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儀測量被測點的X、Y、Z坐標，所需要的測量點一般為9個，且樣品表面檢查點(點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(點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)計測量焊盤，且同樣能有效表征被測PCB樣品所處的基準平面。

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

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

綜上所述，該方法有如下特點：

(1)可對在線產(chǎn)品進行無損測量;

(2)測量快速簡便、可對同一位置進行重復多次測量;

(3)測量精度受三維坐標儀儀器精度、被測樣品翹曲情況(如某些混壓板)限制;

(4)被測樣品(銅塊)距離板邊較遠時，因三維坐標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，其特點是采用高分辨率的鏡頭和特殊算法，先對被測樣品進行全面立體掃描(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)，采用相應的算法進行計算，并即時輸出結(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 接觸式三坐標儀測量

3.4.1 測量原理

機械加工業(yè)內(nèi)有一種測量樣品平面度的接觸式三坐標儀，其測量原理與常規(guī)影像式三坐標儀類似，即采用微小探頭接觸被測樣品表面獲取其三維坐標(圖8)，再經(jīng)過一系列計算，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)采用接觸式三坐標儀測量埋嵌銅塊共面度，可對大尺寸的PCB板進行無損在線測量;(2)采用接觸式三坐標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，存在較大的定位誤差;(3)采用接觸式三坐標儀測量公司埋嵌銅塊的共面度，其測量結(jié)果準確度和可重復性較好，且可實現(xiàn)編程測量，在測量樣品數(shù)量較多時，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測量法，兩種方法各有優(yōu)缺點，均需要做針對性的改進。