电路板导电图案光学检查及短路、断路修正的方法及设备技术

本发明专利技术涉及一种在制电路板导电图案自动光学检查及短路、断路修正的方法及设备，用与导电图案形状和颜色互补的结构光做光源，以照相获得图案的轮廓线为边界，生成加工路径，用激光去除导电材料，用喷印涂覆法添补导电材料缺漏。实施本发明专利技术，能自动修正电路板导电图案制造过程的缺陷，提高成品率。本发明专利技术用形状和颜色与被检测图案匹配的结构光做光源，检查过程容易，结果准确；直接利用CAM数据，激光去除，喷印补漏，不用化学制程，自动化程度高，精密度高，环境友好。本发明专利技术适合在传统蚀刻技术制造电路板过程中，对导电图案进行检查、修正，适合直接去除导电材料，制作导电图案；也适合其它加工过程中对图案的检查、修正。修正。修正。

【技术实现步骤摘要】
电路板导电图案光学检查及短路、断路修正的方法及设备


[0001]本专利技术属于电路制作
，涉及电路板导电图案的修复技术，尤其是一种在制电路板导电图案自动光学检查及短路、断路修正的方法及设备。

技术介绍

[0002]在电子产品中，电路板起骨架作用，为元器件之间的电气连接提供物理通道，是元器件固定和安装的结构化载体。电气连接通道由导电图案、金属化孔实现，元件安装固定的质量与阻焊图案及焊接区的性能密切相关，电路板的主要生产过程也是围绕导电图案、金属化孔、阻焊图案及焊接区的可焊性展开。
[0003]对于多层电路板，层压、钻孔、外层导电图案、阻焊图案和可焊性处理的加工在均在内层导电图案完成后进行。这意味着，如果内层导电图案的缺陷在层压前得不到识别和修复，层压后往往只得对缺陷板作报废处理，会造成较大损失。同样，外层导电图案的缺陷，也是影响良率的重要因素。因此，对于电路板生产，及时检查导电图案是否合格，并对缺陷进行有效修正对于提高产品可靠性、降低成本有着重要意义。
[0004]电路板减成法生产中，导电图案制作靠图形转移和化学蚀刻过程完成，是一种间接制造技术，常见的缺陷为线间短路、断路，以及残铜、缺口、针孔。其中，造成短路、残铜的铜材料需要去除，而因导电层不连续产生的断路、缺口、针孔需要添加导电材料补足。
[0005]目前，导电图案检查，有些停留在人工检查阶段，有些电路板AOI设备进行。人工检查，速度慢，作业质量不稳定；普通AOI设备检查，受环境、导电材料被氧化变色影响，辨识准确度波动大，效果也不理想。对于有缺陷的电路板，目前通用的做法是手工修补，劳动强度大，精密电路操作困难。而市场上现有的修板设备，价格高，效率低。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种在制电路板导电图案自动光学检查及短路、断路修正的方法及设备，用于电路板导电图案自动光学检查及修正，也用于直接去除导电材料制作导电图案。本专利技术用与被检测区域形状相同，与被检测材料颜色互补的结构光做光源，以照相获得的图案轮廓线为边界，生成加工路径，用激光光蚀去除非线路区域的导电材料，用喷印涂覆法添补导电材料的缺漏。
[0007]本专利技术中，将导电图案检查和修正，分成两个阶段：一个阶段处理非线路区域，检查及修正短路，当非线路区出现铜金属时，判断为缺陷，用激光光蚀去除掉；另一个阶段处理导电图案区，检查及修正导电材料缺漏，被检修区域上裸露出基板材料时，判断为缺陷，喷印导电材料补充上。
[0008]在检查及修正非线路区域缺陷阶段，先以与导电图案形状和颜色互补的结构光为光源，用相机拍照，检查非线路区域上是否有导电金属存在，目的是发现短路、残铜、金属突出等缺陷情况；然后，对于发现的缺陷，用照相获得的图案轮廓线为边界，生成加工路径，用激光光蚀去除掉本不应该存在的金属材料；最后，仍以结构光源照明，用相机拍照，获得非
线路区表面信息，判断缺陷是否得到修正。具体步骤如下：
[0009]步骤(1)，用电路板导电图案CAM数据，生成与导电图案形状互补的图案。不同的CAM系统，不同的制造技术，图案的表达方式和数据的格式有所不同。本步骤需要的图案，是不包括工艺导线、网状覆铜在内的，与最终产品区域内有效线路互补的绝缘区域的图案。工艺导线是为完成镀金、检测等加工步骤，在制造过程中临时添加的导电体，并不是缺陷；网状覆铜，有增加导电线路面积，减少蚀刻去铜量，平衡电路板应力作用，即使内部存在去铜不净，有导电物突出等现象，并不会本质影响电路板质量，不必判断为缺陷；制造过程中，往往会在最终产品以外设置工艺边，用于在电镀时分散电流等目的，这样的导电体，也不应该判断为缺陷。
[0010]步骤(2)，用获得的图案生成结构光数据。本专利技术中的结构光，指横截面，与图案形状和尺寸完全吻合的光束，或投照于目标图案的光斑，其形状和尺寸恰等于目标图案。结构光数据由CAM系统，或分别由CAM系统和控制系统产生，包括配置数据和控制数据，用于配置和控制照相光源和激光加工系统的结构光发生器。配置数据定义结构光发生器投照光的形状与颜色，使其形状与被检查区域相同、颜色与被检测表面颜色互补。控制数据按照配置数据的定义，给结构光发生器，照相机、激光光源、运动控制系统发生驱动指令，执行投照、拍照等加工动作。
[0011]步骤(3)，用与导电图案颜色互补的结构光为光源拍照。为了突出目标图案，用形状和尺寸与未被导电材料掩蔽的区域相同，而颜色与被实测的导电材料互补的色光做光源，照相获得该区域的表面信息。用形状和尺寸与被检查区域相同的光源照明，可以把获得的信息限制在有效和有限的范围内，排除无关信息干扰，结果一目了然；用与被实测的导电材料颜色互补的色光做光源，便于分辨获得信息中的细节，是否来源于多余的导电材料，因为在互补光下，没有缺陷区域产生的图像反差不大，不突出，而多余的导电材料与其它材料颜色间的对比将被放大，导电材料的存在将显得更黑，短路、残铜、导电物突出等缺陷更为突出，图像处理工作只需要关注达到一定程度黑色的信息即可。
[0012]步骤(4)以获得图案的轮廓边界作为激光去除加工图案的边界，生成加工路径。
[0013]步骤(5)用激光进行光蚀加工，从非线路区去除形成上述图案的导电材料。
[0014]CAM系统根据激光加工系统的加工方式，生成加工路径。使用通用的激光加工系统时，激光光束的横截面为圆，去除材料时用逐点、逐线加工方式，激光投照一次，能去除约数十微米直径圆形区域上的物料，直到将短路铜、残铜、突出铜去净。使用具备分条与剥离法/Striping&Stripping功能的激光加工系统时，要先用光蚀加工逐点、逐线加工将造成两导线之间的短路的多余铜材料分离成孤立铜块，再用加热激光将孤立的导电材料成块剥掉。分离时，以多余铜块与要保留的导线的相接点为起点和终点，以距离要保留的导线轮廓等于光蚀激光光束直径一半的线段为路径，光蚀去除多余的铜块与要保留的导线相接处的铜材料，即可将多余的铜材料与要保留的铜导线隔离。加热时，将激光离焦或改变直径调至加热加工方式，加热孤立的斑块，在吹、吸气流共同作用下，成块把导电材料与电路板基板剥离。
[0015]步骤(6)，再次用导电图案材料颜色互补的结构光为光源拍照，并用拍照所得数据与标准数据对比，检查去除效果。
[0016]步骤(7)，循环加工或报告结果。
[0017]在检查及修正线路区导电材料缺漏阶段，用与导电图案形状相同且与基板材料颜色互补的结构光做光源，用相机拍照，先检查导电图案上导电材料缺漏及其分布情况，即确认应该有导电材料存在的位置，是否有断路、缺口、针孔情况；然后，对于导电图案上的缺陷，用照相获得的图案轮廓线为边界，生成加工路径，喷印导电材料补足；最后，仍用结构光源照明，用相机拍照，获得导电图案表面信息，判断缺陷是否得到修正。具体步骤如下：
[0018]步骤(1)，用电路板导电图案CAM数据，生成与导电图案形状相同的结构光数据。
[0019]不同的CAM系统，不同的制造技术，图案本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种修正在制电路板短路的方法，其特征在于：用与导电图案形状和颜色互补的结构光做光源，以照相获得图案的轮廓线为边界，生成加工路径，用激光去除导电材料。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤如下：(1)用电路板导电图案CAM数据，生成与导电图案形状互补的图案；(2)用获得的图案生成结构光数据；(3)用与导电图案材料颜色互补的结构光为光源，将其投影到电路板，并通过相机对结构光投影进行拍照；(4)以拍照获得的图案的轮廓边界作为激光去除加工图案的边界，生成加工路径；(5)用激光进行光蚀加工，从非线路区去除形成上述图案的导电材料；(6)再次用导电图案材料颜色互补的结构光为光源将其投影到电路板，并通过相机对结构光投影进行拍照，并用拍照所得数据与标准数据对比，检查去除效果；(7)循环加工或报告结果。3.一种修复在制电路板线路区导电材料针孔、缺口、断路的方法，其特征在于：用与导电图案形状相同的且颜色与基板材料互补的结构光做光源，以照相获得的图案轮廓作为边界，生成加工路径，喷印导电材料。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤如下：(1)用电路板导电图案CAM数据，生成与导电图案形状相同的结构光数据；(2)用与基板材料颜色互补的结构光为光源，将其投影到电路板，并通过相机对结构光投影进行拍照；(3)以拍照获得的图案轮廓边界作为喷印加工图案的边界，生成加工路径；(4)喷印导电材料；(5)用与...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡宏宇，张云龙，
申请(专利权)人：德中天津技术发展股份有限公司，
类型：发明
国别省市：