隨著電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，終端電子產(chǎn)品對(duì)PCB產(chǎn)業(yè)的精細(xì)化要求越來(lái)越高。鉆孔是PCB制造中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，已經(jīng)發(fā)展到最小孔徑0.08mm、最小孔間距0.1mm甚至更高的水平。除了導(dǎo)通孔、零件孔，還有槽孔、異形孔、板外形等，均需要檢查。如何對(duì)PCB板的鉆孔品質(zhì)進(jìn)行高效、精確的檢測(cè)，成為保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，PCB驗(yàn)孔機(jī)正是應(yīng)用于鉆孔質(zhì)量檢查的一種自動(dòng)光學(xué)檢查設(shè)備。本文旨在簡(jiǎn)析驗(yàn)孔機(jī)在鉆孔環(huán)節(jié)中的作用，為PCB廠(chǎng)家提供參考經(jīng)驗(yàn)。

在PCB鉆孔工藝中，需主要管控以下可能發(fā)生的品質(zhì)問(wèn)題：多孔、漏孔、移位、錯(cuò)鉆、未透、孔損、偏廢、披鋒、塞孔。目前各廠(chǎng)家的管控方法，主要是鉆前規(guī)范鉆機(jī)操作工藝，以及鉆后加強(qiáng)檢驗(yàn)手段。實(shí)際生產(chǎn)中，由于鉆前手段只能降低錯(cuò)誤發(fā)生的概率，不能徹底消除，必須依靠鉆后檢驗(yàn)來(lái)確保產(chǎn)品質(zhì)量。

在鉆后檢查中，目前很多國(guó)內(nèi)廠(chǎng)家還在采用塞規(guī)結(jié)合人工目視菲林（膠片）套檢比對(duì)的方法：通過(guò)塞規(guī)重點(diǎn)檢查孔大、孔小，通過(guò)菲林重點(diǎn)檢查多孔、漏孔、移位、未穿、未透，其他的孔損、披鋒、孔塞等通過(guò)人工目視來(lái)完成。在使用菲林檢查時(shí)，每種產(chǎn)品鉆孔時(shí)先鉆出一張紅菲林樣板，檢驗(yàn)時(shí)通過(guò)銷(xiāo)釘與產(chǎn)品板固定，人工在燈箱下目視檢查。這種方法理論上可以檢查出各種不良，但是實(shí)際中的效果折扣很大。

主要問(wèn)題體現(xiàn)在：

第一，不能保證小尺寸孔徑的檢查要求：生產(chǎn)實(shí)踐表明，對(duì)最小孔徑≥0.5mm的PCB，人工可在保證一定生產(chǎn)效率的前提下達(dá)到較高的檢查效果。這是由人眼的最小可識(shí)別視角、工作距離、注意力可持續(xù)時(shí)間決定的。隨著孔徑尺寸的減小，對(duì)于0.5mm以下的產(chǎn)品板，人眼的檢驗(yàn)?zāi)芰?huì)迅速下降，對(duì)于≤0.25mm的產(chǎn)品板，人工連抽檢質(zhì)量都難以保證。

第二，人工檢查的效率有局限：人工檢查的效率，與孔數(shù)、最小孔徑有直接的關(guān)系。實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)表明，在10000孔以上、最小孔＜0.5mm時(shí)，效率會(huì)顯著降低，人工只適合抽檢。對(duì)于高密度板，依靠人工已經(jīng)無(wú)法保證鉆孔的質(zhì)量。

第三，不能保證品質(zhì)的穩(wěn)定性：人工會(huì)受到經(jīng)驗(yàn)、情緒、疲勞度、責(zé)任心等多方面因素的影響，難以保證品質(zhì)的穩(wěn)定性。一些廠(chǎng)家不得以采用多道人工、重復(fù)檢查的方法，但依然不能確保品質(zhì)的穩(wěn)定性。

為了解決以上問(wèn)題，很多PCB大廠(chǎng)已經(jīng)在大范圍采用驗(yàn)孔AOI設(shè)備來(lái)替換人工。特別是日資企業(yè)和臺(tái)資企業(yè)，多年實(shí)踐證明這種新方法的有效性，值得眾多的國(guó)內(nèi)PCB廠(chǎng)家重視和借鑒。

驗(yàn)孔AOI設(shè)備屬于自動(dòng)光學(xué)檢查設(shè)備，根據(jù)鉆孔的各種缺陷的圖像形態(tài)，統(tǒng)分為：多孔、少孔、孔大、孔小、殘屑、孔偏、孔形態(tài)。具體分為兩種：一是驗(yàn)孔機(jī)，二是孔位量測(cè)檢查機(jī)（Hole-AOI）。實(shí)際中還有X-Ray檢查機(jī)，主要做埋盲孔、多層板對(duì)位分析使用，與人工菲林套檢的目標(biāo)不一致，不屬于本文的分析范圍。

根據(jù)PCB廠(chǎng)家的設(shè)備配套經(jīng)驗(yàn)，推薦采用多套驗(yàn)孔機(jī)做首板、底板的全檢，重點(diǎn)檢查多孔、少孔、孔大、孔小、殘屑；采用1臺(tái)孔位量測(cè)檢查機(jī)做抽檢，重點(diǎn)檢查孔偏。兩種設(shè)備的特點(diǎn)分別如下：

驗(yàn)孔機(jī)：優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低，檢查效率快，檢查1片600mm×600mm的PCB平均6~7秒，可以實(shí)現(xiàn)多孔、少孔、孔大、孔小、殘屑的檢查。缺點(diǎn)是對(duì)于孔位檢查能力不高，只能檢出嚴(yán)重的不良。根據(jù)廠(chǎng)家的實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，一般平均15臺(tái)鉆機(jī)配置1臺(tái)驗(yàn)孔機(jī)。

孔位量測(cè)檢查機(jī)：優(yōu)點(diǎn)是可實(shí)現(xiàn)所有項(xiàng)目的檢查。缺點(diǎn)是價(jià)格高（約是驗(yàn)孔機(jī)的3~4倍），檢查效率低，檢查1片需要幾分鐘甚至更長(zhǎng)時(shí)間。一般推薦配置1臺(tái)做產(chǎn)品的抽檢，補(bǔ)充驗(yàn)孔機(jī)對(duì)孔位檢查的不足。

驗(yàn)孔AOI設(shè)備的檢查原理：采用光學(xué)系統(tǒng)采集PCB鉆孔成像，與設(shè)計(jì)文件（鉆帶文件或Gerber文件）做比對(duì)，當(dāng)兩者一致時(shí)說(shuō)明鉆孔正確，否則說(shuō)明鉆孔存在問(wèn)題，再根據(jù)圖像形態(tài)分析、歸類(lèi)缺陷的類(lèi)型。驗(yàn)孔設(shè)備是與鉆孔的設(shè)計(jì)文件進(jìn)行對(duì)比的，人工目檢時(shí)是與菲林進(jìn)行對(duì)比的，在檢驗(yàn)原理上可以避免由于出現(xiàn)菲林鉆孔錯(cuò)誤導(dǎo)致的問(wèn)題，可信任度更高。

PCB驗(yàn)孔機(jī)技術(shù)解析

驗(yàn)孔機(jī)對(duì)PCB鉆孔工藝的作用體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

第一，高效、穩(wěn)定的鉆孔品質(zhì)檢查：

常規(guī)檢查：可在最小孔徑為0.15mm、8m/min的速度下，同時(shí)檢查多孔、少孔、孔大、孔小、殘屑缺陷，并標(biāo)出缺陷的位置、Review缺陷圖像，為人工提供判定依據(jù)。

殘屑檢查：在鉆孔首件檢查中，殘屑并不是最關(guān)注的重點(diǎn)；但是在電鍍前，殘屑要引起足夠的重視。為了減小殘屑對(duì)沉銅質(zhì)量的影響，PCB廠(chǎng)家在電鍍前一般通過(guò)磨平、清洗的方法來(lái)去除殘屑，但實(shí)際中還是不能100%完全洗凈，越是高密板清洗效果就越差。理論上每塊PCB都會(huì)存在殘屑，因此要求全檢所有產(chǎn)品的所有鉆孔，依靠人工目視是不現(xiàn)實(shí)的，但是采用驗(yàn)孔機(jī)使之成為了可能。

品質(zhì)提升：穩(wěn)定性是設(shè)備的最大優(yōu)勢(shì)，穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量能夠提升PCB廠(chǎng)的品牌影響力，直接提高廠(chǎng)家的接單能力。

第二，輔助生產(chǎn)、品質(zhì)部門(mén)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析：

刀具分析：可分析PCB中不同鉆刀的鉆孔孔徑平均偏差，實(shí)時(shí)監(jiān)督可能發(fā)生的鉆刀磨損、及時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)刀的問(wèn)題，避免批量廢板。

產(chǎn)能分析：可統(tǒng)計(jì)日、月、季度、年的產(chǎn)能、平均生產(chǎn)效率，為各種管控手段提供分析數(shù)據(jù)，改善工廠(chǎng)運(yùn)營(yíng)管理能力。

機(jī)臺(tái)分析：可統(tǒng)計(jì)每臺(tái)鉆機(jī)的產(chǎn)量、品種、品質(zhì)問(wèn)題點(diǎn)，提高對(duì)機(jī)臺(tái)的細(xì)節(jié)管理能力。

第三，節(jié)約成本，投入產(chǎn)出比高：

品檢人員：在保證質(zhì)量、提高效率的前提下，1臺(tái)驗(yàn)孔機(jī)平均可節(jié)省2~3名品檢人員。

原材料：可節(jié)省菲林的物料成本，對(duì)于中小批量廠(chǎng)更有意義。

客戶(hù)投訴：可節(jié)省鉆孔缺陷造成的退單、罰款成本，盡管不像節(jié)省的人員、物料一樣可直接計(jì)算，但是年平均節(jié)省成本甚至高于驗(yàn)孔機(jī)的采購(gòu)成本。

隨著PCB廠(chǎng)家對(duì)鉆孔工藝更高的品質(zhì)要求，在人工成本提高、人工檢查能力逐漸不能勝任的壓力下，驗(yàn)孔機(jī)的重要性日益明顯。

驗(yàn)孔機(jī)的使用時(shí)間已經(jīng)超過(guò)十年，設(shè)備的功能和性能一直在不斷提升，與生產(chǎn)的配合度越來(lái)越緊密。特別是隨著高密度板的快速發(fā)展，驗(yàn)孔機(jī)已經(jīng)由原來(lái)的輔助設(shè)備逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)殛P(guān)鍵配套設(shè)備。在很多PCB老廠(chǎng)的設(shè)備改造、新廠(chǎng)籌建中，驗(yàn)孔機(jī)設(shè)備的普及性會(huì)越來(lái)越高。