TWM622593U

TWM622593U - 印刷電路板內層深度量測潛望式光學系統

Info

Publication number: TWM622593U
Application number: TW110211494U
Authority: TW
Inventors: 簡禎祈
Original assignee: 大量科技股份有限公司
Priority date: 2021-09-29
Filing date: 2021-09-29
Publication date: 2022-01-21

Abstract

一種印刷電路板內層深度量測潛望式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、第二反射鏡模組與處理器。深度測量器為L形且其內部具有第一反射鏡模組。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，並且其光路為經由第二反射鏡模組、第一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，並且其光路為經由第二反射鏡模組、第一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潛望式光學系統

本創作是有關於一種深度量測系統，尤指一種印刷電路板內層深度量測潛望式光學系統。

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。

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。

本創作提供一種印刷電路板內層深度量測潛望式光學系統，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潛望式光學系統，尤用以量測一印刷電路板之內層深度，該印刷電路板內層深度量測潛望式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、第二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，深度測量器與半透鏡模組設置於印刷電路板之同一側，其中深度測量器為L形且其內部具有第一反射鏡模組。第二反射鏡模組連接至該深度測量器，第二反射鏡模組所產生之反射光線傳送至印刷電路板之內層表面，其中第二反射鏡模組與第一反射鏡模組之表面延長線彼此相交為90度或0度。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，並且其光路為經由第二反射鏡模組、第一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，並且其光路為經由第二反射鏡模組、第一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，第二反射鏡模組以45度角設置於深度測量器之一端，以讓經由第一反射鏡模組之入射光線與第二反射鏡模組之入射角為45度。

在本創作之一實施例中，第二反射鏡模組為一圓錐形且圓錐外側以45度角設置於該深度測量器之一端，其中圓錐頂部在該深度測量器之內部且圓錐底部位於該深度測量器之一端之開口處。

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。

綜上所述，本創作所提供之印刷電路板內層深度量測潛望式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。

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潛望式光學系統

310:光源發射器

320:控制器

330:CCD鏡頭模組

340:半透鏡模組

350、450:深度測量器

360、460:第一反射鏡模組

370:處理器

380、480:第二反射鏡模組

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潛望式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潛望式光學系統之第一實施例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潛望式光學系統之第一實施例完成量測狀態示意圖。

第六圖係為本創作的第二實施例之深度測量器內示意圖。

第七圖係為本創作的印刷電路板內層深度量測潛望式光學系統之第二實施例完成量測狀態示意圖。

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潛望式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潛望式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潛望式光學系統之第一實施例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潛望式光學系統之第一實施例完成量測狀態示意圖。印刷電路板內層深度量測潛望式光學系統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(或450)、第一反射鏡模組360(或460)、第二反射鏡模組380(或480)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(或450)連接至且受控於控制器320。第二反射鏡模組380(或480)連接至深度測量器350(或450)。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。第二反射鏡模組380(或480)所產生之一反射光線傳送至印刷電路板之內層表面，其中第二反射鏡模組380(或480)與第一反射鏡模組360(或460)之表面延長線彼此相交為90度或0 度。深度測量器350(或450)與半透鏡模組340設置於印刷電路板之同一側，其中深度測量器350(或450)為L形且其內部具有第一反射鏡模組360(或460)。

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潛望式光學系統300的工作機制。

在第一實施例中，如第三圖至第五圖所示，第二反射鏡模組380(或480)以45度角設置於深度測量器350(或450)之一端，以讓經由第一反射鏡模組360之入射光線JL與第二反射鏡模組380之入射角為45度。控制器320會控制著光源發射器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，並且其光路為經由第二反射鏡模組380、第一反射鏡模組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，並且其光路為經由第二反射鏡模組380、第一反射鏡模組360與半透鏡模組340而至CCD鏡頭模組330。本創作實施例中，深度測量器350之本體具有可透光性。

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。

在本創作之第二實施例中，如第三圖、第六圖與所示，第六圖係為本創作的第二實施例之深度測量器內示意圖。第七圖係為本創作的印刷電路板內層深度量測潛望式光學系統之第二實施例完成量測狀態示意圖。第二反射鏡模組480為一圓錐形且圓錐外側以45度角設置於深度測量器450之一端，其中圓錐頂部在深度測量器450之內部且圓錐底部位於深度測量器450之一端之開口處。值得一提的是，當入射光JL入射到第二反射鏡模組480時，由於第二反射鏡模組480為一圓錐形，所以第二反射鏡模組480會產生兩側之反射光且傳送至印刷電路板之表面內部，只要其中一條光線打到印刷電路板表面銅DK或印刷電路板內層銅EK時，就會再度反射回來。如此一來，可更加精準地量測到印刷電路板到內層深度。

第二實施例與上述第一實施例之工作機制類似，控制器320會控制著光源發射器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，並且其光路為經由第二反射鏡模組480、第一反射鏡模組460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450停止量測移動。也就是說，深度測量器450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，並且其光路為經由第二反射鏡模組480、第一反射鏡模組460與半透鏡模組340而至CCD鏡頭模組330。本創作實施例中，深度測量器450之本體具有可透光性。

綜上所述，本創作所提供之印刷電路板內層深度量測潛望式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。

惟以上所述者，僅為本創作之實施例而已，當不能以此限定本創作實施之範圍，凡是依本創作申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本創作專利涵蓋之範圍內。