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钻孔质量自动化检查方案

随着电子信息产业的发展,对PCB产业的精细化要求越来越高。钻孔是PCB板制造中的一个重要环节,PCB板已经发展到最小孔径0.08mm、最小孔间距0.1mm甚至更高的水平。除了导通孔、零件孔,还有槽孔、异形孔、板外形等,均需要检查。由于设备本身、人为因素、环境因素等原因,孔加工缺陷不可避免。客户对孔质量要求越来越高,不断增加的客诉吃掉企业很大利润,孔质量需要严格检查。

在PCB钻孔工艺中,需主要管控以下可能发生的品质问题:多孔、漏孔、移位、错钻、未透、孔损、偏废、批峰、塞孔。目前各厂家的管控方法,主要是钻前规范钻机操作工艺,以及钻后加强检验手段。实际生产中,由于钻前手段只能降低错误发生的概率,不能彻底消除,必须依靠钻后检验来确保产品质量。

在钻后检查中,目前很多国内厂家还在采用塞规结合人工目视菲林(胶片)套检比对的方法:通过塞规重点检查孔大、孔小,通过菲林重点检查多孔、漏孔、移位、未穿、未透,其他的孔损、披锋、孔塞等通过人工目视来完成。在使用菲林检查时,每种产品钻孔时先钻出一张红菲林样板,检验时通过销钉与产品板固定,人工在灯箱下目视检查。这种方法理论上可以检查出各种不良,但是实际中的效果折扣很大。主要问题体现在:

1. 不能保证小尺寸孔径的检查要求:生产实践表明,对最小孔径≥0.5mm的PCB板,人工可在保证一定生产效率的前提下达到较高的检查效果。这是由人眼的最小可识别视角、工作距离、注意力可持续时间决定的。随着孔径尺寸的减小,对于0.5mm以下的产品板人眼的检验能力迅速下降,对于≤0.25mm的产品板,人工连抽检质量都难以保证。

2. 人工检查的效率有局限:人工检查的效率,与孔数、最小孔径有直接的关系。实际生产经验表明,在10000孔以上、最小孔<0.5mm时,效率会显著降低,人工只适合抽检。对于高密度板,依靠人工已经无法保证钻孔质量。

3. 不能保证品质的稳定性:人工会受到经验、情绪、疲劳度、责任心等多方面因素的影响,难以保证品质的稳定性。一些厂家不得以采用多道人工、重复检查的方法,依然不能确保品质的稳定性。

如何对PCB板的钻孔品质进行高效、精确的检测,保证产品质量?如何降低人工成本?PCB厂急需一款高效率高精度自动化检查设备提质增效,验孔机应运而生。验孔机是一款光学自动检查设备,它采集PCB孔成像,与设计文件(钻带文件或锣带文件)做比对,当两者一致时说明钻孔正确,否则说明钻孔存在问题,再根据图像形态分析、归类缺陷的类型。验孔设备是与设计文件进行对比的,人工目检时是与菲林进行对比的,在检验原理上可以避免由于出现菲林钻孔错误导致的问题,可信任度更高。

节省人力成本:在保证质量、提高效率的前提下,1台验孔机平均可节省2~3名品检人员;

原材料:可节省菲林的物料成本,对于中小批量厂更有意义;

客户投诉:可节省钻孔缺陷造成的退单、罚款成本,尽管不像节省的人员、物料一样可直接计算,但是年平均节省成本甚至高于验孔机的采购成本;

减少报废及无用物料工时浪费。


目前很多PCB大厂已经在大范围采用验孔AOI设备来替换人工。特别是日资企业和台资企业,多年实践证明这种新方法的有效性,值得众多的国内PCB厂家重视和借鉴。

验孔机常规检查方案是:

1)钻孔车间,钻完孔直接检查

· 钻完孔直接检查

· 钻完孔经过除孔塞设备后再检查,降低由于报点多导致的误判

· 钻完孔经过研磨机、除孔塞机后再检查

2)FQC车间

· 自动上板或人工上板,再过验孔机,最后分板机

FQC车间使用方法已经很成熟,只是检查能力的区别。钻板检查环节,由于除孔塞机只能保证在纵深比5:1以下、孔径大于0.3mm以上除孔塞效果较好,另外气源消耗大也是很多小厂不能承担的,如果采用水洗后连线方案,不仅检查效果好,还将减少搬运板人工、上板人工、看板人工、收板人工,减少板子搬运导致的划伤等。


大板连线检查,过高压水洗清除残屑后报点少,为更好的管控质量,可以对报点进行一 一确认,此时增加离线分析系统,可提高设备利用率,实现更高利润。


大板连线检查,过高压水洗清除残屑后报点少,为更好的管控质量,可以对报点进行一 一确认,此时增加离线分析系统,可提高设备利用率,实现更高利润。

另外电镀后、绿油后、喷锡后均可以增加验孔机连线环节,根据各厂家工艺需求而定。

验孔机的使用时间已经超过十年,设备的功能和性能一直在不断提升,与生产的配合度越来越紧密。特别是随着高密度板的快速发展,验孔机已经由原来的辅助设备逐渐转变为关键配套设备。另外汽车板对异形孔、槽孔的高要求,也让很多线路板厂在寻找性能更高的验孔设备。它也是打造智能工厂,降低人工成本的重要环节。相信在很多PCB老厂的设备改造、新厂筹建中,验孔机设备的普及性及价值会越来越高。


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