一、引言

   印制電路板（PCB）作為“電子產(chǎn)品之母”，廣泛應(yīng)用于消費電子、計算機、通訊設(shè)備、汽車等眾多領(lǐng)域， 行業(yè)周期性及成長性并存。近年來，大陸市場受益于全球 PCB 產(chǎn)能轉(zhuǎn)移以及下游龐大電子終端市場， PCB 產(chǎn)值呈現(xiàn)較快發(fā)展趨勢，目前已經(jīng)成為全球最大 PCB 產(chǎn)品生產(chǎn)地區(qū)。展望后續(xù)，PCB 制造方面，在 AI 大模型快速迭代與廣泛應(yīng)用，以及汽車電動化/智能化等大浪潮下，服務(wù)器、汽車 PCB 將迎來量價齊升機遇。隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，印制電路板（PCB）作為電子設(shè)備的重要組成部分，其質(zhì)量管控愈發(fā)關(guān)鍵。機器視覺系統(tǒng)在 PCB 質(zhì)量檢測中發(fā)揮著重要作用，而機器視覺光源作為機器視覺系統(tǒng)的關(guān)鍵一環(huán)，對 PCB 檢測的準確性、效率等有著直接影響。

二、PCB板分類

   PCB 按線路圖層分類可以分為單面板、雙面板、多層板。單面板是最基礎(chǔ)的 PCB，應(yīng)用于普通家電、電子遙控器等基礎(chǔ)電子產(chǎn)品；雙面板由于兩面都有布線，如消費電子、計算機、汽車電子、工業(yè)控制等。多層板可進一步分為中底層板和高層板，主要可分為 4-6 層、8-16 層、18 層及以上的電路板，可用于較為復(fù)雜的電路，其中高層板主要用于通訊設(shè)備、高端服務(wù)器、軍事等領(lǐng)域。

   PCB 按產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分類可分為剛性板（硬板）、撓性板（軟板）、剛撓結(jié)合板、半撓性板、HDI 板、封裝基板。剛性版為剛性基材制造而成，且可以為電子組件提供機械支撐，應(yīng)用范圍廣泛。撓性板為柔性印制電路板，采用可彎曲材料制成，可以節(jié)省所需空間，所以多應(yīng)用于各類消費電子設(shè)備。HDI 板采取高密度互連技術(shù)，提高了板件布線密度，并支持使用先進的封裝技術(shù)應(yīng)用。封裝基板即 IC 封裝載板，直接用于搭載芯片，并提供電連接、保護、支撐、散熱、組裝等功能。

三、機器視覺光源的作用

   在機器視覺系統(tǒng)中，光源是決定圖像質(zhì)量的最重要因素。選擇合適的光源，可以使圖像中的目標(biāo)特征與背景信息得到最佳分離，從而大大降低圖像處理的難度，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。機器視覺光源的作用主要體現(xiàn)在突出測量特征、簡化圖像處理算法、克服環(huán)境光的干擾、提高圖像信噪比、提高視覺系統(tǒng)的定位、測量、識別精度以及系統(tǒng)的運行速度，同時降低系統(tǒng)設(shè)計的復(fù)雜度。

四、PCB在機器視覺上的應(yīng)用案例

案例1：PCB板Mark點定位

效果圖

架設(shè)示意圖

檢測pcb上的Mark點，使用環(huán)形光能使 Mark 點充分被照亮。由于 Mark 點一般設(shè)計為實心圓且表面經(jīng)過特殊處理（如銅材料表面噴錫），在環(huán)形光的照射下，其反光特性使得 Mark 點更加明亮。而背景部分因光線的散射和吸收等原因，亮度相對較低，這樣 Mark 點的特征就會更加突出，便于機器視覺系統(tǒng)快速、準確地識別 Mark 點的位置和形狀。

案例2：PCB板二維碼識別

      效果圖     

架設(shè)示意圖

檢測pcb上的二維碼，使用同軸光，對于二維碼部分，由于其表面材質(zhì)和印刷工藝，光線可能會被吸收或散射，從而呈現(xiàn)出黑色效果。而背景部分通常是 PCB 板的其他區(qū)域，表面相對平整光滑或白色背景，能夠較好地反射同軸光，進而被打亮。這種一黑一亮的效果顯著增強了二維碼與背景之間的對比度，使二維碼的線條、圖案等特征更加清晰地顯現(xiàn)出來，便于機器視覺系統(tǒng)準確識別二維碼的信息。

案例3：PCB板元器件有無檢測

 效果圖

架設(shè)示意圖

檢測pcb板上元器件有無，使用圓頂加同軸光組合。同軸光垂直照射時，能夠減少因光線斜射而產(chǎn)生的鏡面反射，降低膠水表面反光的可能性。圓頂光從多個方向均勻照射，使得光線在膠水表面的反射更加分散，避免了集中的反光點。通過合理調(diào)整兩種光源的強度，可以將膠水表面的反光控制在一個較低的水平，確保圖像中膠水部分不會因反光而出現(xiàn)過亮區(qū)域，影響對膠內(nèi)部元器件的觀察和識別。

案例4：PCB板字符識別檢測

效果圖 

 架設(shè)示意圖

檢測pcb板上的字符，使用隧道光配合線陣相機。PCB 板上的字符通常是通過絲印等工藝制作的，其表面材質(zhì)和光澤度與背景有所不同。隧道光從多個方向照射時，能夠更好地增強字符表面的光線反射。由于字符部分對光線的反射特性與背景不同，漫反射的光線可以使字符在各個角度都能接收到足夠的光線，從而使字符更加明亮清晰。例如，對于一些微小的字符，在隧道光的照射下，其細節(jié)能夠更清楚地展現(xiàn)出來，便于機器視覺系統(tǒng)進行識別。

案例5：PCB板缺陷檢測

效果圖 

架設(shè)示意圖

檢測pcb表面缺陷，使用同軸光。PCB 板上的缺陷，如劃痕、孔洞、雜質(zhì)等，其表面結(jié)構(gòu)與正常區(qū)域不同。當(dāng)高亮同軸光照射到這些缺陷處時，光線會發(fā)生吸收、散射等現(xiàn)象。例如，劃痕會使光線在其表面發(fā)生不規(guī)則的散射，導(dǎo)致反射回機器視覺系統(tǒng)的光線減少；孔洞則會吸收部分光線，使得該區(qū)域的反射光強度明顯低于周圍正常區(qū)域。這種光線反射的差異使得缺陷特征在圖像中呈現(xiàn)出較暗的效果，與被打亮的正常表面形成鮮明對比。

五、結(jié)論

   機器視覺光源在 PCB 檢測中具有不可替代的作用。不同類型的機器視覺光源在 PCB 檢測的各個方面發(fā)揮著獨特的優(yōu)勢，通過合理選擇和應(yīng)用光源，可以提高 PCB 檢測的效率和準確性，為 PCB 生產(chǎn)的質(zhì)量管控提供有力支持。隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展和 PCB 制造工藝的日益復(fù)雜，對機器視覺光源的性能和應(yīng)用也提出了更高的要求。未來，機器視覺光源技術(shù)將不斷創(chuàng)新和發(fā)展，以更好地滿足 PCB 檢測的需求，推動 PCB 產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。