埋嵌式元件共面度測(cè)量方法研究（一）

該方法使用公司三維坐標(biāo)儀測(cè)量被測(cè)點(diǎn)的X、Y、Z坐標(biāo)，所需要的測(cè)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(cè)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(cè)樣品四角PCB表面的銅面，不需專門在被測(cè)樣品(銅塊)周邊設(shè)計(jì)測(cè)量焊盤，且同樣能有效表征被測(cè)PCB樣品所處的基準(zhǔn)平面。

該方法在計(jì)算被測(cè)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(cè)樣品(銅塊)表面5點(diǎn)的共面度值，且采用測(cè)量點(diǎn)與參考點(diǎn)縱坐標(biāo)直接比較的方法計(jì)算被測(cè)點(diǎn)的共面度值，故簡(jiǎn)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(duì)在線產(chǎn)品進(jìn)行無(wú)損測(cè)量;

(2)測(cè)量快速簡(jiǎn)便、可對(duì)同一位置進(jìn)行重復(fù)多次測(cè)量;

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

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

3.3 三維影像測(cè)量?jī)x測(cè)量

近年來(lái)，隨著PCB行業(yè)對(duì)影像測(cè)量需求的增加，許多影像測(cè)量設(shè)備商開(kāi)發(fā)了一系列的三維影像測(cè)量?jī)x，其特點(diǎn)是采用高分辨率的鏡頭和特殊算法，先對(duì)被測(cè)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(duì)客戶的需求分析(平面的長(zhǎng)度、寬度或形狀的測(cè)量，立體的形狀、位置或高度的測(cè)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(cè)量精度高，所得圖片清晰、形象，但由于其操作臺(tái)面較小(約200 mm×200 mm)、掃描時(shí)間長(zhǎng)、測(cè)量精度受到光源類型和被測(cè)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(cè)量

3.4.1 測(cè)量原理

機(jī)械加工業(yè)內(nèi)有一種測(cè)量樣品平面度的接觸式三坐標(biāo)儀，其測(cè)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(cè)樣品表面獲取其三維坐標(biāo)(圖8)，再經(jīng)過(guò)一系列計(jì)算，輸出被測(cè)樣品的平面度、三維尺寸等信息。分析其測(cè)量原理可知，可利用其測(cè)量公司埋嵌銅塊的共面度。

3.4.2 測(cè)量結(jié)果與分析

使用接觸式三坐標(biāo)儀測(cè)量公司埋嵌銅塊產(chǎn)品的測(cè)量和分析結(jié)果如表3、表4.測(cè)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(cè)量埋嵌銅塊共面度，可對(duì)大尺寸的PCB板進(jìn)行無(wú)損在線測(cè)量;(2)采用接觸式三坐標(biāo)儀測(cè)量埋嵌銅塊共面度，其Z向測(cè)量結(jié)果不受影像測(cè)量方法的聚焦能力影響，但在測(cè)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(cè)量公司埋嵌銅塊的共面度，其測(cè)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(cè)量，在測(cè)量樣品數(shù)量較多時(shí)，其測(cè)量效率較高。

3.5 各測(cè)量方法對(duì)比匯總

匯總上述四種測(cè)量方法的對(duì)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(cè)量法，兩種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，均需要做針對(duì)性的改進(jìn)。