑕疵特徵F1~Fn進行比對。在本實施例中，控制模組3可以是中央處理器（Central Processing Unit，簡稱CPU）或圖形處理器（Graphics Processing Unit，GPU），但本發明並不以此為限。此外，儲存模組4可以是硬碟（Hard Disk Drive，簡稱HDD）、固態硬碟（Solid State Drive，簡稱SSD）、光儲存媒體或快閃記憶體（Flash memory）等具備儲存功能的元件，但同樣不以上述所列為限。

儲存模組4儲存有資料庫41，資料庫41紀錄有瑕疵特徵F1~Fn，以供在執行AOI的過程中據以判斷影像擷取模組2所獲取的影像畫面是否包含了導體線路11上的瑕疵。有關資料庫41中瑕疵特徵F1~Fn的建立，傳統上可以通過預先輸入的數據做為比對樣本，近年來隨著機器學習（Machine Learning）技術的越趨成熟，將深度學習（Deep Learning）和影像辨識整合的技術，也時常被應用在品質管控上，而能夠用以建立資料庫41中的該等瑕疵特徵F1~Fn。綜上所述可知，在本實施例中，可以通過人工肉眼篩選出導體線路11上有瑕疵的樣品，並將其拍攝成為瑕疵比對用的瑕疵影像畫面，並將此影像畫面做為資料庫41中的瑕疵特徵F1~Fn；此外，也可以是在前述瑕疵影像畫面的基礎上，通過標記、變形、影像調整與合併等過程，並饋入深度學習系統進行訓練後，由機器自行運算所產生的比對用特徵，本發明並不對資料庫41中該等瑕疵特徵F1~Fn的來源做限定。

如同前述，在本發明的實施例中，控制模組3能讀取資料庫41中的瑕疵特徵F1~Fn，並根據瑕疵特徵F1~Fn對獲取自影像擷取模組2的影像畫面執行AOI程序。當AOI程序判斷導體線路11具有瑕疵時，便通過修復模組5執行排除瑕疵之修復程序。具體地說，本實施例的修復模組5包括雷射光發射單元51以及電鍍液添加單元52，當AOI程序判斷導體線路11具有異物D1或斷路D2的瑕疵時，控制模組3即驅動修復模組5排除前述瑕疵。

以發現異物D1的瑕疵類型為例，當油汙等物質沾染在導體線路11上，將會影響訊號傳輸的品質，若是該異物D1為良導體甚至可能造成線路短路等問題。因此，當控制模組3執行AOI程序，將獲取自影像擷取模組2的影像畫面與資料庫41中的瑕疵特徵F1~Fn進行比對，且判別影像畫面中所包含的異物D1與瑕疵特徵F1相互對應，則判別此導體線路11具備瑕疵，而進入修復程序。此時，便藉由控制模組3驅動雷射光發射單元51發射雷射光束，以通過雷射光束將位在基板1上的異物D1排除。值得一提的是，雖然本實施例中的修復模組5包括雷射光發射單元51以及電鍍液添加單元52，但若所欲檢修的瑕疵類僅限於異物D1排除，則修復模組5亦可僅包括雷射光發射單元51，甚至將雷射光發射單元51改為超音波產生單元、紫外光產生單元等具備等效或類似功能的單元。

另一方面，以發現斷路D2的瑕疵類型為例，當加工過程不慎造成導體線路11發生斷線，無疑將會影響訊號的正常傳遞。如同前述，當控制模組3通過AOI程序判別影像畫面中所包含的斷路D2與瑕疵特徵F2相互對應，則進入修復程序。此時，先藉由控制模組3驅動電鍍液添加單元52將電鍍液添加於導體線路11的斷路D2瑕疵位置，再驅動雷射光發射單元51發射雷射光束，以通過雷射光束燒灼固化電鍍液進而使原本斷開的線路能夠彼此導通。

在本實施例中，當控制模組3驅動修復模組5排除前述瑕疵後，可以繼續或再次進行AOI驗證，待確認導體線路11的品質皆正常無瑕疵後，再接續進行後續加工步驟。

在本發明的較佳實施例中，在確認完導體線路11無瑕疵後即接續進行表面處理程序。具體地說，在本發明的表面處理程序中至少會包括下列二步驟：覆蓋金屬接觸層13於導體線路11之接點位置111；覆蓋絕緣防護層12於基板1的表面。本發明不具體限定上述二步驟的先後順序。

具體地說，在覆蓋金屬接觸層13的步驟中，主要是針對導體線路11中用來連接其他元件的輸入／輸出介面（I/O port）進行加工，常見的做法為各種鍍金製程，實際應用上除了可通過直接電鍍鎳金的方式完成外，也可以先度上鎳之後，通過化學置換法製作出表面金層。通過在一般的銅線上鍍上金層，除了可以提高抗磨、抗氧化等耐用特性之外，也可以提升訊號傳輸的電氣特性。

值得特別一提的是，相較於在完成整個印刷電路板的製作後，才通過電性測試確認電路有無斷／短路的做法，由於本發明在執行接點加工以及披覆防焊綠漆（絕緣防護層12）前，就已經先對導體線路11的瑕疵進行驗證，因此，不會有披覆絕緣防護層12後難以重工的問題。詳細地說，若是在覆蓋絕緣防護層12後才檢測出瑕疵，其修復難度與成本均會明顯提升，在過往引刷電路板本身材料成本相對較低的前提下，基於成本考量，往往只能選擇報廢該不良品。然而，隨著各種精密電子產品的需求，各種高規格、相對高成本的印刷電路板也越來越多，假使總是在最終檢測發現問題後直接報廢不良品，不但不環保也明顯墊高了物料成本（即便相較於重工仍是較低的成本）。據此，倘若能在覆蓋絕緣防護層12前預先檢測出瑕疵，即時進行修復，將能夠以極低的修復成本，避免物料的無謂浪費。

[第二實施例]

請參閱圖4所示，圖4為本發明實施例的印刷電路板的檢修方法流程示意圖。以下通過本發明的第二實施例，搭配其他各圖式所示的元件編號，整理並簡述本發明的印刷電路板的檢修方法。

本發明的印刷電路板的檢修方法包含下列步驟： S100：提供基板1，進入步驟S101； S101：於基板1上佈設導體線路，進入步驟S102； S102：通過AOI程序對導體線路11進行驗證，如發現瑕疵，進入步驟S103；如未發現瑕疵，表示通過驗證，進入步驟S104； S103：通過修復程序排除瑕疵，回到步驟S102； S104：對導體線路11執行表面處理程序，其包括下列步驟：於接點位置111覆蓋金屬接觸層；於基板1表面覆蓋絕緣防護層12。

如同前述，在步驟S100以及步驟S101中，先取適當尺寸的基板1進行加工，以形成導體線路11。接下來，在導體線路11完成後，於步驟S102通過AOI程序對導體線路11進行驗證。經過AOI程序驗證後，在發現瑕疵時，藉由步驟S103的修復程序排除瑕疵；在確認導體線路11已無瑕疵時，執行表面處理程序。

在本發明的較佳實施例中，於導體線路11完成驗證後隨即執行表面處理程序，執行鍍金製程於導體線路11的接點位置111鍍上金屬接觸層13（接點）。此一做法能有效避免在驗證完成後，導體線路11又因為其他的加工步驟而被毀損，或加工過程中又有其他髒汙掉落或沾附至導體線路11上。但是，本發明並不以此為限，只要AOI驗證的程序在執行表面處理程序之前，即可合於本發明最基本的功效要求。

以下針對步驟S103的修復程序做進一步補充說明。在本發明的較佳實施例中，修復程序可以是雷射修復程序。更具體地說，可以通過雷射光束移除位在基板上異物，也可以是在添加電鍍液於導體線路11的斷路D2瑕疵位置後，通過雷射光束燒灼固化電鍍液以修補導體線路11。

值得一提的是，如同前文已經提到的，在本發明可能的其中一實施例中，影像擷取模組2可以同時具備線掃描式攝影機以及面掃描式攝影機，具體應用到此第二實施例時，可以先採用線掃描式攝影機執行步驟S102的第一次檢測，且在修復完成進行複檢時，改採用面掃描式攝影機執行步驟S102的第二次以後的各次檢測。或者，也可以在每次執行步驟S102的檢測時都使用線掃描式攝影機，直到採用線掃描式攝影機進行AOI驗證都判定無瑕疵而通過驗證時，再改採面掃描式攝影機執行檢測。如同本說明書一再強調的，以上所舉的例子都只是本發明可能的幾種施作方式，本發明並不具體限定影像擷取模組2所採用的攝影機類型，更不會具體限制其搭配方式以及用於執行影像擷取的順序，此部分可由具體的操作者視實際應用上的需要進行調整。

[實施例的有益效果]

本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的印刷電路板的檢修方法及其系統，在一般印刷電路板的鍍金製程之前，預先執行驗證與修復工作，以提高排除瑕疵的成功率、降低重工的成本並提升產品良率。

具體來說，請參閱圖5所示，圖5為導體線路11的瑕疵經本發明修復的印刷電路板進行表面處理後的示意圖。相較於圖2未經修復的印刷電路板，經本發明的印刷電路板的檢修方法及其系統修復後的印刷電路板，其上的導體線路11不具有導通複數線路的異物D1，也沒有線路斷路D2之問題，能避免在整個印刷電路板的製作都完成後才發現此類瑕疵，而必須報廢整個印刷電路板，所造成的材料成本以及工時浪費等問題。

更進一步來說，在本發明的較佳實施例中，當導體線路11完成驗證後，隨即覆蓋防焊綠漆並執行鍍金製程，因此能有效避免在驗證完成後，又因為其他的加工步驟產生其他新的瑕疵。

以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。

1:基板 11:導體線路 111:接點位置 12:金屬接觸層 13:絕緣防護層 D1:異物 D2:斷路 S:檢修系統 2:擷取模組 3:控制模組 4:儲存模組 41:資料庫 F1~Fn:瑕疵特徵 5:修復模組 51:雷射光發射單元 52:電鍍液添加單元 6:表面處理模組

圖1為導體線路具有瑕疵之印刷電路板尚未進行表面處理的示意圖。

圖2為導體線路的瑕疵未修復之印刷電路板進行表面處理後的示意圖。

圖3為本發明實施例的印刷電路板的檢修系統元件方塊圖。

圖4為本發明實施例的印刷電路板的檢修方法流程示意圖。

圖5為導體線路的瑕疵經本發明修復的印刷電路板進行表面處理後的示意圖。

代表圖為流程圖，無庸載明符號簡單說明

Claims (14)

1. 一種印刷電路板的檢修方法，其包括下列步驟： 提供一基板； 於所述基板上佈設至少一導體線路； 通過一光學自動辨識程序對所述導體線路進行驗證； 對通過驗證的所述導體線路，執行一表面處理程序，所述表面處理程序包括下列步驟： 於至少一接點位置覆蓋一金屬接觸層；以及 於所述基板表面覆蓋一絕緣防護層； 其中，當所述光學自動辨識程序判斷所述導體線路具有一瑕疵時，通過一修復程序排除所述瑕疵。
2. 如申請專利範圍第1項所述的印刷電路板的檢修方法，其中，在所述光學自動辨識程序完成驗證後，接續執行所述表面處理程序。
3. 如申請專利範圍第1項所述的印刷電路板的檢修方法，其中，所述修復程序包括一雷射修復程序。
4. 如申請專利範圍第3項所述的印刷電路板的檢修方法，其中，所述雷射修復程序包括通過一雷射光束移除位在所述基板上的至少一異物。
5. 如申請專利範圍第3項所述的印刷電路板的檢修方法，其中，所述雷射修復程序包括將一電鍍液添加於所述導體線路的一斷路瑕疵位置，並通過一雷射光束燒灼固化所述電鍍液。
6. 如申請專利範圍第1項所述的印刷電路板的檢修方法，其中，所述光學自動辨識程序包括以一線掃描式攝影機獲取對應於所述導體線路的影像畫面。
7. 如申請專利範圍第1項所述的印刷電路板的檢修方法，其中，所述光學自動辨識程序包括以一面掃描式攝影機獲取對應於所述導體線路的影像畫面。
8. 一種印刷電路板的檢修系統，其包括： 一儲存模組，儲存有一資料庫，所述資料庫紀錄有至少一瑕疵特徵； 一影像擷取模組，用以擷取一影像畫面，所述影像畫面對應於一基板上佈設的至少一導體線路； 一控制模組，連接至所述儲存模組以及所述影像擷取模組，所述控制模組能讀取所述資料庫中的所述瑕疵特徵，並根據所述瑕疵特徵對獲取自所述影像擷取模組的所述影像畫面執行一光學自動辨識程序； 一修復模組，其與所述控制模組連接，當所述光學自動辨識程序判斷所述導體線路具有一瑕疵時，所述修復模組被所述控制模組驅動以執行排除所述瑕疵之一修復程序；以及 一表面處理模組，其與所述控制模組連接，所述表面處理模組被所述控制模組驅動以執行一表面處理程序，所述表面處理程序包括下列步驟： 覆蓋至少一金屬接觸層於所述導體線路之一接點位置；以及 覆蓋一絕緣防護層於所述基板的表面； 其中，所述控制模組先執行所述光學自動辨識程序，始驅動所述表面處理模組執行所述表面處理程序。
9. 如申請專利範圍第8項所述的印刷電路板的檢修系統，其中，在所述光學自動辨識程序完成驗證後，接續執行所述表面處理程序。
10. 如申請專利範圍第8項所述的印刷電路板的檢修系統，其中，所述修復模組包括一雷射光發射單元。
11. 如申請專利範圍第10項所述的印刷電路板的檢修系統，其中，所述控制模組驅動所述雷射光發射單元發射一雷射光束，以通過所述雷射光束移除位在所述基板上的至少一異物。
12. 如申請專利範圍第10項所述的印刷電路板的檢修系統，其中，所述修復模組還包括一電鍍液添加單元，所述控制模組驅動所述電鍍液添加單元將一電鍍液添加於所述導體線路的一斷路瑕疵位置，並驅動所述雷射光發射單元發射一雷射光束，以通過所述雷射光束燒灼固化所述電鍍液。
13. 如申請專利範圍第8項所述的印刷電路板的檢修系統，其中，所述影像擷取模組包括一線掃描式攝影機。
14. 如申請專利範圍第8項所述的印刷電路板的檢修系統，其中，所述影像擷取模組包括一面掃描式攝影機。

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