1. 引言
柔性PCB(FPC)因可彎曲、輕?。ê穸?.1mm~0.3mm),廣泛應(yīng)用于折疊屏手機(jī)、智能穿戴設(shè)備,但FPC在AOI檢測(cè)中易出現(xiàn)“變形導(dǎo)致的檢測(cè)偏差”——某折疊屏廠商數(shù)據(jù)顯示,F(xiàn)PC因搬運(yùn)、吸附變形,AOI尺寸誤判率達(dá)18%,其中線路寬度誤判(實(shí)際0.1mm,檢測(cè)0.13mm)占比60%,直接導(dǎo)致3%的FPC誤判為不良品。柔性PCB AOI需符合**IPC-6012F(柔性印制板標(biāo)準(zhǔn))第2.5條款**,檢測(cè)精度需≤±0.03mm。捷配深耕柔性PCB AOI檢測(cè)6年,自主研發(fā)“變形補(bǔ)償算法”,累計(jì)檢測(cè)折疊屏FPC超1200萬(wàn)片,檢測(cè)精度穩(wěn)定在±0.02mm,本文拆解FPC變形原因、圖像校正方法及夾具優(yōu)化路徑,助力企業(yè)解決變形檢測(cè)難題。
柔性 PCB AOI 檢測(cè)的核心挑戰(zhàn)是 “變形不可控”,需結(jié)合IPC-TM-650 2.8.23(柔性 PCB AOI 標(biāo)準(zhǔn)) 拆解變形類(lèi)型與影響:一是 “搬運(yùn)變形”,F(xiàn)PC 厚度?。?.1mm),機(jī)械臂搬運(yùn)時(shí)易產(chǎn)生彎曲變形(曲率半徑≤5mm),導(dǎo)致線路位置偏移,檢測(cè)尺寸偏差超 0.05mm,捷配測(cè)試顯示,彎曲變形 1mm 會(huì)導(dǎo)致線寬檢測(cè)偏差 0.03mm;二是 “吸附變形”,AOI 真空吸附時(shí),F(xiàn)PC 表面易產(chǎn)生局部凹陷(深度≤0.02mm),使圖像采集出現(xiàn) “偽缺陷”(如凹陷處誤判為線路缺口),凹陷導(dǎo)致的誤判占比 35%;三是 “熱變形”,F(xiàn)PC 基材(如 PI)熱膨脹系數(shù)大(20ppm/℃),環(huán)境溫度波動(dòng) 5℃會(huì)導(dǎo)致尺寸偏差 0.02mm,不符合IPC-6012F 對(duì)溫度穩(wěn)定性的要求。傳統(tǒng) AOI 采用 “剛性 PCB 檢測(cè)邏輯”,無(wú)變形補(bǔ)償功能,對(duì) FPC 檢測(cè)精度僅 ±0.05mm;而捷配 JPE-AOI-F800 柔性專(zhuān)用機(jī),通過(guò) “三點(diǎn)定位校正 + 動(dòng)態(tài)閾值算法”,可實(shí)時(shí)補(bǔ)償變形,檢測(cè)精度提升至 ±0.02mm,同時(shí)配備 “恒溫檢測(cè)艙”(溫度 23℃±1℃),消除熱變形影響。
- 三點(diǎn)定位校正:在 FPC 設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)留 3 個(gè) “校正標(biāo)記點(diǎn)”(直徑 0.5mm,材質(zhì)銅箔),AOI 采集圖像后,自動(dòng)識(shí)別標(biāo)記點(diǎn)實(shí)際坐標(biāo),與設(shè)計(jì)坐標(biāo)(Gerber 文件)比對(duì),計(jì)算 X/Y 方向偏移量及旋轉(zhuǎn)角度,通過(guò) “仿射變換算法” 校正圖像,校正精度需≤±0.005mm,每片 FPC 校正時(shí)間≤0.5 秒;
- 動(dòng)態(tài)閾值調(diào)整:針對(duì) FPC 吸附凹陷導(dǎo)致的偽缺陷,采用 “區(qū)域動(dòng)態(tài)閾值”—— 將 FPC 圖像劃分為 100×100 像素的小區(qū)域,每個(gè)區(qū)域獨(dú)立計(jì)算灰度閾值(避免凹陷區(qū)域整體閾值偏差),凹陷偽缺陷過(guò)濾效率需≥90%,用捷配動(dòng)態(tài)閾值軟件(JPE-Dyn-Thresh-3.0)設(shè)置,閾值精度 ±2 灰度值;
- 恒溫環(huán)境控制:AOI 檢測(cè)艙配備恒溫系統(tǒng)(JPE-Temp-400),溫度控制在 23℃±1℃,濕度 45%±5%,避免 PI 基材熱變形,用溫濕度記錄儀(JPE-TH-200)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),每小時(shí)記錄 1 次,偏差超 ±1℃時(shí)自動(dòng)報(bào)警。
- 柔性吸附夾具:采用 “硅膠吸盤(pán) + 真空分區(qū)吸附”,硅膠吸盤(pán)硬度 30 Shore A(避免劃傷 FPC),真空分區(qū)(每 10mm×10mm 一個(gè)分區(qū))控制吸附力(0.05MPa~0.08MPa),確保 FPC 表面凹陷深度≤0.01mm,按IPC-6012F 第 2.5 條款,吸附后 FPC 平面度需≤0.02mm;
- 機(jī)械臂搬運(yùn)優(yōu)化:選用 “柔性機(jī)械臂”(材質(zhì)聚氨酯),末端配備 “負(fù)壓吸盤(pán)”(直徑 5mm),搬運(yùn)速度控制在 50mm/s(避免慣性導(dǎo)致彎曲),機(jī)械臂路徑設(shè)為 “水平直線”,彎曲變形曲率半徑≥10mm,用高速相機(jī)(JPE-Cam-800)拍攝搬運(yùn)過(guò)程,變形量超 0.5mm 時(shí)自動(dòng)調(diào)整速度;
- 檢測(cè)前預(yù)處理:FPC 進(jìn)入 AOI 前,通過(guò) “熱風(fēng)除塵 + 靜電消除” 工序 —— 熱風(fēng)溫度 40℃±5℃(避免熱變形),靜電消除后 FPC 表面靜電電壓≤100V,防止灰塵吸附導(dǎo)致的偽缺陷,除塵效率≥95%。
柔性 PCB AOI 檢測(cè)需以 “變形補(bǔ)償” 為核心,通過(guò)定位校正、動(dòng)態(tài)閾值、夾具優(yōu)化解決 FPC 易變形的痛點(diǎn),同時(shí)控制環(huán)境溫度,確保檢測(cè)精度符合 IPC-6012F 要求。捷配可提供 “柔性 AOI 定制服務(wù)”:標(biāo)記點(diǎn)設(shè)計(jì)指導(dǎo)、變形補(bǔ)償算法調(diào)試、夾具定制(適配不同尺寸 FPC),確保檢測(cè)精度 ±0.02mm。