TWM614295U - 印刷電路板內層深度量測光學系統 - Google Patents

Abstract

一種印刷電路板內層深度量測光學系統包括光源發射器、控制器、CCD鏡頭模組、半透鏡模組、深度測量器、反射鏡模組與處理器。光源發射器用以發射入射光線，反射鏡模組以45度角設置於深度測量器之一端，以讓經由半透鏡模組之入射光線與反射鏡模組之入射角為45度。當入射光線入射到印刷電路板表面銅時會產生第一反射光線，並且其光路為經由反射鏡模組與半透鏡模組而至CCD鏡頭模組，接下來深度測量器於印刷電路板內部空間開始進行移動直到入射光線入射到印刷電路板內層銅以產生第二反射光線，並且其光路為經由反射鏡模組與半透鏡模組而至CCD鏡頭模組。

Description

印刷電路板內層深度量測光學系統

一種深度量測系統，尤指一種印刷電路板內層深度量測光學系統。

按，印刷電路板用於實施許多電子系統，諸如，電腦系統。典型之印刷電路板包括多個導電層，其中導電層由介電材料層彼此分隔。某些導電層可專用於電源或接地，而其他導電層可專用於提供用於連接待在印刷電路板上安裝之各種組件之信號路徑。許多印刷電路板可能最初被製造為具有稱為測試試片(或更簡單地，試片)之結構。試片為在印刷電路板中實施的可用於印刷電路板之製造或製造後(但預先操作)階段期間的某種測試之結構。試片因此就其操作功能而言可與板本身之設計分開。在某些情況中，試片可在印刷電路板自身上實施，而在其他情況中，試片可在面板之分離部分上實施，該部分在製造、組裝及測試已經完成之後被丟棄。可實施試片以用於廣泛多種測試。例如，試片可在印刷電路板(或在製造期間附加至其之分離結構)上實施，以用於阻抗測試、各種電連接測試等。

為將複雜的電路設置於同一塊電路板上，一種多層電路板被開發出來。多層電路板包括交替堆疊的多個介電層以及多個電路層。為使至少兩層電路層彼此電性連接，會先在多層電路板上形成通孔（through hole），然後於通孔內沈積導電物質（例如：銅），即形成導電通孔（conductive via），以電性連接至少兩層電路層。然而，導電通孔具有位於所述至少兩層電路層下方的尾部（stub），尾部不利於電訊號的傳輸。因此，一種背鑽（back drilling）技術被發展出，以鑽除導電通孔的尾部。在背鑽技術中，為精準去除導電通孔的尾部並保留導電通孔的導電部，鑽頭的下鑽深度的控制極為重要。在習知技術中，鑽孔系統是根據相同的預設下鑽深度下鑽同一批電路板。然而，同一批電路板的厚度多存在變異，若以相同的預設下鑽深度下鑽所有的電路板往往會造成部份電路板的不良。舉例來說，如圖一與圖二所示，當鑽針110在印刷電路板的表面與外層銅AA開始下鑽時，並無法準確地知道下鑽深度L應該要多少才能把渡銅CC去除掉，以避免成為殘銅而影響到內層銅BB的電訊號效應。是以，如何解決上述現有技術之問題與缺失，即為相關業者所亟欲研發之課題所在。

本創作提出一種印刷電路板內層深度量測光學系統，能夠有效地精準地量測下鑽臨界長度。

本創作提供一種印刷電路板內層深度量測光學系統，印刷電路板內層深度量測光學系統包括。光源發射器、控制器、CCD鏡頭模組、半透鏡模組、深度測量器、反射鏡模組與處理器。光源發射器用以發射一入射光線。CCD鏡頭模組連接至且受控於控制器。半透鏡模組連接至CCD鏡頭模組，入射光線於半透鏡模組之入射角為45度。深度測量器連接至且受控於控制器，並且深度測量器與半透鏡模組之間彼此平行且相對之位置且往同一方向進行移動。反射鏡模組連接至深度測量器，反射鏡模組以45度角設置於深度測量器之一端，以讓經由半透鏡模組之入射光線與反射鏡模組之入射角為45度。處理器連接至且受控於控制器，並且處理器用以計算相關數據。當入射光線入射到印刷電路板表面銅時會產生第一反射光線，並且其光路為經由反射鏡模組與半透鏡模組而至CCD鏡頭模組，接下來深度測量器於印刷電路板內部空間開始進行移動直到入射光線入射到印刷電路板內層銅以產生第二反射光線，並且其光路為經由反射鏡模組與半透鏡模組而至CCD鏡頭模組。

在本創作之一實施例中，深度測量器於印刷電路板內部空間進行移動直到入射光線入射到印刷電路板內層銅以產生第二反射光線之距離為下鑽臨界長度。

在本創作之一實施例中，當CCD鏡頭模組接收到第一反射光線時，則表示正要開始進行深度量測，此為初始量測狀態。

在本創作之一實施例中，當CCD鏡頭模組接收到第二反射光線時，則表示已完成深度量測，此為量測完成狀態。

在本創作之一實施例中，控制器控制著光源發射器以發射入射光線，並且根據CCD鏡頭模組所接收到的第一反射光線以讓深度測量器開始進行量測移動。

在本創作之一實施例中，控制器控制著光源發射器以發射入射光線，並且根據CCD鏡頭模組所接收到的第二反射光線以控制深度測量器停止量測移動。

在本創作之一實施例中，控制器將相關數據傳送至處理器進行處理。

綜上所述，本創作所提供之印刷電路板內層深度量測光學系統能夠達到以下功效： 1.        能夠有效地精準地量測下鑽臨界長度。 2.        能夠有效地消除殘銅以解決電訊號之不良效應 3.        提高生產效率且節省成本。

底下藉由具體實施例詳加說明，當更容易瞭解本創作之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。

為能解決現有鑽頭的下鑽深度難以拿捏的問題，創作人經過多年的研究及開發，據以改善現有產品的詬病，後續將詳細介紹本創作如何以一種印刷電路板內層深度量測光學系統來達到最有效率的功能訴求。

請同時參閱第三圖至第五圖，第三圖係為本創作的印刷電路板內層深度量測光學系統之區塊示意圖。第四圖係為本創作的印刷電路板內層深度量測光學系統之初始量測狀態示意圖。第五圖係為本創作的印刷電路板內層深度量測光學系統之完成量測狀態示意圖。印刷電路板內層深度量測光學系統300包括光源發射器310、控制器320、CCD鏡頭模組330、半透鏡模組340、深度測量器350、反射鏡模組360與處理器370。CCD為電荷耦合器件（英語：Charge-coupled Device，縮寫：CCD），CCD鏡頭模組330連接至且受控於控制器320。半透鏡模組340連接至CCD鏡頭模組330。深度測量器350連接至且受控於控制器320。反射鏡模組360連接至深度測量器350。處理器370連接至且受控於控制器320。光源發射器310用以發射一入射光線JL(可見光)，入射光線JL於半透鏡模組340之入射角為45度。深度測量器350與半透鏡模組340之間彼此平行且相對之位置且在開始正式量測時會往同一方向進行移動。反射鏡模組360以45度角設置於深度測量器350之一端，以讓經由半透鏡模組340之入射光線JL與反射鏡模組360之入射角為45度。

以下將進一步詳細說明本創作之印刷電路板內層深度量測光學系統300的工作機制。

控制器320控制著光源發射器310以發射入射光線JL，並且根據CCD鏡頭模組330所接收到的第一反射光線RL1以讓深度測量器350開始進行量測移動。也就是說，當入射光線JL入射到印刷電路板表面銅DK時會產生第一反射光線RL1，並且其光路為經由反射鏡模組360與半透鏡模組340而至CCD鏡頭模組330。接下來，控制器320控制著光源發射器310以繼續發射入射光線JL並且根據CCD鏡頭模組330所接收到的第二反射光線RL2以控制深度測量器350停止量測移動。也就是說，深度測量器350於印刷電路板內部空間開始進行移動直到入射光線JL入射到印刷電路板內層銅EK以產生第二反射光線RL2，並且其光路為經由反射鏡模組360與半透鏡模組340而至CCD鏡頭模組330。

值得一提的是，深度測量器350於印刷電路板內部空間進行移動直到入射光線JL到印刷電路板內層銅EK產生第二反射光線RL2之距離為下鑽臨界長度L2，此剛好也是表面銅至內層銅之真實有效距離，這比起傳統的任何測量方式更為精準且有效。控制器320將相關數據傳送至處理器370進行處理，處理器370為用以計算相關數據以獲得下鑽臨界長度L2。當CCD鏡頭模組330接收到第一反射光線RL1時，則表示正要開始進行深度量測，此為初始量測狀態。當CCD鏡頭模組330接收到第二反射光線RL2時，則表示已完成深度量測，此為量測完成狀態。

綜上所述，本創作所提供之印刷電路板內層深度量測光學系統能夠達到以下功效： 1.        能夠有效地精準地量測下鑽臨界長度 2.        能夠有效地消除殘銅以解決電訊號之不良效應 3.        提高生產效率且節省成本。

唯以上所述者，僅為本創作之較佳實施例而已，並非用來限定本創作實施之範圍。故即凡依本創作申請範圍所述之特徵及精神所為之均等變化或修飾，均應包括於本創作之申請專利範圍內。

110:鑽針 AA:表面銅 BB:內層銅 CC:渡銅 300:印刷電路板內層深度量測光學系統 310:光源發射器 320:控制器 330:CCD鏡頭模組 340:半透鏡模組 350:深度測量器 360:反射鏡模組 JL:入射光線 RL1:第一反射光線 RL2:第二反射光線 L1:下鑽深度 L2:下鑽臨界長度

第一圖係為習知技術中鑽針與印刷電路板之示意圖。 第二圖係為習知技術中鑽針對印刷電路板進行下鑽之示意圖。 第三圖係為本創作的印刷電路板內層深度量測光學系統之區塊示意圖。 第四圖係為本創作的印刷電路板內層深度量測光學系統之初始量測狀態示意圖。 第五圖係為本創作的印刷電路板內層深度量測光學系統之完成量測狀態示意圖。

310:光源發射器

320:控制器

330:CCD鏡頭模組

340:半透鏡模組

350:深度測量器

360:反射鏡模組

370:處理器

JL:入射光線

RL1:第一反射光線

RL2:第二反射光線

L2:下鑽臨界長度

Claims (7)

1. 一種印刷電路板內層深度量測光學系統，包括： 一光源發射器，用以發射一入射光線； 一控制器； 一CCD鏡頭模組，連接至且受控於該控制器； 一半透鏡模組，連接至該CCD鏡頭模組，該入射光線於該半透鏡模組之入射角為45度； 一深度測量器，連接至且受控於該控制器，該深度測量器與該半透鏡模組之間彼此平行且相對之位置且往同一方向進行移動； 一反射鏡模組，連接至該深度測量器，該反射鏡模組以45度角設置於該深度測量器之一端，以讓經由該半透鏡模組之該入射光線與該反射鏡模組之入射角為45度；以及 一處理器，連接至且受控於該控制器，該處理器用以計算相關數據， 其中當該入射光線入射到一印刷電路板表面銅時會產生一第一反射光線，並且其光路為經由該反射鏡模組與該半透鏡模組而至該CCD鏡頭模組，接下來該深度測量器於印刷電路板內部空間開始進行移動直到該入射光線入射到一印刷電路板內層銅以產生一第二反射光線，並且其光路為經由該反射鏡模組與該半透鏡模組而至該CCD鏡頭模組。
2. 如請求項1所述之印刷電路板內層深度量測光學系統，其中該深度測量器於印刷電路板內部空間進行移動直到該入射光線入射到該印刷電路板內層銅以產生該第二反射光線之距離為下鑽臨界長度。
3. 如請求項1所述之印刷電路板內層深度量測光學系統，其中當該CCD鏡頭模組接收到該第一反射光線時，則表示正要開始進行深度量測，此為初始量測狀態。
4. 如請求項1所述之印刷電路板內層深度量測光學系統，其中當該CCD鏡頭模組接收到該第二反射光線時，則表示已完成深度量測，此為量測完成狀態。
5. 如請求項1所述之印刷電路板內層深度量測光學系統，其中該控制器控制著該光源發射器以發射該入射光線，並且根據該CCD鏡頭模組所接收到的該第一反射光線以讓該深度測量器開始進行量測移動。
6. 如請求項1所述之印刷電路板內層深度量測光學系統，其中該控制器控制著該光源發射器以發射該入射光線，並且根據該CCD鏡頭模組所接收到的該第二反射光線以控制該深度測量器停止量測移動。
7. 如請求項1所述之印刷電路板內層深度量測光學系統，其中該控制器將相關數據傳送至該處理器進行處理。

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