埋嵌式元件共面度測量方法研究（一）

該方法使用公司三維坐標(biāo)儀測量被測點(diǎn)的X、Y、Z坐標(biāo)，所需要的測量點(diǎn)一般為9個(gè)，且樣品表面檢查點(diǎn)(點(diǎn)2、3、6、7、9)分布在被測樣品(銅塊)的四角和中央，具有代表性。參考點(diǎn)(點(diǎn)1、4、5、8)為被測樣品四角PCB表面的銅面，不需專門在被測樣品(銅塊)周邊設(shè)計(jì)測量焊盤，且同樣能有效表征被測PCB樣品所處的基準(zhǔn)平面。

該方法在計(jì)算被測樣品(銅塊)的共面度時(shí)，采用如表2所示的計(jì)算方法(直接比較法)：

因上述方法輸出的是被測樣品(銅塊)表面5點(diǎn)的共面度值，且采用測量點(diǎn)與參考點(diǎn)縱坐標(biāo)直接比較的方法計(jì)算被測點(diǎn)的共面度值，故簡稱直接比較五點(diǎn)法。

綜上所述，該方法有如下特點(diǎn)：

(1)可對在線產(chǎn)品進(jìn)行無損測量;

(2)測量快速簡便、可對同一位置進(jìn)行重復(fù)多次測量;

(3)測量精度受三維坐標(biāo)儀儀器精度、被測樣品翹曲情況(如某些混壓板)限制;

(4)被測樣品(銅塊)距離板邊較遠(yuǎn)時(shí)，因三維坐標(biāo)儀樣品臺面尺寸和鏡頭行程(304.8 mm×152.4 mm×152.4 mm)限制，無法測量。

3.3 三維影像測量儀測量

近年來，隨著PCB行業(yè)對影像測量需求的增加，許多影像測量設(shè)備商開發(fā)了一系列的三維影像測量儀，其特點(diǎn)是采用高分辨率的鏡頭和特殊算法，先對被測樣品進(jìn)行全面立體掃描(圖7)，獲取其三維影像信息，并針對客戶的需求分析(平面的長度、寬度或形狀的測量，立體的形狀、位置或高度的測量等)，采用相應(yīng)的算法進(jìn)行計(jì)算，并即時(shí)輸出結(jié)果。

該方法盡管測量精度高，所得圖片清晰、形象，但由于其操作臺面較小(約200 mm×200 mm)、掃描時(shí)間長、測量精度受到光源類型和被測樣品表面清潔度等因素影響，不適用于公司埋嵌銅塊產(chǎn)品的共面度在線檢查。

3.4 接觸式三坐標(biāo)儀測量

3.4.1 測量原理

機(jī)械加工業(yè)內(nèi)有一種測量樣品平面度的接觸式三坐標(biāo)儀，其測量原理與常規(guī)影像式三坐標(biāo)儀類似，即采用微小探頭接觸被測樣品表面獲取其三維坐標(biāo)(圖8)，再經(jīng)過一系列計(jì)算，輸出被測樣品的平面度、三維尺寸等信息。分析其測量原理可知，可利用其測量公司埋嵌銅塊的共面度。

3.4.2 測量結(jié)果與分析

使用接觸式三坐標(biāo)儀測量公司埋嵌銅塊產(chǎn)品的測量和分析結(jié)果如表3、表4.測量效率分析如表5.

3.4.3 小結(jié)

(1)采用接觸式三坐標(biāo)儀測量埋嵌銅塊共面度，可對大尺寸的PCB板進(jìn)行無損在線測量;(2)采用接觸式三坐標(biāo)儀測量埋嵌銅塊共面度，其Z向測量結(jié)果不受影像測量方法的聚焦能力影響，但在測量微小尺寸的埋嵌銅塊(2 mm或更小)時(shí)，存在較大的定位誤差;(3)采用接觸式三坐標(biāo)儀測量公司埋嵌銅塊的共面度，其測量結(jié)果準(zhǔn)確度和可重復(fù)性較好，且可實(shí)現(xiàn)編程測量，在測量樣品數(shù)量較多時(shí)，其測量效率較高。

3.5 各測量方法對比匯總

匯總上述四種測量方法的對比結(jié)果，如表6所示。

公司前期常用的方法為金相切片分析法和三坐標(biāo)測量法，兩種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，均需要做針對性的改進(jìn)。