隨著電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，終端電子產(chǎn)品對PCB產(chǎn)業(yè)的精細(xì)化要求越來越高。鉆孔是PCB制造中的一個重要環(huán)節(jié)，已經(jīng)發(fā)展到最小孔徑0.08mm、最小孔間距0.1mm甚至更高的水平。除了導(dǎo)通孔、零件孔，還有槽孔、異形孔、板外形等，均需要檢查。如何對PCB板的鉆孔品質(zhì)進行高效、精確的檢測，成為保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，PCB驗孔機正是應(yīng)用于鉆孔質(zhì)量檢查的一種自動光學(xué)檢查設(shè)備。本文旨在簡析驗孔機在鉆孔環(huán)節(jié)中的作用，為PCB廠家提供參考經(jīng)驗。

在PCB鉆孔工藝中，需主要管控以下可能發(fā)生的品質(zhì)問題：多孔、漏孔、移位、錯鉆、未透、孔損、偏廢、披鋒、塞孔。目前各廠家的管控方法，主要是鉆前規(guī)范鉆機操作工藝，以及鉆后加強檢驗手段。實際生產(chǎn)中，由于鉆前手段只能降低錯誤發(fā)生的概率，不能徹底消除，必須依靠鉆后檢驗來確保產(chǎn)品質(zhì)量。

在鉆后檢查中，目前很多國內(nèi)廠家還在采用塞規(guī)結(jié)合人工目視菲林（膠片）套檢比對的方法：通過塞規(guī)重點檢查孔大、孔小，通過菲林重點檢查多孔、漏孔、移位、未穿、未透，其他的孔損、披鋒、孔塞等通過人工目視來完成。在使用菲林檢查時，每種產(chǎn)品鉆孔時先鉆出一張紅菲林樣板，檢驗時通過銷釘與產(chǎn)品板固定，人工在燈箱下目視檢查。這種方法理論上可以檢查出各種不良，但是實際中的效果折扣很大。

主要問題體現(xiàn)在：

第一，不能保證小尺寸孔徑的檢查要求：生產(chǎn)實踐表明，對最小孔徑≥0.5mm的PCB，人工可在保證一定生產(chǎn)效率的前提下達到較高的檢查效果。這是由人眼的最小可識別視角、工作距離、注意力可持續(xù)時間決定的。隨著孔徑尺寸的減小，對于0.5mm以下的產(chǎn)品板，人眼的檢驗?zāi)芰杆傧陆担瑢τ凇?.25mm的產(chǎn)品板，人工連抽檢質(zhì)量都難以保證。

第二，人工檢查的效率有局限：人工檢查的效率，與孔數(shù)、最小孔徑有直接的關(guān)系。實際生產(chǎn)經(jīng)驗表明，在10000孔以上、最小孔＜0.5mm時，效率會顯著降低，人工只適合抽檢。對于高密度板，依靠人工已經(jīng)無法保證鉆孔的質(zhì)量。

第三，不能保證品質(zhì)的穩(wěn)定性：人工會受到經(jīng)驗、情緒、疲勞度、責(zé)任心等多方面因素的影響，難以保證品質(zhì)的穩(wěn)定性。一些廠家不得以采用多道人工、重復(fù)檢查的方法，但依然不能確保品質(zhì)的穩(wěn)定性。

為了解決以上問題，很多PCB大廠已經(jīng)在大范圍采用驗孔AOI設(shè)備來替換人工。特別是日資企業(yè)和臺資企業(yè)，多年實踐證明這種新方法的有效性，值得眾多的國內(nèi)PCB廠家重視和借鑒。

驗孔AOI設(shè)備屬于自動光學(xué)檢查設(shè)備，根據(jù)鉆孔的各種缺陷的圖像形態(tài)，統(tǒng)分為：多孔、少孔、孔大、孔小、殘屑、孔偏、孔形態(tài)。具體分為兩種：一是驗孔機，二是孔位量測檢查機（Hole-AOI）。實際中還有X-Ray檢查機，主要做埋盲孔、多層板對位分析使用，與人工菲林套檢的目標(biāo)不一致，不屬于本文的分析范圍。

根據(jù)PCB廠家的設(shè)備配套經(jīng)驗，推薦采用多套驗孔機做首板、底板的全檢，重點檢查多孔、少孔、孔大、孔小、殘屑；采用1臺孔位量測檢查機做抽檢，重點檢查孔偏。兩種設(shè)備的特點分別如下：

驗孔機：優(yōu)點是價格低，檢查效率快，檢查1片600mm×600mm的PCB平均6~7秒，可以實現(xiàn)多孔、少孔、孔大、孔小、殘屑的檢查。缺點是對于孔位檢查能力不高，只能檢出嚴(yán)重的不良。根據(jù)廠家的實際生產(chǎn)經(jīng)驗，一般平均15臺鉆機配置1臺驗孔機。

孔位量測檢查機：優(yōu)點是可實現(xiàn)所有項目的檢查。缺點是價格高（約是驗孔機的3~4倍），檢查效率低，檢查1片需要幾分鐘甚至更長時間。一般推薦配置1臺做產(chǎn)品的抽檢，補充驗孔機對孔位檢查的不足。

驗孔AOI設(shè)備的檢查原理：采用光學(xué)系統(tǒng)采集PCB鉆孔成像，與設(shè)計文件（鉆帶文件或Gerber文件）做比對，當(dāng)兩者一致時說明鉆孔正確，否則說明鉆孔存在問題，再根據(jù)圖像形態(tài)分析、歸類缺陷的類型。驗孔設(shè)備是與鉆孔的設(shè)計文件進行對比的，人工目檢時是與菲林進行對比的，在檢驗原理上可以避免由于出現(xiàn)菲林鉆孔錯誤導(dǎo)致的問題，可信任度更高。

PCB驗孔機技術(shù)解析

驗孔機對PCB鉆孔工藝的作用體現(xiàn)在以下幾個方面：

第一，高效、穩(wěn)定的鉆孔品質(zhì)檢查：

常規(guī)檢查：可在最小孔徑為0.15mm、8m/min的速度下，同時檢查多孔、少孔、孔大、孔小、殘屑缺陷，并標(biāo)出缺陷的位置、Review缺陷圖像，為人工提供判定依據(jù)。

殘屑檢查：在鉆孔首件檢查中，殘屑并不是最關(guān)注的重點；但是在電鍍前，殘屑要引起足夠的重視。為了減小殘屑對沉銅質(zhì)量的影響，PCB廠家在電鍍前一般通過磨平、清洗的方法來去除殘屑，但實際中還是不能100%完全洗凈，越是高密板清洗效果就越差。理論上每塊PCB都會存在殘屑，因此要求全檢所有產(chǎn)品的所有鉆孔，依靠人工目視是不現(xiàn)實的，但是采用驗孔機使之成為了可能。

品質(zhì)提升：穩(wěn)定性是設(shè)備的最大優(yōu)勢，穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量能夠提升PCB廠的品牌影響力，直接提高廠家的接單能力。

第二，輔助生產(chǎn)、品質(zhì)部門的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析：

刀具分析：可分析PCB中不同鉆刀的鉆孔孔徑平均偏差，實時監(jiān)督可能發(fā)生的鉆刀磨損、及時發(fā)現(xiàn)錯刀的問題，避免批量廢板。

產(chǎn)能分析：可統(tǒng)計日、月、季度、年的產(chǎn)能、平均生產(chǎn)效率，為各種管控手段提供分析數(shù)據(jù)，改善工廠運營管理能力。

機臺分析：可統(tǒng)計每臺鉆機的產(chǎn)量、品種、品質(zhì)問題點，提高對機臺的細(xì)節(jié)管理能力。

第三，節(jié)約成本，投入產(chǎn)出比高：

品檢人員：在保證質(zhì)量、提高效率的前提下，1臺驗孔機平均可節(jié)省2~3名品檢人員。

原材料：可節(jié)省菲林的物料成本，對于中小批量廠更有意義。

客戶投訴：可節(jié)省鉆孔缺陷造成的退單、罰款成本，盡管不像節(jié)省的人員、物料一樣可直接計算，但是年平均節(jié)省成本甚至高于驗孔機的采購成本。

隨著PCB廠家對鉆孔工藝更高的品質(zhì)要求，在人工成本提高、人工檢查能力逐漸不能勝任的壓力下，驗孔機的重要性日益明顯。

驗孔機的使用時間已經(jīng)超過十年，設(shè)備的功能和性能一直在不斷提升，與生產(chǎn)的配合度越來越緊密。特別是隨著高密度板的快速發(fā)展，驗孔機已經(jīng)由原來的輔助設(shè)備逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)殛P(guān)鍵配套設(shè)備。在很多PCB老廠的設(shè)備改造、新廠籌建中，驗孔機設(shè)備的普及性會越來越高。