Качество печатных плат, являющихся основным компонентом электронных устройств, напрямую определяет производительность и надежность электронных устройств. Иобнаружение дефектов печатной платыявляется ключевым звеном в контроле качества.
1. Распространенные типы дефектов печатных плат.
(1) Короткое замыкание и разрыв цепи
Короткое замыкание — это случайная проводимость между различными цепями на плате; Разрыв цепи – это разрыв линии. Непродуманная схемотехника, механические повреждения при производстве, чрезмерная или недостаточная пайка при сварке – все это может привести к коротким замыканиям и обрывам цепи. Эти дефекты могут стать причиной неисправности схемы, а в тяжелых случаях даже привести к выходу оборудования из строя.
(2) Дефекты отверстий
К дефектам отверстия относятся отклонение положения сверления, несоответствие диаметра отверстия проектным требованиям, неровные стенки отверстия и другие ситуации. Недостаточная точность оборудования при сверлении, износ сверл или коррозия при последующей обработке легко могут стать причиной подобных дефектов, которые, в свою очередь, влияют на качество монтажа и электрического соединения плат.
(3) Дефект медной фольги
Медная фольга является ключевой проводящей частью печатных плат, и к распространенным дефектам относятся неравномерная толщина, поверхностные царапины, коррозия и отслоение медной фольги. Эти проблемы могут повлиять на проводимость схемы, увеличить сопротивление и даже вызвать обрыв цепи, серьезно угрожая нормальной работе печатной платы.
(4) Дефект слоя паяльной маски.
Слой паяльной маски играет роль в защите схемы печатной платы и предотвращении коротких замыканий. Его дефекты проявляются в неполном покрытии, появлении пузырей, неравномерности цвета. Плохой процесс печати слоя паяльной маски и проблемы с качеством сырья могут вызвать эти дефекты, снижая защитную способность печатной платы.
2. Технология обнаружения дефектов печатных плат
(1) Ручной визуальный осмотр
Ручной визуальный осмотр — это традиционный метод проверки, при котором инспекторы используют невооруженный глаз и простые увеличительные стекла, чтобы осмотреть поверхность печатной платы одну за другой и определить наличие дефектов. Этот метод прост в использовании и недорог, но имеет низкую эффективность обнаружения и сильную субъективность. Он склонен к пропущенным и ложным обнаружениям, что затрудняет обнаружение мелких и внутренних дефектов. В настоящее время он в основном используется в мелкомасштабном-производстве или в сценариях, где точность обнаружения невысока.
(2) Автоматический оптический контроль
Автоматический оптический контроль использует принцип оптического изображения для захвата печатной платы под разными углами с помощью камеры. Полученные изображения сравниваются и анализируются с заранее-установленными стандартными изображениями для выявления дефектов. Обнаружение AOI отличается высокой скоростью и точностью и может обнаруживать поверхностные проблемы, такие как короткие замыкания, обрывы цепи, дефекты медной фольги, дефекты паяльной маски и т. д. Оно широко используется в крупномасштабном-производстве. Однако его способность обнаруживать сложные структуры и внутренние дефекты ограничена, и он чувствителен к помехам от таких факторов, как отражение от поверхности и цвет печатной платы.
(3) Рентгеновский-контроль
Рентгеновские-лучи могут проникать через печатные платы и создавать изображения внутренней структуры печатной платы, используя различия в уровнях поглощения рентгеновских-лучей различными материалами. Анализируя эти изображения, можно обнаружить дефекты, которые невозможно заметить невооруженным глазом, например дефекты отверстий и проблемы внутренних цепей много-слойных печатных плат. Результаты обнаружения рентгеновских лучей точны и надежны, однако стоимость оборудования высока, скорость обнаружения относительно низкая, а рентгеновские лучи- представляют определенную опасность для человеческого организма и требуют специальной защиты.
3. Процесс обнаружения дефектов печатной платы
(1) Подготовительные работы
Перед проведением тестирования необходимо убедиться, что испытательное оборудование находится в нормальном рабочем состоянии, откалибровать средства тестирования и подготовить стандартные изображения или модели печатных плат. При этом необходимо обеспечить обучение персонала, проводящего испытания, для ознакомления его с процессом испытаний и методами эксплуатации оборудования.
(2) Получение изображения
В соответствии с выбранной технологией обнаружения используйте соответствующее оборудование для сбора изображений печатной платы. При использовании AOI отрегулируйте положение и параметры камеры, чтобы получить четкие изображения поверхности печатной платы; При использовании рентгеновского обнаружения необходимо установить соответствующую интенсивность излучения и время экспозиции для получения внутренних изображений печатной платы.
(3) Обработка и анализ изображений
Перенесите собранные изображения на компьютер и примените алгоритмы обработки изображений для улучшения, шумоподавления, сегментации и выделения дефектов. Затем обработанное изображение сравнивается и анализируется со стандартным изображением или моделью и рассчитывается значение разности изображения, чтобы определить наличие дефектов на плате, а также тип, расположение и серьезность дефектов.
(4) Определение и маркировка дефектов
На основе результатов анализа и заранее-установленных критериев оценки дефектов определите, соответствует ли печатная плата требованиям или нет. Для обнаруженных дефектных плат используйте маркировочные устройства, чтобы определить места дефектов для облегчения ремонта или утилизации в будущем.