TWI773431B - 利用非線性模型預測電路板變形誤差之偏移位置補償系統及其補償方法 - Google Patents

利用非線性模型預測電路板變形誤差之偏移位置補償系統及其補償方法 Download PDF

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TWI773431B
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Abstract

本發明提供一種利用非線性模型預測電路板變形誤差之偏移位置補償系統及其補償方法，所述系統包括影像量測單元、運算處理單元及加工單元；所述方法係對電路板以影像量測單元量測局部區域之四個樣本點的原始位置並儲存，再以運算處理單元透過一非線性模型設定若干次方值，且分別計算出各樣本點對應該些次方值之複數預測位置，並計算各樣本點之該些預測位置分別和對應的原始位置間的絕對值平均誤差，以所述絕對值平均誤差最小者對應之所述次方值取為一最佳化次方值，供加工單元預測偏移位置而可對變形後之電路板在準確的位置進行加工。

Description

利用非線性模型預測電路板變形誤差之偏移位置補償系 統及其補償方法
本發明係關於一種電路板製程，尤指一種利用非線性模型預測電路板變形誤差之偏移位置補償系統及其補償方法。
電子產品在市場輕、薄、短、小的需求下，使得電路板的電路線寬和線距也隨之變小，因此在電路板加工製程上的準確度要求也隨之提升，例如高密度線路互連板(High Density Interconnector，簡稱HDI)之印刷電路板，因其電路經微型化後，如加工準確度無法在容許誤差範圍內，將會增加電路板之不良率。所述電路板之加工準確度無法在容許誤差範圍內之主因，在於電路板經過習知熱壓合製程後會產生不均勻的應力分布，進而在冷卻過程中隨著應力逐漸釋放，導致電路板產生不均勻的漲縮變形，造成電路板及其內部電路之圖像產生非線性的變形，此時電路板的原始中心點已無法測量而導致電路板的基準位置偏移，致使靶標之位置確認無基準可用。
為解決上述之問題，習知是透過「中心重合法」將變形前電路板之原中心和變形後之電路板的幾何中心平移至重合，並透過旋轉使靶標之間的誤差最小化，使電路板整體的漲縮變形平均化，藉此預測電路板內部電路之加工位置以進行偏移補償。然而，電路板經熱壓合後所產生之變形顯然為非線性，習知中心重合法僅將電路板整體的漲縮變形平均化，並無法提供電路板局部區域的變形誤差補償，導致電路板在漲縮變形嚴重不均勻的情況下，特別是在電路板 愈靠近邊角處之局部區域，在後續製程愈容易因變形產生之誤差而造成加工位置錯誤，進而使製程良率下降，此即本發明所欲解決之主要問題所在。
發明人遂竭其心智悉心研究，進而研發出一種利用非線性模型預測電路板變形誤差之偏移位置補償系統及其補償方法，以期達到對電路板準確加工的目的。
本發明提供一種利用非線性模型預測電路板變形誤差之偏移位置補償系統，所述電路板具有一內部電路，且該電路板至少有位在四角隅之四個靶標，並於該電路板預設一局部區域，且至少於該局部區域內之四角隅有四個樣本點，所述系統包含一影像量測單元、一運算處理單元以及一加工單元，該影像量測單元和該加工單元分別與該運算處理單元電性連接，其中：該影像量測單元量測該些樣本點的原始位置並儲存，各該樣本點分別以X-Y座標值為位置表示；該運算處理單元透過一非線性模型設定若干次方值，且分別計算出各該樣本點對應該些次方值之複數預測位置，並計算各該樣本點之該些預測位置和對應的原始位置間的絕對值平均誤差，以所述絕對值平均誤差中最小者對應之所述次方值取為一最佳化次方值；該電路板變形前在該局部區域內對應該內部電路預定之一加工位置，透過該非線性模型依該最佳化次方值得出對應之誤差進行補償，以預測該電路板變形後之一偏移位置，供該加工單元以該偏移位置對變形後之該電路板進行加工。
於一較佳實施例中，該影像量測單元包括一X光產生器、一影像感測器以及一記憶體，以該X光產生器發出射線而穿透該電路板，並以該影像感 測器接收穿透該電路板之射線，以量測該電路板之該複數樣本點的原始位置並儲存於該記憶體。
於一較佳實施例中，該影像感測器為CCD感測器。
於一較佳實施例中，該加工單元為一鑽孔器。
於一較佳實施例中，該電路板為經二次熱壓合成型之多層印刷電路板，該內部電路埋於該電路板中。
本發明另提供一種利用非線性模型預測電路板變形誤差之偏移位置補償方法，主要係將電路板放至一鑽靶機上執行，該電路板至少有位在四角隅之四個靶標，並於該電路板預設一局部區域，且至少於該局部區域內之四角隅有四個樣本點，所述方法包含擷取樣本點的原始位置、計算最佳化次方值以及依預測之偏移位置加工等步驟，其中：擷取樣本點的原始位置之步驟中，以一影像量測單元擷取該些樣本點的原始位置並儲存，各該樣本點分別以X-Y座標值為位置表示；在計算最佳化次方值之步驟中，以一運算處理單元透過一非線性模型設定若干次方值，且分別計算出各該樣本點對應該些次方值之複數預測位置，並計算各該樣本點之該些預測位置和對應的原始位置間的絕對值平均誤差，以所述絕對值平均誤差中最小者對應之所述次方值取為一最佳化次方值；在依預測之偏移位置加工之步驟中，該電路板變形前在該局部區域內對應該內部電路預定之一加工位置，透過該非線性模型依該最佳化次方值得出對應之誤差進行補償，以預測該電路板變形後之一偏移位置，供一加工單元以該偏移位置對變形後之該電路板進行加工。
於一較佳實施例中，所述對應該些次方值中之絕對值平均誤差，係利用曲線擬合找出所述絕對值平均誤差最小者。
於一較佳實施例中，在該擷取樣本點的原始位置之步驟前，進行一基準轉換之步驟，係所述鑽靶機透過一中心重合法將該電路板之中心平移至與所述鑽靶機預設之中心重合，且旋轉該四個靶標至與所述鑽靶機預設之靶標間的誤差最小化，所述鑽靶機轉換以此誤差最小化的四個所述靶標的所在位置轉換為後續量測該些樣本點之基準。
於一較佳實施例中，所述非線性模型係依一非線性位置權重方程式設定所述若干次方值，以計算出對應該四個樣本點之四個權重值，並以該四個權重值計算出一組位置預測函數，再依該組位置預測函數經一位置計算方程式求得所述預測位置或所述偏移位置。
於一較佳實施例中，所述非線性位置權重方程式為：
Figure 110125433-A0305-02-0005-1
其中，N1至N4為對應該四個樣本點之權重值；a、b為電路板兩鄰邊之半邊長；x i 、y i 為該局部區域內包括所述樣本點之任意點的X-Y座標值；k為設定之次方值。
於一較佳實施例中，該組位置預測函數表示為：
Figure 110125433-A0305-02-0005-2
Figure 110125433-A0305-02-0006-3
其中，△X k (x i ,y i )、△Y k (x i ,y i )為(x i ,y i )之任意點在k次方值時X-Y座標值之偏移量。
於一較佳實施例中，所述位置計算方程式表示為：x' i =x i +△X k (x i ,y i )
y' i =y i +△Y K (x i ,y i )
其中，x i '、y i '為對應所述任意點之預測位置之X-Y座標值。
於一較佳實施例中，該局部區域為矩形。
藉此，本發明係透過非線性模型及若干次方值之設定，以計算出各樣本點對應該些次方值之複數預測位置，再經計算和對應的原始位置間的絕對值平均誤差，而以絕對值平均誤差中最小者對應之次方值取為最佳化次方值。當加工單元對變形後的電路板於變形前在其局部區域內對應於內部電路預定之一加工位置進行加工時，可透過該非線性模型依該最佳化次方值預測偏移位置，該加工單元能夠以該偏移位置對變形後之該電路板進行加工，以達到加工準確而達到降低電路板之不良率的功效。
100:補償系統
200:補償方法
201:擷取樣本點的原始位置
202:計算最佳化次方值
203:依預測之偏移位置加工
204:基準轉換
10:影像量測單元
11:X光產生器
12:影像感測器
13:記憶體
20:運算處理單元
30:加工單元
b:電路板
A~D:靶標
S1~S4:樣本點
T1~T16:測試點
Z1~Z4:局部區域
X、Y:座標
x、y:方向
圖1係本發明實施例之補償系統之方塊示意圖。
圖2係本發明實施例之補償方法之步驟流程圖。
圖3係圖2之計算最佳化次方值步驟之細部流程圖。
圖4係本發明實施例之四靶標和四局部區域於電路板之分布示意圖。
圖5係本發明實施例之四靶標和四局部區域中四樣本點之分布示意圖。
圖6係圖5之左上之局部區域中之四個樣本點和十六個測試點的分布示意圖，圖中樣本點S1~S4位在局部區域四隅，而測試點分別標示數字T1~T16。
圖7係本發明實施例之左上之局部區域中之樣本點和測試點於變形前後之分布示意圖。
圖8係圖7中標示為1處之放大示意圖。
圖9係圖7中標示為2處之放大示意圖。
圖10係本發明實施例之左上之局部區域中所求得各次方之絕對值平均誤差之曲線擬合圖。
圖11係本發明實施例之右上之局部區域中所求得各次方之絕對值平均誤差之曲線擬合圖。
圖12係本發明實施例之左下之局部區域中所求得各次方之絕對值平均誤差之曲線擬合圖。
圖13係本發明實施例之右下之局部區域中所求得各次方之絕對值平均誤差之曲線擬合圖。
為充分瞭解本發明之目的、特徵及功效，茲藉由下述具體之實施例，並配合所附之圖式，對本發明做一詳細說明，說明如後：請參考圖1至圖13所示，本發明提供一種利用非線性模型預測電路板變形誤差之偏移位置補償系統100及其補償方法200，其中： 所述補償系統100，如圖1所示，包含一影像量測單元10、一運算處理單元20以及一加工單元30，影像量測單元10和加工單元30分別與運算處理單元20電性連接，所述系統100於本實施例中係包含在一鑽靶機(圖中未示)。
所述電路板b具有一內部電路(圖中未示)，如圖4、5所示，本實施例之電路板b有位在四角隅之之四個靶標，分別為靶標A、靶標B、靶標C及靶標D；為便於說明，本實施例之電路板b預設有四個局部區域，分別為位在電路板b之左上的局部區域Z1、右上的局部區域Z2、左下的局部區域Z3以及右下的局部區域Z4，此等局部區域Z1~Z4於本實施例中皆為矩形(96mm×96mm)。
承上，圖4中可見所選之局部區域Z1~Z4為在電路板b的四角隅而分別靠近靶標A~D，但基於業界之實務經驗上，電路板b經熱壓合後，在四角隅的漲縮最為嚴重，故本實施例中選擇局部區域Z1~Z4為之說明，而在電路板b的其餘部分則先忽略而不顯示，惟本發明所述局部區域的尺寸和位置並不以上述之內容為限。此外，如圖5所示，本實施例之電路板b於各局部區域Z1~Z4內之四角隅，分別有四個樣本點S1~S4，此電路板b於本實施例中為經二次熱壓合成型之多層印刷電路板，其內部電路(圖中未示)埋於電路板b中。
所述影像量測單元10，如圖1所示，包括一X光產生器11、一影像感測器12以及一記憶體13。於一較佳實施例中，影像感測器12為CCD感測器，加工單元30為一鑽孔器，例如以鑽頭鑽孔或以雷射鑽孔。
本發明另提供一種利用非線性模型預測電路板變形誤差之偏移位置補償方法200，如圖2所示，主要包含擷取樣本點的原始位置201、計算最佳化次方值202以及依預測之偏移位置加工203等步驟，且本實施例於擷取樣本點的原始位置201之步驟前，更包括一基準轉換204之步驟，茲說明如下： 所述基準轉換204之步驟，係所述鑽靶機透過一中心重合法將電路板b之中心進行平移，使電路板b之中心與所述鑽靶機預設之中心重合，再旋轉四個靶標A~D至與所述鑽靶機對應靶標A~D所預設之靶標間的誤差最小化，所述鑽靶機轉換以此誤差最小化的四個所述靶標A~D的所在位置轉換為後續量測局部區域Z1~Z4之樣本點S1~S4的基準。所述基準轉換204之步驟執行，主要是待加工之每塊電路板b在所述鑽靶機量測時，若擺放位置有少許的方向(x方向及/或y方向)與角度的偏差，會造成電路板b經所述鑽靶機量測後所提供的位置數據存在誤差，且電路板b於熱壓合而變形後的原中心點有無法透過量測而確定的情況時，以基準轉換204之步驟執行，提供電路板b有固定的基準，使電路板b內部電路的圖像位置可被定義。本實施例在基準轉換204之步驟執行後，接著執行擷取樣本點的原始位置201之步驟。
所述擷取樣本點的原始位置201之步驟中，是以影像量測單元10擷取樣本點S1~S4的原始位置並儲存，樣本點S1~S4分別以X-Y座標值為位置表示，故原始位置此表示為(x i ,y i )。於本實施例中，影像量測單元10是以X光產生器11發出射線而穿透電路板b，並以影像感測器12接收穿透電路板b之射線，以量測電路板b之樣本點S1~S4的原始位置，並儲存於記憶體13。本實施例在擷取樣本點的原始位置201之步驟執行後，接著執行計算最佳化次方值202之步驟。
所述計算最佳化次方值202之步驟中，再請參閱圖3所示，以運算處理單元20透過一非線性模型設定若干次方值，且分別計算出各樣本點S1~S4對應該些次方值之複數預測位置(x' i ,y' i )，並計算各樣本點S1~S4之該預測位置(x' i ,y' i )和對應的原始位置(x i ,y i )間的絕對值平均誤差(誤差值取絕對值後再平均)，以所述絕對值平均誤差中最小者對應之所述次方值取為一最佳化次方值。 於一較佳實施例中，所述對應該些次方值中之絕對值平均誤差，係利用曲線擬合找出所述絕對值平均誤差最小者。
所述依預測之偏移位置加工203之步驟中，電路板b在局部區域Z1~Z4內對應該內部電路預定之一加工位置，透過該非線性模型依該最佳化次方值得出對應之誤差進行補償，以預測該電路板變形後之一偏移位置，供加工單元30以該偏移位置對變形後之電路板b進行加工。
於一較佳實施例中，所述非線性模型係依一非線性位置權重方程式設定所述若干次方值，以計算出對應該四個樣本點S1~S4之四個權重值，並以該四個權重值計算出一組位置預測函數，再依該組位置預測函數經一位置計算方程式求得所述預測位置或所述偏移位置。
於一較佳實施例中，所述非線性位置權重方程式為：
Figure 110125433-A0305-02-0010-4
所述非線性位置權重方程式中，N1至N4為對應四個樣本點S1~S4之權重值；a、b為電路板b兩鄰邊之半邊長；xi、yi為該局部區域內包括所述樣本點S1~S4之任意點的X-Y座標值；k為設定之次方值。必須說明的是，所述非線性位置權重方程式中之
Figure 110125433-A0305-02-0010-48
與
Figure 110125433-A0305-02-0010-49
，為樣本點S1~S4的位置與半邊長的比例，利用不同的次方值k，針對所述位置與半邊長的比例部分更改為指數型，故而稱 之為非線性位置權重方程式，嘗試在電路板b因壓熱合成型所造成的非線性變形下，來描述局部區域Z1~Z4之樣本點S1~S4的非線性變化，進一步進行電路板b上之任意點在漲縮變形後的位置預測。所述非線性位置權重方程式中，當(x i ,y i )=(-a,-b)，且次方值k為偶數次方時，代入
Figure 110125433-A0305-02-0011-6
與
Figure 110125433-A0305-02-0011-7
兩者作為正負的判斷。
於一較佳實施例中，該組位置預測函數表示為：
Figure 110125433-A0305-02-0011-5
該組位置預測函數中，△X k (x i ,y i )、△Y k (x i ,y i )為(x i ,y i )之任意點在k次方值時X-Y座標值之偏移量。
於一較佳實施例中，所述位置計算方程式表示為：x' i =x i +△X k (x i ,y i )
y' i =y i +△Y K (x i ,y i )
其中，x i '、y i '為對應所述任意點之預測位置之X-Y座標值。
以下就本發明實施例之利用非線性模型預測電路板變形誤差之偏移位置補償方法200，以較佳實施例說明如下： 如前所述，本實施例是在電路板b的四個局部區域Z1~Z4分別取4個樣本點S1~S4，並於局部區域Z1~Z4內分別取十六個測試點T1~T16，藉此進行補償方法200的計算與驗證，而如圖5所示，以X軸和Y軸為基準，左上的局部區域Z1位在第二象限、右上的局部區域Z2位在第一象限、左下的局部區域Z3位在第三象限，而右下的局部區域Z4則位在第四象限；以局部區域Z1為例，如圖6所示，是以y方向為正，x方向為負，局部區域Z2~Z4以此類推，以下以位在電路 板b左上之局部區域Z1為例說明，而其餘局部區域Z2~Z4則如同左下局部區域Z1之說明。
執行基準轉換204之步驟，所述鑽靶機如前所述透過一中心重合法將電路板b，使電路板b之中心與所述鑽靶機預設之中心重合，再旋轉四個靶標A~D至與所述鑽靶機對應靶標A~D所預設之靶標間的誤差最小化，進而轉換以此誤差最小化的四個所述靶標A~D的所在位置轉換為後續量測局部區域Z1~Z4之樣本點S1~S4的基準，所述靶標A~D之誤差變化量如表1所示。
Figure 110125433-A0305-02-0012-8
補充一提，圖7中之樣本點S1以1標示處如圖8的放大區域，而圖7中之測試點T1以2標示處如圖9的放大區域，圖8與圖9中分別表示出樣本點S1與測試點T1於電路板b變形前與變形後的位置分布，此時的位置差異即執行基準轉換204之步驟時所用習知之中心重合法造成的誤差。由圖8中可見，樣本點S1於電路板b變形前與變形後在x方向的變化值為0.292mm，而在y方向變化值為0.120mm。另由圖9中可見，測試點T1於電路板b變形前與變形後在x方向變化值為0.284mm，y方向變化值為0.130mm。換言之，如以習知中心重合法進行電路板b加工位置的補償，實際上會超過工業可容許誤差範圍，而被歸類為報廢板。
計算最佳化次方值202之步驟中，以上述非線性模型為基礎，並設定一組次方值，其中有9個數值k，分別為{0.1,0.3,0.5,0.7,1.0,2.0,3.0,5.0,10.0}， 此處9個數值k的次防值假設，是為了觀察樣本點S1~S4的平均誤差在假設的數值k範圍內是否有最低值，若在此範圍內無最低值出現，可再做調整，故次方值之數量和數值k之設定，並不以上述之例為限。另外，局部區域Z1的四樣本點S1~S4在電路板b變形前的理論位置，如表2所示。
Figure 110125433-A0305-02-0013-9
依照前述設定之該組次方值，將9個數值k代入前述非線性位置權重方程式中，以得到9組的N 1、N 2、N 3與N 4等權重值，結果如表3至表11所示。
Figure 110125433-A0305-02-0013-10
Figure 110125433-A0305-02-0014-11
Figure 110125433-A0305-02-0014-12
Figure 110125433-A0305-02-0014-13
Figure 110125433-A0305-02-0015-14
Figure 110125433-A0305-02-0015-15
Figure 110125433-A0305-02-0015-16
Figure 110125433-A0305-02-0016-17
Figure 110125433-A0305-02-0016-18
左上之局部區域Z1的樣本點S1~S4，依照前述設定之該組次方值的9個數值k代入前述非線性位置權重方程式中，經非線性模型之該組位置預測函數以及所述位置計算方程式計算後的預測位置(x' i ,y' i )，結果如表12所示。
Figure 110125433-A0305-02-0016-19
Figure 110125433-A0305-02-0017-20
接著，計算左上之局部區域Z1的四個樣本點S1~S4的預測位置(x' i ,y' i )與對應的原始位置(x i ,y i )計算出絕對值平均誤差，四個樣本點S1~S4對應的原始位置(x i ,y i )如表13所示，各樣本點S1~S4與對應的原始位置的誤差如表14所示，局部區域Z1對應各次方值的絕對值平均誤差如表15所示。所述絕對值平均誤差，係如表14中四個樣本點的預測位置(x' i ,y' i )與對應的原始位置(x i ,y i )於不同次方值之誤差，先取絕對值，再將各次方值之誤差取平均值。
Figure 110125433-A0305-02-0017-21
Figure 110125433-A0305-02-0017-22
Figure 110125433-A0305-02-0018-23
接著，針對各局部區域四個樣本點S1~S4之各次方數k值所對應的絕對值平均誤差分布進行曲線擬合，以尋找最佳化次方值，如圖10至圖13所示，為分別表示左上之局部區域Z1、右上之局部區域Z2、左下之局部區域Z3與右下之局部區域Z4。圖10至圖13中的縱軸為預測位置(x' i ,y' i )與原始位置(x i ,y i )的誤差，橫軸為假設的次方值，其中之長條部分為分別表示各次方值下所計算的預測位置(x' i ,y' i )在x方向之誤差，以及各次方值下所計算的預測位置(x' i ,y' i )在y方向之誤差，圖10至圖13中以黑點所在之處表示為曲線擬合的最低點。將各局部區域Z1~Z4的曲線擬合結果進行一次微分後求得絕對值平均誤差的最小值，如表16所示。從圖10至圖13四個局部區域Z1~Z4在x方向與y方向所求得之數值k皆不相同，表示本發明之非線性模型可針對電路板b任意設定之局部區域的內部電路圖象進行x方向與y方向各自的位置預測，也進一步顯示電路板b確實呈現非線性的漲縮變形。
Figure 110125433-A0305-02-0019-24
求得上述各局部區域Z1~Z4之四個樣本點S1~S4經曲線擬合後所得之最佳化次方值(x、y方向)，進一步再對各局部區域Z1~Z4內定義之十六個測試點T1~T16以所求得之最佳化次方值驗證，以證實本發明透過非線性模型之補償方法200的有效性，茲說明如下： 將上述各局部區域Z1~Z4之四個樣本點S1~S4經曲線擬合後所得之最佳化次方值(x、y方向)，與各測試點T1~T16形變前所對應的原始位置(x i ,y i )，分別代入所述非線性位置權重方程式中的數值k與xi、yi之參數中，既可經所述非線性位置權重方程式而求得各測試點T1~T16對應的權重值N 1、N 2、N 3與N 4。以左上之局部區域Z1為例，各測試點T1~T16形變前所對應的原始位置(x i ,y i )如表17所示，各測試點T1~T16所求得x、y方向之權重值N 1、N 2、N 3與N 4如表18、表19所示，其餘局部區域Z2~Z4結果之計算則比照左下局部區域Z1。
Figure 110125433-A0305-02-0019-25
Figure 110125433-A0305-02-0020-26
Figure 110125433-A0305-02-0020-27
接著，將所求得之各測試點T1~T16對應的權重值N 1、N 2、N 3與N 4，以及如表1所示四個靶標經基準轉換後的誤差在x、y方向的變化值，代入該組位置預測函數中以求得△X k (x i ,y i )、△Y k (x i ,y i )，再將求得之△X k (x i ,y i )、△Y k (x i ,y i )代入所述位置計算方程式中，以求得各測試點T1~T16依原始位置經非線性模型計算後的預測位置(x' i ,y' i )，如表20所示。
Figure 110125433-A0305-02-0021-28
接著，計算左上之局部區域Z1的十六個測試點T1~T16的預測位置(x' i ,y' i )與對應的原始位置(x i ,y i )計算出絕對值平均誤差，局部區域Z1中十六個測試點T1~T16與對應的原始位置的誤差如表21所示，本發明利用非線性模型之補償方法與中心重合法之誤差補償結果比較如表22所示。
Figure 110125433-A0305-02-0021-29
Figure 110125433-A0305-02-0022-30
如表22所示，為電路板b之各局部區域S1~S4的測試點T1~T16，經過本發明利用非線性模型之補償方法200相較於習知中心重合法之誤差補償結果，各局部區域S1~S4的測試點T1~T16在預測位置(x' i ,y' i )之絕對值平均誤差皆相對降低，且表22中也可見左上之局部區域Z1之x方向的誤差有最大改善，其誤差從中心重合法的0.2519mm降低至0.0084mm，改善程度高達96.67%。
Figure 110125433-A0305-02-0022-31
由上述之說明不難發現本發明之特點在於，本發明係透過非線性模型及若干次方值之設定，以計算出各樣本點S1~S4對應該些次方值之複數預測位置(x' i ,y' i )，再經計算和對應的原始位置(x i ,y i )間的絕對值平均誤差，而以絕對值平均誤差中最小者對應之次方值取為最佳化次方值，而由上述測試點之驗證，本發明透過非線性模型及若干次方值之設定的補償方法200，確實能大幅改善習知中心重點法之誤差補償不準確的問題，亦可證明當加工單元30對變形後的電路板b於局部區域Z1~Z4內對應於內部電路預定之一加工位置進行加工時，可透過該非線性模型依該最佳化次方值預測偏移位置，加工單元30能夠以該偏移位 置對變形後之該電路板b進行加工，以達到加工準確而降低電路板之不良率的功效。
本發明在上文中已以較佳實施例揭露，然熟習本項技術者應理解的是，該實施例僅用於描繪本發明，而不應解讀為限制本發明之範圍。應注意的是，舉凡與該實施例等效之變化與置換，均應設為涵蓋於本發明之範疇內。因此，本發明之保護範圍當以申請專利範圍所界定者為準。
200:補償方法
201:擷取樣本點的原始位置
202:計算最佳化次方值
203:依預測之偏移位置加工
204:基準轉換

Claims (13)

  1. 一種利用非線性模型預測電路板變形誤差之偏移位置補償系統，所述電路板具有一內部電路，且該電路板至少有位在四角隅之四個靶標，並於該電路板預設一局部區域，且至少於該局部區域內之四角隅有四個樣本點，所述系統包含一影像量測單元、一運算處理單元以及一加工單元，該影像量測單元和該加工單元分別與該運算處理單元電性連接，其中：該影像量測單元量測該些樣本點的原始位置並儲存，各該樣本點分別以X-Y座標值為位置表示；該運算處理單元透過一非線性模型設定若干次方值，且分別計算出各該樣本點對應該些次方值之複數預測位置，並計算各該樣本點之該些預測位置和對應的原始位置間的絕對值平均誤差，以所述絕對值平均誤差中最小者對應之所述次方值取為一最佳化次方值；該電路板變形前在該局部區域內對應該內部電路預定之一加工位置，透過該非線性模型依該最佳化次方值得出對應之誤差進行補償，以預測該電路板變形後之一偏移位置，供該加工單元以該偏移位置對變形後之該電路板進行加工。
  2. 如請求項1所述之利用非線性模型預測電路板變形誤差之偏移位置補償系統，其中，該影像量測單元包括一X光產生器、一影像感測器以及一記憶體，以該X光產生器發出射線而穿透該電 路板，並以該影像感測器接收穿透該電路板之射線，以量測該電路板之該複數樣本點的原始位置並儲存於該記憶體。
  3. 如請求項2所述之利用非線性模型預測電路板變形誤差之偏移位置補償系統，其中，該影像感測器為CCD感測器。
  4. 如請求項1所述之利用非線性模型預測電路板變形誤差之偏移位置補償系統，其中，該加工單元為一鑽孔器。
  5. 如請求項1所述之利用非線性模型預測電路板變形誤差之偏移位置補償系統，其中，該電路板為經二次熱壓合成型之多層印刷電路板，該內部電路埋於該電路板中。
  6. 一種利用非線性模型預測電路板變形誤差之偏移位置補償方法，主要係將電路板放至一鑽靶機上執行，該電路板至少有位在四角隅之四個靶標，並於該電路板預設一局部區域，且至少於該局部區域內之四角隅有四個樣本點，所述方法包含以下步驟：擷取樣本點的原始位置：以一影像量測單元量測該些樣本點的原始位置並儲存，各該樣本點分別以X-Y座標值為位置表示；計算最佳化次方值：以一運算處理單元透過一非線性模型設定若干次方值，且分別計算出各該樣本點對應該些次方值之複數預測位置，並計算各該樣本點之該些預測位置和對應的原始位置間的絕對值平均誤差，以所述絕對值平均誤差中最小者對應之所述次方值取為一最佳化次方值；以及 依預測之偏移位置加工：該電路板變形前在該局部區域內對應該內部電路預定之一加工位置，透過該非線性模型依該最佳化次方值得出對應之誤差進行補償，以預測該電路板變形後之一偏移位置，供一加工單元以該偏移位置對變形後之該電路板進行加工。
  7. 如請求項6所述之利用非線性模型預測電路板變形誤差之偏移位置補償方法，其中，所述對應該些次方值中之絕對值平均誤差，係利用曲線擬合找出所述絕對值平均誤差最小者。
  8. 如請求項6所述之利用非線性模型預測電路板變形誤差之偏移位置補償方法，其中，在該擷取樣本點的原始位置之步驟前，進行一基準轉換之步驟，係所述鑽靶機透過一中心重合法將該電路板之中心平移至與所述鑽靶機預設之中心重合，且旋轉該四個靶標至與所述鑽靶機預設之靶標間的誤差最小化，所述鑽靶機轉換以此誤差最小化的四個所述靶標的所在位置轉換為後續量測該些樣本點之基準。
  9. 如請求項6至8任一項所述之利用非線性模型預測電路板變形誤差之偏移位置補償方法，其中，所述非線性模型係依一非線性位置權重方程式設定所述若干次方值，以計算出對應該四個樣本點之四個權重值，並以該四個權重值計算出一組位置預測函數，再依該組位置預測函數經一位置計算方程式求得所述預測位置或所述偏移位置。
  10. 如請求項9所述之利用非線性模型預測電路板變形誤差之偏移位置補償方法，其中，所述非線性位置權重方程式為：
    Figure 110125433-A0305-02-0028-32
     其中，N1至N4為對應該四個樣本點之權重值；a、b為電路板兩鄰邊之半邊長；x i 、y i 為該局部區域內包括所述樣本點之任意點的X-Y座標值；k為設定之次方值。
  11. 如請求項10所述之利用非線性模型預測電路板變形誤差之偏移位置補償方法，其中，該組位置預測函數表示為：
    Figure 110125433-A0305-02-0028-33
     其中，△X k (x i ,y i )、△Y k (x i ,y i )為(x i ,y i )之任意點在k次方值時X-Y座標值之偏移量。
  12. 如請求項11所述之利用非線性模型預測電路板變形誤差之偏移位置補償方法，其中，所述位置計算方程式表示為：x' i =x i +△X k (x i ,y i ) y' i =y i +△Y K (x i ,y i ) 其中，x i '、y i '為對應所述任意點之預測位置之X-Y座標值。
  13. 如請求項6所述之利用非線性模型預測電路板變形誤差之偏移位置補償方法，其中，該局部區域為矩形。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200948248A (en) * 2008-05-01 2009-11-16 Prostek Internat Inc Method of drilling holes in a printed circuit board for a drilling machine
TW201204215A (en) * 2010-07-02 2012-01-16 Foxconn Advanced Tech Inc Method for manufacturing muti-layer printed circuit board
CN103369836A (zh) * 2012-03-31 2013-10-23 北大方正集团有限公司 钻带涨缩方法和装置
CN103747617A (zh) * 2013-12-24 2014-04-23 广州兴森快捷电路科技有限公司 Pcb板涨缩补偿方法
TWM620524U (zh) * 2021-07-12 2021-12-01 國立陽明交通大學 利用非線性模型預測電路板變形誤差之偏移位置補償系統

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200948248A (en) * 2008-05-01 2009-11-16 Prostek Internat Inc Method of drilling holes in a printed circuit board for a drilling machine
TW201204215A (en) * 2010-07-02 2012-01-16 Foxconn Advanced Tech Inc Method for manufacturing muti-layer printed circuit board
CN103369836A (zh) * 2012-03-31 2013-10-23 北大方正集团有限公司 钻带涨缩方法和装置
CN103747617A (zh) * 2013-12-24 2014-04-23 广州兴森快捷电路科技有限公司 Pcb板涨缩补偿方法
TWM620524U (zh) * 2021-07-12 2021-12-01 國立陽明交通大學 利用非線性模型預測電路板變形誤差之偏移位置補償系統

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