印刷电路板pcb缺陷检测研究背景意义及现状

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1、印刷电路板PCB缺陷检测研究背景意义及现状1研究背景12国内外现状和发展趋势22.1国外相关产品与技术现状32.2国内相关产品与技术现状43研究意义41研究背景近几年，随着通信、计算机、消费电子等产业的发展，印刷电路板(PCB)行业也快速发展起来。据资料统计，全球PCB的产值约占电子元器件总产值的18%，2001年全球PCB产值达460亿美元。国内近几年PCB产业更是迅猛发展，2003年我国印刷电路板产值501亿元人民币，同比增长32.40%，产值超越美国跃居全球第二位。而2005年我国PCB产值则突破868亿元，2006年更是超过了日本，产值、产

2、量均居世界第一位，成为名副其实的PCB产业第一生产大国。印刷电路板(PCB)作为电子工业中最基础和最活跃的产业之一，发展迅速，并且随着半导体设计和制造技术的日益发展，印刷电路板也朝着超薄型、高密度、多层数、高性能等方向发展[1]。目前，印刷电路板的设计、加工水平己达到0.2~0.3mm(孔径)，0.15~0.12mm(线条宽度和间距)，层数己经达到46层(富士公司)甚至更多，可以说印刷电路板的高技术和高复杂性己经达到一个相当高的水平。但在取得高速发展的同时，PCB行业也面临着巨大的挑战，那就是PCB的质量问题。目前的印刷电路板的质量情况不容乐观。因

3、为印刷电路板品质的好坏，取决于印制电路板上每根线条、每个孔品质的好坏，而一块板上数以千计的线条和孔中任意一个发生过细、过粗、残缺、针孔、粘连、断开、错位等质量问题，都会影响最终产品质量，或导致产生废品。电路板的层数越多，问题越突出，造成的废品率越高。所以在生产过程中，如何提高中间过程产品品质，如何减少废品率，如何提高印刷电路板质量是各电路板生产厂家一直不懈追求的目标。由于电路板在生产过程中受许多不确定因素的影响如原材料、设备稳定性、温度、环境以及人为的错误操作等，造成缺陷是很难避免的，出现的故障基本都是线路错误，主要可分为：短路、断路、毛刺、缺损几

4、类[3]。如果不及时地将这些质量问题检查出来，势必在PCB板调试和使用过程中留下隐患，造成更大的损失，所以必须实施严格的中间检验。目前，印刷电路板的在线检测已成为PCB板生产厂家和企业的共识，但真正实现在线检测难度很大，现有的PCB检测手段己经不能适应当今PCB的发展趋势了。因此，一种高效、高速、高精度的印刷电路板缺陷自动检测设备已成为PCB行业的迫切需要。2国内外现状和发展趋势目前，PCB板缺陷的检测方法主要有接触式和非接触式，在PCB发展早期接触式检测发挥了重要作用，现在非接触式则成了PCB板主要的检测方法和手段。接触式检测设备主要有两种形式：

5、针床式检测和飞针式检测。针床式测试仪主要适用于大批量中、低密度电路板的检测，检测速度较快。譬如制造缺陷分析仪使用一个针床，接着便可以诊断输出。然而针床式检测也存在很多缺陷：针对不同的电路板需要制作不同的模板，制作和调试周期长、成本高，因此不适合低产量原型样机的测试；测试覆盖能力有限，只能测短路和断路缺陷，不能测试到屏蔽了的装配；随着电路板密度越来越高，无法测量间距太小的电路板。飞针测试仪是专门针对小批量、多品种生产的测试系统，使用来回移动的探针对整块的电路板进行测试。飞针检测具有许多优点：设定、编程和测试简单灵活;能快速地转换测试和反馈过程错误；很

6、方便检测具有微细间距引脚的电路板；精度、稳定性、可靠性高；无须专门开发夹具，降低检测成本；简化功能测试。但也有缺点如：由于逐点检测，测试一面后翻转再测试另一面，飞针测试时间很长：因为物理的接触通孔和焊盘，可能在焊锡上留下小凹坑；在没有焊盘的地方探针会接触到元件引脚，所以可能会错过松脱或焊接不良的元件引脚；探针测试仪还限制电路板的尺寸。非接触式检测设备中，检测传感器不与被检测对象发生直接物理接触，这可以避免因物理接触而发生的故障。相对接触式检测来说，非接触式检测通常不需专门的定位和装卡，而且响应时间较快。非接触法在PCB缺陷检测中有其明显的优势，它不

7、仅可以检测到功能性缺陷，而且可以很方便地检测出外观性缺陷。现在自动光学检测系统(AOI)是非接触式PCB检测中一个相当重要的研究方向。自动光学检测系统(AutomaticOpticalInspectionsystem，简称AOI)是利用摄像头、扫描仪等对PCB板进行扫描，将标准板和被测板的电路图像进行比较，从而发现缺陷。自动光学检测系统比以前的检测方式有着不可比拟的优势如；AOI不仅能检查出PCB上断路、短路的缺陷，而且对导线上的缺口、残余铜、空洞或划痕等能进行有效的检查；它不需要和PCB板接触，不会损坏电路板；可以对高密度PCB、超小型元器件进行

8、检测；此外AOI是一种快速的在线测试法，不会有疲劳问题，可以让操作者能及时处理有关的问题并可以日夜工作，可以跟上高速的生产