PCB板一般缺陷检测法及其优缺点分析

时间：2022-10-12 03:00:01 2avi综合传感器

PCB一般缺陷检测方法及其优缺点分析¹

PCB( Printed Circuit Board 印刷电路板)是电子产品中许多电子元件的载体，它为每个电子元件的秩序连接提供了可能性，PCB它已成为现代电子产品的核心部分。随着现代电子产业的快速发展，电子技术不断创新，PCB密度越来越加，层次越来越多，由于焊接缺陷等原因，电路板的合格率降低，影响整机质量的事故屡见不鲜。随着印刷电路板的精度、集成度、复杂和数量的不断提高，PCB板材缺陷检测已成为整个电子行业的重要检测内容。其中，传统的人工目测等PCB由于缺陷检测技术不能满足现代工业生产水平的要求，因此开发和应用新的检测方法尤为重要。

根据PCB板缺陷的原因及常用的缺陷检测方法及其不足，符合现代工业的要求PCB一般缺陷检测方法²。包括：自动光学检测技术（AOI）、机器视觉检测技术（MVI）、计算机视觉检测技术（AVI）。

1.人工目视主观判断法

在校准显微镜或放大镜的帮助下，完全根据操作人员的直观视觉测量来确定电路板的合格率，并获得校正操作的时间。虽然预算成本低，不需要测试夹具，但由于人员主观判断因素准确性低、人员成本投资高、缺陷检测不连续、数据收集困难等缺点，消除了这种方法。

2.仪器在线检测方法

在线测试方法是通过模拟测试实验和电气性能测试来检查电路板焊接的开路、短路、故障部件和部件的功能。如果电路板上的部件布置密度过大，则很难设置测试点。此时，可以使用边界扫描技术，通过预先设计的测试电路将测试点汇总到电路板焊接的边缘连接器，使在线测试仪可以检测到每个位置的点。以电信号为媒介的在线测试技术，可以非常接近实际检测到电路板焊接的实际形式。仪器在线测试技术具有转化率高、成本低、缺陷检测覆盖大、操作方便等优点。但夹具制造成本高、使用难度大、编程调试时间多等缺点需要测试。

3.功能测试法

系统功能测试方法是利用生产线中端的专用测试设备对电路板的功能模块进行全面测试，以便及时确认电路板的质量。然而，功能测试方法无法提供用于改进过程的元件级和脚级诊断等深层数据，需要特殊设计的测试过程和特殊的测试设备，不仅测试程序的编写复杂，而且促进使用有很大的局限性。

4.视觉检测技术

视觉检测技术涵盖电子、机械、光学、计算机软硬件等知识，是计算机学科的重要分支，涉及图像处理PC应用、模式识别、信号处理、人工智能、机电一体化等领域是当今工业检测领域的重要手段。基于上述缺陷检测方法的局限性，采用视觉检测技术实现PCB缺焊的检测已经成为当前PCB缺陷检测研究的主要方向。具体方法如下：

（1）自动光学检测技术(AOI)：综合采用自动控制、图像分析处理、电子计算机应用等技术，基于光学原理检测和处理生产中遇到的焊接缺陷，是一种快速准确地检测制造缺陷的方法。主要通过相机对 P CB 扫描板获取 P CB 利用视觉处理技术高速准确地完成板焊点区域的图像自动检测PCB焊接缺陷，提取相应焊点的特点。将提取的焊点特征与数据库中的标准特征进行比较，确定焊接缺陷类型并标记，分析质量问题，给出检测结果数据。等待相关人员处理。
（2）机器视觉检测技术(MVI)：随着现代工业自动化的不断发展和进步，视觉检测技术的应用范围和实用功能越来越广泛和完善，尤其是CMOS和CCD相机、图像处理和模式识别技术、数字图像传感器、嵌入式技术DSP、FPGA、ARM、机器视觉检测的快速发展促进了机器视觉检测的进步。总之，机器视觉检测技术是用机器代替人眼进行各种测量和判断。M V I作为精密测试技术领域最具发展潜力的新技术。它的强大之处在于它的图像处理技术（SRC）、光电探测技术（MSM）、计算机应用技术（Enterterms）的集合体。机器视觉检测技术引入工业的原因PCB由于其速度快、非接触、灵活性好等突出优点，在电子制造行业的检测中发挥着非常重要的作用。同时，也可以实现机器视觉PCB光板的自动缺陷检测，避免生产过程中的巨大损失，对电子领域的发展具有现实的较高经济价值。
（3）计算机视觉检测技术（AVI）：基于计算机视觉研究的计算机视觉检测技术是一种新兴的工业检测技术。它利用图像传感器实现对被测物体的尺寸和空间位置的三维计算。计算机比较标准和故障图像后提取数据或直接从图像中提取，并根据检测参数指导设备动作。基于视觉传感器的智能检测系统具有时效性高、结构简单、抗扰性强等优点，非常适合现代工业生产要求。

(1)焊料的成分和性质。为防止杂质产生的氧化物被助焊剂溶解，杂质成分含量的比例必须严格控制。
（2）PCB板表面清洁度和焊接温度的影响。由于焊料的扩散速度与焊接温度成正比。当活性达到最高时，电路板和焊料溶解表面迅速氧化，造成不可避免的焊接缺陷。同时，电路板表面污染和清洁度低也会降低焊接性能，导致一系列焊接缺陷，如：开路、断路、锡珠、锡球，光泽度低等。

3.焊接缺陷与翘曲密切相关

（1）各电子元器件和PCB由于焊接过程中的板材PCB上下部分温度不平衡翘曲，因应力变形而发生虚焊、短路等缺陷。
(2)组件与PCB板材在产生翘曲的同时，也会产生翘曲等空焊缺陷。基于组件中心的焊点被抬出PCB板材，给整个电气产品的生产质量带来了巨大的隐患。当没有焊膏来填补空白时，只使用焊剂，这种情况就会更为常见。但当只使用焊膏时，焊球与焊膏粘结会导致短路。

参考文献：

宋玉斌、邵荣旺、韩旭明等. 基于计算机视觉PCB板检测系统应用研究[ J ] . 2015年25日(3)北华航天工业学院学报. ??
章禹祺, 沈红卫. 基于视觉检测PCB缺焊检测方法分析[J]. 科技创新导报， 2019, 16(05):86-86. ??

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