印制电路板蚀刻装置、蚀刻残留检测装置和方法

技术领域

本发明涉及印制电路板加工技术领域，具体地，涉及一种印制电路板蚀刻装置、蚀刻残留检测装置和方法。

背景技术

随着电子产品的向轻、小、薄方向发展。作为电子元器件载体的印制电路板（PCB板）在设计线宽及线距时也趋于细密化。现有电路板加工流程中，在蚀刻出所需线路后需将电路板整个取出，再在灯光下用放大镜检查线路间距位置是否有铜残留，确认无异常后再进行干膜或锡保护层的剥离。这种方法检测速度慢、耗时较多、耗费人力且蚀刻残留检出率不高，不利于批量生产。此外，检测过程中多次搬运会导致电路板上铜面被划伤，造成品质异常等问题。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。例如，本发明的目的之一在于提供一种能够自动进行残留检测、蚀刻残留检出率高的印制电路板蚀刻残留检测装置。又如，本发明的另一目的在于提供一种能够快速判定蚀刻后印制电路板是否存在蚀刻残留、减少电路板搬运次数、提高蚀刻残留检出率和生产效率的印制电路板蚀刻残留检测方法。

为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种印制电路板蚀刻残留检测装置。

一种印制电路板蚀刻残留检测装置，所述蚀刻残留检测装置包括传送单元、光源、图像采集单元和比对分析单元，其中，

所述传送单元能够接收蚀刻后的待测印制电路板并传送待测印制电路板；

所述光源设置在待测印制电路板之下，所述光源发出的光线能够透过待测印制电路板基材上裸露的区域，以在待测印制电路板上形成明暗相间的图形；

所述图像采集单元设置在待测印制电路板上方，所述图像采集单元能够抓拍待测印制电路板以获得图像；

所述比对分析单元具有存储有不同型号印制电路板无蚀刻残留图像的数据库，所述比对分析单元根据图像采集单元抓拍的图像识别出待测印制电路板的型号，并将抓拍的图像与自身数据库中对应型号印制电路板的无蚀刻残留图像进行比对，以判断待测印制电路板上是否存在蚀刻残留。

在本发明一方面的一个示例性实施例中，所述图像采集单元能够抓拍待测印制电路板以获得图像可包括：

根据待测印制电路板的型号和尺寸将待测印制电路板划分为1~12个矩形区域，对每个矩形区域分别进行图像采集并编号。

在本发明一方面的一个示例性实施例中，所述蚀刻残留检测装置还可包括耐酸碱透明灯罩，所述耐酸碱透明灯罩套设在所述光源上。

在本发明一方面的一个示例性实施例中，所述图像采集单元可为多个摄像头，所述多个摄像头设置在与待测印制电路板平行的平面上且呈并列设置。

在本发明一方面的一个示例性实施例中，所述传送单元可包括沿同一水平面上间隔预定距离设置的多个行辘，每个行辘都包括轴承和固定套设在轴承上的多个滚轮，所述多个滚轮的外圆周与待测印制电路板下表面接触，所述多个行辘沿同一方向旋转以传送待测印制电路板。

在本发明一方面的一个示例性实施例中，所述蚀刻残检测留装置能够检出的蚀刻残留宽度可为0.05mm以上。

在本发明一方面的一个示例性实施例中，所述传送单元以预定速度传送待测印制电路板，所述预定速度可为4~7m/min。

在本发明一方面的一个示例性实施例中，所述光源的光照强度可为450~1100lm。

本发明一方面还提供了一种印制电路板蚀刻装置，所述蚀刻装置可包括蚀刻机，还可包括如上任意一项所述的印制电路板蚀刻残留检测装置，其中，所述传送单元包括所述蚀刻机的出板段的行辘。

在本发明另一方面提供了一种印制电路板蚀刻残留检测方法，所述蚀刻残留检测方法可通过如上任意一项所述的印制电路板蚀刻残留检测装置来实现，且所述方法可包括步骤：

分别将不同型号无蚀刻残留的印制电路板放入传送单元，根据不同型号印制电路板的型号和尺寸设置抓拍区域的数量，利用图像采集单元进行图像采集并按型号分类存储在比对分析单元数据库中；以及放入待测印制电路板，利用印制电路板蚀刻残留检测装置进行蚀刻残留检测。

与现有技术相比，本发明的有益效果可包括以下内容中至少一项：

（1）使用自动化检测替代原来的人力检测，提高了蚀刻残留检出率，降低了人力成本，提高了生产效率，降低了不良印制电路板流入后续工序的概率；

（2）针对不同类型的印制电路板都能进行检查，可调整对应的检测精度，应用范围广，操作简便，适应性强；

（3）不必搬运印制电路板，减少了因多次搬运造成的铜面划伤品质异常；

（4）能够及时发现蚀刻设备、板件、药水等参数异常，减少返工和报废，提高生产效率，节约成本。

附图说明

图1示出了根据本发明的一个示例性实施例的印制电路板蚀刻残留检测装置的结构示意图。

附图标记如下：

1-待测印制电路板、2-传送单元、3-光源、4-图像采集单元、5-比对分析单元。

具体实施方式

在下文中，将结合附图和示例性实施例来详细说明本发明的印制电路板蚀刻装置、蚀刻残留检测装置和方法。

图1示出了根据本发明的一个示例性实施例的印制电路板蚀刻残留检测装置的结构示意图。

在本发明的第一示例性实施例中，印制电路板蚀刻残留检测装置主要包括传送单元2、光源3、图像采集单元4和比对分析单元5。

其中，所述传送单元能够接收蚀刻后的待测印制电路板1并传送待测印制电路板1。例如，如图1所示，所述传送单元2包括沿同一水平面上间隔预定距离设置的多个行辘，每个行辘都包括轴承和固定套设在轴承上的多个滚轮，所述多个滚轮的外圆周与待测印制电路板1下表面接触，所述多个行辘沿同一方向旋转以传送待测印制电路板1。这里，所述相邻两个行辘上多个滚轮可呈彼此间隔设置，以使待测印制电路板1受到的支撑更加均匀。

在本实施例中，如图1所示，所述光源3设置在待测印制电路板1之下，所述光源3发出的光线能够透过待测印制电路板1基材上裸露的区域，以在待测印制电路板1上形成明暗相间的图形。这里，只需将光源3设置在印制电路板1所在的平面之下，以使光源3发出的光线能够照射到待测印制电路板即可。例如，所述光源可为LED灯带，所述LED灯带设置在待测印制电路板1之下并位于相邻两个行辘之间。多条LED灯带可均匀分布在整个待测印制电路板1所在区域之下。

在本实施例中，如图1所示，所述图像采集单元4设置待测印制电路板1上方，所述图像采集单元4能够抓拍待测印制电路板1以获得图像。例如，所述图像采集单元可以为多个摄像头，所述多个摄像头设置在与待测印制电路板1平行的平面上且呈并列设置。具体来讲，如图1中所示，传送单元2将待测印制电路板1从左到右传送，多个摄像头设置在与待测印制电路板1上方与待测印制电路板1平行的平面上。这里，多个摄像头可在与印制电路板传送方向垂直的方向并列设置进行图像采集，这样可以减少摄像头的数量。

在本实施例中，如图1所示，所述比对分析单元5具有存储有不同型号印制电路板无蚀刻残留图像的数据库，所述比对分析单元根据图像采集单元抓拍的图像识别出待测印制电路板的型号，并将抓拍的图像与自身数据库中对应型号印制电路板的无蚀刻残留图像进行比对，以判断待测印制电路板上是否存在蚀刻残留。例如，所述比对分析单元可以为计算机，通过计算机上安装的图像识别软件来进行蚀刻残留判定。这里，为了提高比对识别单元的识别速度，可以针对不同类型和型号印制电路板设置识别精度。例如，针对印制电路板上相邻两条线宽之间间距较小，或容易发生蚀刻残留的印制电路板型号，可以提高比对识别单元的识别精度以提高蚀刻残留检出率；而对不易发生蚀刻残留的型号则可适当降低识别精度以提高检测速率。

在本示例性实施例中，所述蚀刻残留检测装置还可包括耐酸碱透明灯罩，所述耐酸碱透明灯罩套设在光源3上。这里，从蚀刻机出来的印制电路板上会残留蚀刻液，蚀刻液会腐蚀光源，通过设置耐酸碱的透明灯罩可以保护光源3，延长光源的使用寿命。

在本示例性实施例中，所述图像采集单元能够抓拍待测印制电路板以获得图像可包括步骤：

根据待测印制电路板的型号和尺寸将待测印制电路板划分为1~12个矩形区域，对每个矩形区域分别进行图像采集并编号。例如，对于常用的620mm*520mm规格的印制电路板可按长度方向划分为三排，宽度方向划分为四列形成12个区进行图像采集，将采集的图像按顺序编号，比对识别单元按顺序进行比对。当然，也可以根据电路上相邻线路之间的距离调整图像采集区域的大小和数量。

在本示例性实施例中，所述蚀刻残留装置能够检出蚀刻残留宽度可为0.05mm以上。所述传送单元2以预定速度传送待测印制电路板1，所述待测印制电路板1在传送单元上的传输速度可为4~7m/min。通过将待测印制电路板在传送单元上的传送速度控制在4~7m/min，能够使图像采集单元获得更加清晰的图像，从而能够提高蚀刻残留检出效率。

在本示例性实施例中，光源3的光照强度可为450~1100lm。这里，光源光照强度过高和过低都会造成图像采集不清晰，只有将光源的光照强度控制在合适的范围才能得到清晰的图像，从而提高蚀刻残留的检出率。

在本示例性实施例中，所述蚀刻残留检测装置的蚀刻残留检出率可达80%~90%。相较人工检测（蚀刻残留检出率约为60%），蚀刻残留检出率和检出速率均大大提升。通过对印制电路板蚀刻残留进行检查，能够及时发现蚀刻设备、板件、药水等参数异常，减少返工和报废，提高生产效率，节约成本。

本发明另一方面提供了一种印制电路板蚀刻残留检测方法。

在本发明第二示例性实施例中所述蚀刻残留检测方法可通过上述第一示例性实施例所述的印制电路板蚀刻残留检测装置来实现，分别将不同型号无蚀刻残留的印制电路板放入传送单元，根据不同型号印制电路板的型号和尺寸设置抓拍区域的数量，利用图像采集单元进行图像采集并按型号分类存储在比对分析单元数据库中。具体来讲，进行蚀刻残留检测前，先在比对分析单元数据库中录入各个型号印制电路板无蚀刻残留图像作为后面进行蚀刻残留检测的比对基础图像。

放入已知或未知型号的待测印制电路板，利用印制电路板蚀刻残留检测装置进行蚀刻残留检测。这里，当检测装置通过比对发现首件印制电路板上蚀刻残留时，可及时调整蚀刻参数避免后序批量印制电路板发生时刻残留。同时，对于生产过程中发现且没有进入退除线路保护层流程的印制电路板可进行返工蚀刻，避免了后工序返工或报废。

本发明的检测原理是：在蚀刻后出板位置行辘底部加装光源，在开启灯光的情况下，当蚀刻后的印制电路板传送到光源上方时，若间距位置底层铜被蚀刻干净，则光源的光线可穿透印制电路板基材，图像抓拍单元抓拍的图像呈现透光和不透光相间的线条图案。若间距位置仍存在蚀刻残留，则光线无法透过铜层，间距位置则显示为黑色。比对分析单元可根据抓拍的图像的形状来快速判定印制电路板间距位置是否蚀刻干净。

本发明另一方面还提供了一种印制电路板蚀刻装置。

在本发明第三示例性实施例中，所述印制电路板蚀刻装置可包括蚀刻机，还可包括上述第一示例性实施例所述的印制电路板蚀刻残留检测装置，其中，所述传送单元可包括所述蚀刻机的出板段的行辘。

在本发明第四示例性实施例中，印制电路板蚀刻残留检测机构可包括：传送单元，所述传送单元能够接收蚀刻后的待测印制电路板并传送待测印制电路板；光源，所述光源设置在待测印制电路板之下，所述光源发出的光能够透过所述待测印制电路板的基材但不穿透金属（例如，铜）；图像采集单元，所述图像采集单元设置在待测印制电路板上方，用于获得待测印制电路板图像。这里，蚀刻机在待测印制电路板上蚀刻出线路（由金属形成），线路之间具有间距；以及判断单元，与所述图像采集单元连接，用于从所述图像采集单元接收待测印制电路板图像，并根据所述待测印制电路板图像上的线路之间的间距处是否透光来判断待测印制电路板上是否存在蚀刻残留。

在本发明第五示例性实施例中，印制电路板蚀刻系统包括蚀刻机，所述蚀刻机包括出板段，还包括上述第四示例性实施例所述的印制电路板蚀刻残留检测单元，其中，所述出板段的行辘可作为所述传送单元，用于输送蚀刻后的印制电路板，所述蚀刻机能够在印制电路板上形成线路，线路之间具有间距；所述光源设置在所述出板段行辘的下方；所述图像采集单元设置在所述出板段行辘的上方。

具体地，可以通过在蚀刻后出板段行辘底部加装LED灯带，在开启灯光的情况下，当蚀刻后的印制电路板传送到灯带上方时，若印制电路板上的线路间距位置处的底层铜被蚀刻干净，则灯光可穿透印制电路板基材。若间距位置仍存在有铜，因光线无法穿透铜层，间距位置则显示为黑色。因此，判断单元可根据线路间距是否透光来快速判定印制电路板上的线路间距位置是否蚀刻干净。

在本实施例，可根据印制电路板图像上的线路间距处的透光状况，来快速判定线路间距位置是否蚀刻干净。但本发明不限于此，除了通过判断单元直接根据线路间距处的透光状况来判断蚀刻残留之外，还可以通过如上所述实施例的比对分析单元来比对判断。

综上所述，本发明的有益效果可包括一下内容中至少一项：

（1）使用自动化检测替代原来的人力检测，提高了蚀刻残留检出率，降低了人力成本，提高了生产效率，降低了不良印制电路板流入后续工序的概率；

（2）针对不同类型的印制电路板都能进行检查，可调整对应的检测精度，应用范围广，操作简便，适应性强；

（3）不必搬运印制电路板，减少了因多次搬运造成的铜面划伤品质异常；

（4）能够及时发现蚀刻设备、板件、药水等参数异常，减少返工和报废，提高生产效率，节约成本。

尽管上面已经结合附图和示例性实施例描述了本发明，但是本领域普通技术人员应该清楚，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改。