FPC的主要缺陷有:
①線路缺損,斷路、短路、缺口、毛刺、線寬違例;
②線路變質(zhì),露銅、殘銅缺陷;
③焊盤缺陷,包括焊盤損壞、顆粒、變小、漏鍍等缺陷;
④變形缺陷,折痕、保護膜未貼合缺陷。
以一種照明方案檢測所有缺陷非常困難,必須根據(jù)檢測不同缺陷,設(shè)計不同照明方案。在FPC廠制造過程中,在銅箔基材上覆蓋棕色透明的保護膜片起阻焊作用,銅箔對于波長大于580nm光(橙色、紅色光)反射率為90%,棕色透明物質(zhì)對波長為620~760nm的光線吸收率約為70%,焊盤對白色光反射率超過80%。采用白光照明,焊盤與基材對比度最高,采用紅色光照明線路與基材擁有較高對比度。銅箔基材鏡面反射率高、可彎曲,由于芯片與基材的高度差,在其過渡處基材呈表面曲向,屬于正常現(xiàn)象。
為此設(shè)計以下3種照明方案:
1)檢測焊盤缺陷、線路缺損,可采用白色環(huán)形光源暗場照明??梢院唵螜z測線路板斷路、短路、毛刺、線寬違例等缺陷。暗場照明條件下,金屬材料鏡面反射強烈,圖像在銅箔基板、線路處會存在大面積條狀噪聲,導致缺口、殘銅、露銅缺陷無法識別;表面曲向在不同位置成像灰度不同,甚至導致光源在相機中直接可見,使得表面曲向處圖像細節(jié)丟失,難以區(qū)分表面曲向與折痕。
2)檢測線路缺損、線路變質(zhì)、焊盤漏鍍,可采用紅色連續(xù)漫反射照明。連續(xù)漫反射可以削弱表面曲向區(qū)域影響,此時圖像中在表面曲向、折痕處灰度變化小,變形缺陷無法檢測;焊盤表面細節(jié)丟失,可以識別焊盤漏焊,無法識別其他焊盤缺陷。優(yōu)點是圖像線路細節(jié)保留良好,無需對表面曲向進行預處理。
3)檢測變形缺陷、線路缺損、焊盤漏鍍,可采用紅色同軸光照明。光線垂直入射,使圖像中表面曲向區(qū)域灰度值與撓度成線性關(guān)系,實現(xiàn)表面曲向、折痕的定量分析;線路部分信噪比高,與基材擁有較高對比度,線路缺陷識別容易實現(xiàn);焊盤表面細節(jié)丟失,可檢測焊盤漏鍍、損壞,無法檢測其他焊盤缺陷。優(yōu)點是可以獲得細節(jié)最完整的圖像,但表面曲向?qū)D像影響較大,需在預處理中將表面曲向去除才能獲得較好的缺陷識別效果。若獲取彩色圖像,可采用白色同軸光照明,此時線路與基材對比度降低。