CN110691475B - 一种pcb板层偏检测反馈***及其检测装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种PCB板层偏检测反馈***及其检测装置。该PCB板层偏检测装置包括夹持件、换向机构、视觉检测装置和控制装置，夹持件用于紧固PCB板；换向机构用于驱动夹持件旋转，使得夹持件换向；视觉检测装置设于夹持件周侧，用于对PCB板周边上的多层层偏科邦进行图像采集；控制装置与视觉检测装置、换向机构通信连接，控制装置用于控制换向机构对夹持件进行换向，使得视觉检测装置对多层层偏科邦进行图像采集；控制装置还用于根据视觉检测装置采集的图像，确定PCB板的多个相邻层偏数据和整体层偏数据。通过上述方式，本申请能够自动在线检测PCB板的各相邻层偏数据和整体层偏数据，提高测量PCB板的各相邻层偏数据和整体层偏数据的效率和准确度。

Description

一种PCB板层偏检测反馈***及其检测装置

技术领域

本申请涉及电路板制造技术领域，特别是涉及一种PCB板层偏检测反馈***及其检测装置。

背景技术

随着PCB(Printed Circuit Board，印刷电路板)向高层次、高精度的发展，其层间对位精度要求也越来越要求，而层偏问题也随着越来越显严重。目前在行业中常采用的方法为在生产板的四角各添加一组同心圆，根据生产办层偏要求来设定同心圆之间的间距，在生产过程中通过X-ray检查机或者X-钻靶机查看同心圆的偏移度，来确认其层偏状况。

对相邻内层芯板的层偏来讲，一般只能采用X-ray检查机进行测试，其测量效率低下，并且只能抽测板件。所获得的数据无法准确支撑内层芯板上印刷电路的预防比例的优化。同时，对在线PCB板相邻层偏超标的产品无法准确识别并进行报废预警，异常PCB板必须到测试才能发现缺陷，造成不必要的流程成本浪费。同时，相邻层偏无法准确识别，也无法满足未来更高信号传输要求的产品层偏技术管控要求。

对整体层偏来讲，目前采用X-钻靶机识别，再通过人工判定分堆，效率不仅低下，而且人工判定常常出现失误，造成板件层偏异常报废。不合格PCB板也无法准确提前进行报废预警，异常PCB板也必须到测试才能发现缺陷，造成不必要的流程成本浪费。

发明内容

本申请提供一种PCB板层偏检测反馈***及其检测装置，以解决人工检测PCB板的层偏状况效率和准确率低下的问题。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种PCB板层偏检测装置。该PCB板层偏检测装置包括夹持件、换向机构、视觉检测装置和控制装置，夹持件用于紧固PCB板；换向机构用于驱动夹持件旋转，使得夹持件换向；视觉检测装置，用于对PCB板周边上的多层层偏科邦进行图像采集；控制装置与视觉检测装置、换向机构通信连接，控制装置用于控制换向机构对夹持件进行换向，使得视觉检测装置对多层层偏科邦进行图像采集；控制装置还用于根据视觉检测装置采集的图像，确定PCB板的多个相邻层偏数据和整体层偏数据。

为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种PCB板层偏检测反馈***。该PCB板层偏检测反馈***包括如权利要求上述的PCB板层偏检测装置、PCB板制造装置和PCB板钻孔装置，PCB板层偏检测装置将相邻层偏数据反馈给PCB板制造装置，将整体层偏数据反馈给PCB板钻孔装置。

本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请通过设置夹持件紧固PCB板，设置换向机构驱动夹持件旋转，使得视觉检测装置采集PCB板周侧的多层层偏科邦的图像，控制装置可自动控制夹持、换向、采集等动作的完成，控制装置还可以根据采集的图像，在线对每个PCB板检测层偏状况，包括测量PCB板上的所层芯板间的各相邻层偏数据和整体层偏数据，提高了测量PCB板的各相邻层偏数据和整体层偏数据的效率和准确度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的情况下，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中：

图1是本申请提供的PCB板层偏检测反馈***一实施例的结构示意图；

图2是图1中PCB板制造装置2制作的PCB板的结构示意图；

图3是图2中PCB板上层偏科邦的理想截面结构示意图；

图4是图2中PCB板上层偏科邦的实际截面结构示意图；

图5是图1中PCB板层偏检测装置一实施例的结构示意图；

图6是图1中PCB板层偏检测装置另一实施例的结构示意图；

图7是图1中PCB板层偏检测装置另一实施例的结构示意图；

图8是图7中传送机构、夹持件、换向机构和视觉检测装置一实施例的结构示意图；

图9是图8中换向机构一实施例的结构示意图；

图10是图1中PCB板层偏检测装置另一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

参阅图1，本申请提供的PCB板层偏检测反馈***一实施例的结构示意图。

该PCB板层偏检测反馈***包括如PCB板层偏检测装置1、PCB板制造装置2和PCB板钻孔装置3。

其中，PCB板制造装置2用于将电路路线图预放调整并印刷在芯板110上，PCB板制造装置2还使多层芯板110经压合定位等工艺，以初步制成PCB板11。

参阅图2至图4，该PCB板11包括层叠设置的多层芯板110，每层芯板110的周边均设有层偏科邦112，每层芯板110上的层偏科邦112的位置相同，层偏科邦112整体呈矩形铜片。具体地，PCB板11通常呈矩形状，芯板110包括嵌套设置的电路印刷区113、工艺辅助区114和铣边区115，在工艺辅助区114的四边上设置层偏科邦112，每边设置两组层偏科邦112，层偏科邦112设置的位置对应于电路印刷区113的转角区，用以标识出电路印刷区113的长宽。PCB板11经铣边将铣边区115去除，露出工艺辅助区114及其上的层偏科邦112，以便于PCB板层偏检测装置1对多层层偏科邦112采集图像。层偏科邦112整体呈正方形，多层芯板110层叠设置，进而相对应的多组层偏科邦112也层叠设置，相邻的层偏科邦112用于辅助检测芯板110之间的层间偏移量(相邻层偏数据)。如图3，理想状态下的多层层偏科邦112是对齐的。而图4，实际制成的PCB板11由于在制作过程中由于芯板上印刷电路的预放比例、芯板间的压合定位方式等影响，其上的多层层偏科邦112之间存在偏差。

PCB板钻孔装置3用于对PCB板11进行钻孔加工，于PCB板11上设置多个孔道，例如孔道内侧镀铜使得各层芯板110上的电路相互导通，孔道还可作为其他电子元件在PCB板11上的安装孔等。

PCB板层偏检测装置1用于检测PCB板11上多层芯板110的相邻层偏数据和整体层偏数据，相邻层偏数据为相邻芯板110之间的层间偏移量，整体层偏数据为相邻层偏数据的最大值和最小值之间的差值。其中，PCB板层偏检测装置1将相邻层偏数据反馈给PCB板制造装置2，将整体层偏数据反馈给PCB板钻孔装置3。

PCB板制造装置2根据相邻层偏数据，确定对应的内层芯板110上的印刷电路相对其相邻的内层芯板110的印刷电路的预放比例。例如，每层芯板110上印刷电路的长度和宽度数据均为100，若第二层芯板110上的层偏科邦112相对第一层芯板110上的层偏科邦112偏移数据为正5，则判定第二层芯板110在该方向上相对第一层芯板110整体放大了百分之五，则PCB板制造装置2在印刷电路路线图时，需将预设的预放比例缩小百分之五以得到实际印刷电路的预放比例，进而修正多层芯板110由压合等工艺造成的层间偏移量，减小PCB板11的各相邻层偏数据，使得多层芯板110上的电路印刷区113对齐。

PCB板钻孔装置3根据整体层偏数据，确定PCB板11的整体层偏比例。PCB板钻孔装置3再根据整体层偏比例，对PCB板11上的钻孔坐标值进行修正，使得钻孔位置到与其邻近的、各层芯板110上的电路线的距离合适，降低钻孔对芯板110上靠近钻孔位置的电路线的影响。例如钻孔内镀铜，其过于靠近电路线，会影响电路线的信号传输，增加信号传输的损耗；甚至由于层间偏移，未修正的钻孔位置会与电路线干涉。

参阅图5，该PCB板层偏检测装置1包括夹持件10、换向机构20、视觉检测装置30和控制装置40。

夹持件10用于紧固PCB板11。换向机构20用于驱动夹持件10旋转，使得夹持件10换向。视觉检测装置30设于夹持件10的周侧，用于对PCB板11周边上的多层层偏科邦112进行图像采集。控制装置40与视觉检测装置30、换向机构20通信连接，控制装置40用于控制换向机构30对夹持件10进行换向，使得视觉检测装置30对多层层偏科邦112进行图像采集；控制装置40还用于根据视觉检测装置30采集的图像，确定PCB板11的多个相邻层偏数据和整体层偏数据。

例如，视觉检测装置30从单一方向上对PCB板11一侧的层偏科邦112进行图像采集，之后换向机构20将夹持件10旋转至另一方位，使得PCB板另一侧的层偏科邦112对准视觉检测装置30。或者，视觉检测装置30同时对PCB板11两对侧的层偏科邦112进行图像采集，可减少视觉检测装置30对PCB板11周边上的层偏科邦112采集图像的时长。当然，若视觉检测装置30同时从PCB板11的四个方位采集层偏科邦112的图像，则无需设置换向机构20。

夹持件10例如包括平台12和夹块14，PCB板11置于平台12上，夹块14从PCB板11周侧夹持固定PCB板11于平台12上。夹持件10还可以是其他结构的夹持装置，本申请仅作示意性举例，对此不作限制。换向机构20例如设置于夹持件10的下方，包括转轴，转轴与夹持件10连接，通过转轴驱动夹持件旋转；或者换向机构20为轮系组件，通过齿轮驱动夹持件10换向。

控制装置40还用于根据采集的图像，确定各层偏科邦112的中线位置，并计算出相邻层偏科邦112的中线的偏移量作为相邻层偏数据；控制装置40还用于将相邻层偏数据中的最大值与最小值做差值，以得到整体层偏数据。

具体地，控制装置40中预存有预设相邻层偏数据和预设整体层偏数据。控制装置40还用于根据相邻层偏数据与预设相邻层偏数据作比较的结果、整体层偏数据与预设整体层偏数据作比较的结果，判断PCB板11是否合格。其中，相邻层偏数据的数值大于预设相邻层偏数据的数值，或整体层偏数据的数值大于预设整体层偏数据的数值，则判断PCB板11不合格，并提出报废预警。

对于相邻层偏数据和整体层偏数据均在合理范围内的PCB板11，控制装置40还根据整体层偏数据对PCB板11进行分级，之后按照PCB板11的级别，对PCB板11进行分堆。例如，预设整体层偏数据的数值为15，则整体层偏数据的数值大于15的PCB板11提出报废预警，并将其归为报废级；将整体层偏数据的数值在0～5的PCB板11归为第一级，将整体层偏数据的数值在6～10的PCB板11归为第二级，将整体层偏数据的数值在11～15的PCB板11归为第三级。此处PCB板11的分级规则仅为示意性举例，可根据实际情况灵活划分PCB板11的等级。

参阅图6，PCB板层偏检测装置1还包括分堆装置50，分堆装置50与控制装置40通信连接，控制装置40根据PCB板11的级别，控制分堆装置50将PCB板11堆放至相应的位置。分堆装置50例如设置于夹持件10周侧，包括机械臂和设置于机械臂上的吸盘，通过吸盘实现对PCB板11的装卸，机械臂带动吸盘将同一级别的PCB板11放至相应的位置。此处仅为分堆装置50的示意性举例，分堆装置50还可有其他形式的结构，本申请对此不作限制。

参阅图7，PCB板层偏检测装置1还包括传送机构60，传送机构60用于输送夹持件10，传送机构60的一端对应设有多个PCB板收集机构70，多个PCB板收集机构70与PCB板11的等级一一对应，分堆装置50设置于传送机构60的周侧且靠近各PCB板收集机构70，用于将检测后确定级别的PCB板11堆放至对应的PCB板收集机构70。例如，视觉检测装置30与传送机构60固定连接，换向机构20设置于传送机构60上，在传送机构60输送夹持件10的同时，换向机构20对夹持件10换向，使得视觉检测装置30能够对PCB板11周侧的多层层偏科邦112进行图像采集。或者，夹持件10与换向机构20集成于同一装置内，该装置设置于传送机构60上。在控制装置40确定PCB板11的级别后，夹持件10松开PCB板11，分堆装置50将该PCB板11堆放至与其级别对应的PCB板收集机构70，PCB板收集机构70按序将PCB板11堆放整齐，以便于后续PCB板钻孔装置3根据对应的整体层偏数据对其加工。

参阅图8，本实施例中，传送机构60包括机架62和设于机架62上的动力辊筒64，动力辊筒64带动夹持件10移动。例如，动力辊筒64通过驱动传送带带动夹持件10移动；换向机构20设置于机架62上，与传送机构60保持静止，在动力辊筒64输送夹持件10经过换向机构20时，换向机构20与夹持件10配合，使得夹持件10换向。参阅图9，例如换向机构20包括矩形本体22，该矩形本体上设有导向滑道24，夹持件10的底壁上设有圆柱形导块，夹持件10经过换向机构20时，圆柱形导块与导向滑道24配合，使得夹持件10偏转90度换向。视觉检测装置30也设置于机架62上，对夹持件10上的PCB板11周侧的层偏科邦112采集图像。

继续参阅图8，视觉检测装置30包括多个相机32，多个相机32设置于机架62上，从PCB板11的两对侧进行图像采集。例如，视觉检测装置30包括两组相机32，一组相机32用于检测PCB板11的长边侧的多层层偏科邦112，另一组相机32用于检测PCB板11的宽边侧的多层层偏科邦112，换向机构20设置于两组相机32之间，进而夹持件10经换向机构20一次换向后，视觉检测装置30即可完成对PCB板11周侧的多层层偏科邦112的图像采集。

例如，每组相机32数量为四，分布于机架62上，两两设置于动力辊筒64两侧，且每侧的相机32的间距对应PCB板11的宽边侧或长边侧的两组多层层偏科邦112的间距设置。或者，每组相机32数量为二，设置于动力辊筒64两侧，在传送机构60输送夹持件10的过程中，依次对PCB板11的宽边侧或长边侧的两组多层层偏科邦112进行图像采集。

控制装置40根据采集的图像，检测出PCB板11在其长、宽两个方向上的相邻层偏数据和整体层偏数据。PCB板制造装置2对应地从电路路线图的长、宽两个方向调整预放比例，再印制调整后的电路路线图于线板110上。PCB板钻孔装置3对应地调整钻孔程序中的沿长、宽两个方向的钻孔坐标值，以确定实际的钻孔坐标值。

参阅图10，传送机构60的另一端设有PCB板投放机构80，PCB板投放机构80用于将PCB板11投放到夹持件10上。PCB板制造装置2初步制作成的PCB板11，经PCB板投放机构80投放到夹持件10上，夹持件10紧固PCB板11，传送机构60输送夹持件10，同时视觉检测装置30先采集PCB板11长度侧的两组多层层偏科邦112的图像，之后换向机构20使得夹持件10偏转90度换向，视觉检测装置30再采集PCB板11宽度侧的两组多层层偏科邦112的图像，控制装置40确定PCB板11的级别后，分堆装置50将PCB板11将该PCB板11堆放至与其级别对应的PCB板收集机构70，PCB板收集机构70按序将PCB板11堆放整齐，以便于后续PCB板钻孔装置3根据对应的整体层偏数据对其加工。进一步地，控制装置40对不合格的PCB板11提出报废预警，待后续对其做进一步处理，如销毁。以及，控制装置40将相邻层偏数据反馈给PCB板制造装置2，将整体层偏数据反馈给PCB板钻孔装置3。

PCB板制造装置2根据相邻层偏数据，确定对应的内层芯板110上的印刷电路相对其相邻的内层芯板110的印刷电路的预放比例，以持续修正多层芯板110由压合等工艺造成的层间偏移误差，减小PCB板11的各相邻层偏数据，使得多层芯板110上的电路印刷区113对齐，进而减小信号传输损耗。PCB板钻孔装置3根据整体层偏数据，确定PCB板11的整体层偏比例。PCB板钻孔装置3再根据整体层偏比例，对PCB板11上的钻孔坐标值进行对应修正，使得钻孔位置到与其邻近的、各层芯板110上的电路线的距离合适，降低钻孔对芯板110上靠近钻孔位置的电路线的影响。

区别于现有技术的情况，本申请通过设置夹持件紧固PCB板，设置换向机构驱动夹持件旋转，使得视觉检测装置采集PCB板周侧的多层层偏科邦的图像，控制装置可自动控制夹持、换向、采集等动作的完成，控制装置还可以根据采集的图像，在线对每个PCB板检测层偏状况，包括测量PCB板上的所层芯板间的各相邻层偏数据和整体层偏数据，提高了测量PCB板的各相邻层偏数据和整体层偏数据的效率和准确度。

以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (12)

1.一种PCB板层偏检测装置，其特征在于，所述PCB板层偏检验装置包括：

夹持件，用于紧固PCB板；

换向机构，用于驱动所述夹持件旋转，使得所述夹持件换向；

视觉检测装置，设于所述夹持件周侧，用于对所述PCB板周边上的多层层偏科邦进行图像采集；

控制装置，与所述视觉检测装置、所述换向机构通信连接，所述控制装置用于控制所述换向机构对所述夹持件进行换向，使得所述视觉检测装置对多层所述层偏科邦进行图像采集；所述控制装置还用于根据所述视觉检测装置采集的图像，确定所述PCB板的多个相邻层偏数据和整体层偏数据。

2.根据权利要求1所述的PCB板层偏检测装置，其特征在于，所述PCB板包括层叠设置的多层芯板，每层所述芯板的周边均设有层偏科邦，每层所述芯板上的所述层偏科邦的位置相同，所述层偏科邦呈矩形铜片。

3.根据权利要求1所述的PCB板层偏检测装置，其特征在于，还包括分堆装置，所述分堆装置与所述控制装置通信连接，所述控制装置根据所述整体层偏数据对所述PCB板进行分级，并根据所述PCB板的等级控制所述分堆装置将所述PCB板堆放至相应的位置。

4.根据权利要求3所述的PCB板层偏检测装置，其特征在于，还包括传送机构，所述传送机构用于输送所述夹持件，所述传送机构的一端对应设有多个PCB板收集机构，多个所述PCB板收集机构与所述PCB板的等级一一对应，所述分堆装置将所述PCB板堆放至对应的所述PCB板收集机构。

5.根据权利要求4所述的PCB板层偏检测装置，其特征在于，所述传送机构包括机架和设于机架上的动力辊筒，所述动力辊筒带动所述夹持件移动；所述视觉检测装置设置于所述机架上，对所述夹持件上的所述PCB板的层偏科邦采集图像。

6.根据权利要求5所述的PCB板层偏检测装置，其特征在于，所述视觉检测装置包括多个相机，多个所述相机设置于所述机架上，从所述PCB板的两对侧进行图像采集。

7.根据权利要求4所述的PCB板层偏检测装置，其特征在于，所述传送机构的另一端设有PCB板投放机构，所述PCB板投放机构用于将所述PCB板投放到所述夹持件上。

8.一种PCB板层偏检测反馈***，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的PCB板层偏检测装置、PCB板制造装置和PCB板钻孔装置；

其中，所述PCB板层偏检测装置将所述相邻层偏数据反馈给所述PCB板制造装置，将所述整体层偏数据反馈给所述PCB板钻孔装置。

9.根据权利要求8所述的PCB板层偏检测反馈***，其特征在于，所述PCB板层偏检测装置中的所述控制装置用于根据所述采集的图像，确定各所述层偏科邦的中线位置，并计算出相邻所述层偏科邦的中线的偏移量作为所述相邻层偏数据；

所述控制装置还用于将所述相邻层偏数据中的最大值与最小值做差值，以得到所述整体层偏数据。

10.根据权利要求9所述的PCB板层偏检测反馈***，其特征在于，所述控制装置还用于根据所述相邻层偏数据与预设相邻层偏数据作比较的结果、所述整体层偏数据与预设整体层偏数据作比较的结果，判断所述PCB板是否合格；

其中，所述相邻层偏数据的数值大于所述预设相邻层偏数据的数值，或所述整体层偏数据的数值大于预设整体层偏数据的数值，则判断所述PCB板不合格，并提出报废预警。

11.根据权利要求9所述的PCB板层偏检测反馈***，其特征在于，所述PCB板制造装置根据所述相邻层偏数据，确定对应的芯板的印刷电路相对其相邻芯板的印刷电路的预放比例。

12.根据权利要求9所述的PCB板层偏检测反馈***，其特征在于，所述PCB板钻孔装置根据整体层偏数据，确定所述PCB板的整体层偏比例。

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