本发明提出一种PCB层偏对准度数据化分析方法及管控系统，其中方法包括步骤：用X‑RAY透视法数据化探测层压后PCB半成品相邻层偏、整体层偏的对准度能力数据；用电性能开短路法探测外层蚀刻后PCB成品对准度能力数据；在基于上述半成品相邻层偏、整体层偏的对准度能力数据和成品对准度能力数据的基础上，根据不同PCB产品的设计结构、生产设备及工艺流程，系统地分析出不同产品在不同的工艺路线下的对准度能力水平。可以为半成品PCB提供准确的相邻层偏、整体层偏数据；为成品PCB提供准确的整体对准度数据；为PCB企业系统地分析和提供不同产品在不同工艺路线下的对准度能力水平，指导新产品的制作和指明对准度能力提升方向。
1.一种PCB层偏对准度数据化分析方法，其特征在于，包括步骤：
用X-RAY透视法数据化探测层压后PCB半成品相邻层偏、整体层偏的对准度能力数据；
用电性能开短路法探测外层蚀刻后PCB成品对准度能力数据；
在基于上述半成品相邻层偏、整体层偏的对准度能力数据和成品对准度能力数据的基础上，根据不同PCB产品的设计结构、生产设备及工艺流程，系统地分析出不同产品在不同的工艺路线下的对准度能力水平；
其中，所述用X-RAY透视法数据化探测层压后PCB半成品的相邻层偏、整体层偏的对准度能力数据的步骤包括：在每张覆铜板分别设置若干组总标靶和分标靶，每张覆铜板的总标靶设计在相同的位置，每张覆铜板的分标靶依次错开设置；
先测得各组总标靶坐标数据，计算出PCB板的实际重心，并将实际重心与PCB板设计的理论重心重合；
再测得每张覆铜板的分标靶的坐标数据，并将实际测得的分标靶坐标与理论设计的分标靶坐标相比，计算出每个分标靶的偏移量；同时计算出PCB半成品的相邻层偏和整体层偏对准度能力数据；
其中，所述用电性能开短路法探测外层蚀刻后PCB成品对准度能力数据的步骤包括：
在每张覆铜板分别设置若干组相同的测试模块，每组模块都是在每张覆铜板相同的位置上将内层图形分别设计多组不同大小的空心基材圈和接地孔、外层图形相应地设计成焊环；再通过层压、钻孔、沉铜和外层蚀刻流程后，多组空心基材圈与接地孔就形成了多个电性能回路；通过电性能开短路的探测方法，可以探测出多组空心基材圈与接地孔回路的开短路状态，回路短路的点表示对准度能力不够，回路开路的点表示对准度能力符合要求，最后得出PCB成品的整体对准度能力数据。
2.如权利要求1所述的PCB层偏对准度数据化分析方法，其特征在于，多组不同大小的空心基材圈尺寸按大小依次设置，相邻空心基材圈之间留有一定的Pitch间距。
3.如权利要求1所述的PCB层偏对准度数据化分析方法，其特征在于，所述相邻层偏对准度能力数据包括第一偏移距离和第一偏移角度，通过第一偏移距离可以监控出相邻两层之间的偏移量，通过第一偏移角度可以监控出相邻两层之间的偏移方向；
所述整体层偏的对准度能力数据是取所有单层层偏中最大的层偏数据值，整体层偏的对准度能力数据包括第二偏移距离和第二偏移角度，通过第二偏移距离可以监控出PCB整板的最大偏移量，通过第二偏移角度可以监控PCB整板的偏移方向。
4.一种PCB层偏对准度数据化管控系统，其特征在于，包括：
PCB半成品层偏获取单元，用X-RAY透视法数据化探测层压后PCB半成品相邻层偏、整体层偏的对准度能力数据；
PCB成品对准度能力获取单元，用电性能开短路法探测外层蚀刻后PCB成品对准度能力数据；
分析单元，在基于上述半成品相邻层偏、整体层偏的对准度能力数据和成品对准度能力数据的基础上，根据不同PCB产品的设计结构、生产设备及工艺流程，系统地分析出不同产品在不同的工艺路线下的对准度能力水平；
其中，所述PCB半成品层偏获取单元，在每张覆铜板分别设置若干组总标靶和分标靶，每张覆铜板的总标靶设计在相同的位置，每张覆铜板的分标靶依次错开设置；
先测得各组总标靶坐标数据，计算出PCB板的实际重心，并将实际重心与PCB板设计的理论重心重合；
再测得每张覆铜板的分标靶的坐标数据，并将实际测得的分标靶坐标与理论设计的分标靶坐标相比，计算出每个分标靶的偏移量；同时计算出半成品PCB板的相邻层偏和整体层偏对准度能力数据；
其中，所述PCB成品对准度能力获取单元在每张覆铜板分别设置若干组相同的测试模块，每组模块都是在每张覆铜板相同的位置上将内层图形分别设计多组不同大小的空心基材圈和接地孔、外层图形相应地设计成焊环；再通过层压、钻孔、沉铜和外层蚀刻流程后，多组空心基材圈与接地孔就形成了多个电性能回路；通过电性能开短路的探测方法，可以探测出多组空心基材圈与接地孔回路的开短路状态，回路短路的点表示对准度能力不够，回路开路的点表示对准度能力符合要求，最后得出PCB成品的整体对准度能力数据。
5.如权利要求4所述的PCB层偏对准度数据化管控系统，其特征在于，多组不同大小的空心基材圈尺寸按大小依次设置，相邻空心基材圈之间留有一定的Pitch间距。
6.如权利要求4所述的PCB层偏对准度数据化管控系统，其特征在于，所述相邻层偏对准度能力数据包括第一偏移距离和第一偏移角度，通过第一偏移距离可以监控出相邻两层之间的偏移量，通过第一偏移角度可以监控出相邻两层之间的偏移方向；
所述整体层偏的对准度能力数据是取所有单层层偏中最大的层偏数据值，整体层偏的对准度能力数据包括第二偏移距离和第二偏移角度，通过第二偏移距离可以监控出PCB整板的最大偏移量，通过第二偏移角度可以监控PCB整板的偏移方向。
PCB层偏对准度数据化分析方法和管控系统
技术领域
[0001] 本发明涉及PCB(Printed Circuit Board，印制电路板)工艺控制领域，特别是涉及一种PCB层偏对准度数据化分析方法和管控系统。
背景技术
[0002] 目前PCB行业中的高速PCB已提出相邻层偏、整体层偏的控制要求。为了控制层偏，需要对层偏数据进行量化分析。目前识别层间偏位的方法，一般只有人工通过X-RAY(照X光)观察环与环之间(环的尺寸和间距为预定范围内的任意值)，更为优先地，采用3mil环与4mil(密尔，长度单位，1密尔等于千分之一英寸)环是否相切。此方法只能定性观察，不能直接提供相邻层偏、整体层偏数据。因此，需要相应的方法来数据化管控层压后半成品的对准度能力数据；
[0003] 另外，如何保证不同的孔到铜、孔到线的PCB产品在满足电性能的情况下还能满足安全距离，需设计专门的测试模块来数据化管控成品的对准度数据；
[0004] 现在，PCB行业已将层间对准度能力做为PCB厂家制作能力的关键技术指标来衡量。如何系统地分析和管控对准度能力，需要建立相应的分析和管控系统。
发明内容
[0005] 基于此，本发明实施的目的在于提供一种PCB层偏对准度数据化分析方法和管控系统。可以为半成品PCB提供准确的相邻层偏、整体层偏数据；为成品PCB提供准确的整体对准度数据；为PCB企业系统地分析和提供不同产品在不同工艺路线下的对准度能力水平，指导新产品的制作和指明对准度能力提升方向。
[0006] 为达到上述目的，本发明实施例采用以下技术方案：
[0007] 一种PCB层偏对准度数据化分析方法，包括步骤：
[0008] 用X-RAY透视法数据化探测层压后PCB半成品相邻层偏、整体层偏的对准度能力数据；
[0009] 用电性能开短路法探测外层蚀刻后PCB成品对准度能力数据；
[0010] 在基于上述半成品相邻层偏、整体层偏的对准度能力数据和成品对准度能力数据的基础上，根据不同PCB产品的设计结构、生产设备及工艺流程，系统地分析出不同产品在不同的工艺路线下的对准度能力水平。
[0011] 以及，一种PCB层偏对准度数据化管控系统，包括：
[0012] PCB半成品层偏获取单元，用X-RAY透视法数据化探测层压后PCB半成品相邻层偏、整体层偏的对准度能力数据；
[0013] PCB成品对准度能力获取单元，用电性能开短路法探测外层蚀刻后PCB成品对准度能力数据；
[0014] 分析单元，在基于上述半成品相邻层偏、整体层偏的对准度能力数据和成品对准度能力数据的基础上，根据不同PCB产品的设计结构、生产设备及工艺流程，系统地分析出不同产品在不同的工艺路线下的对准度能力水平。
[0015] 按本发明的设计在每张覆铜板设置若干组相同的测数标靶，然后获得每张覆铜板的总标靶坐标，并计算出整个覆铜板的实际坐标重心；让每张覆铜板的理论重心点与实际重心点重合；获得每张覆铜板的分标靶坐标，据此计算每张覆铜板的分标靶相对于理论设计坐标的偏移量；再根据该偏移量计算相邻层偏和整体层偏。相比传统的观察法，可以提供准确的相邻层偏、整体层偏数据。
附图说明
[0016] 附图是用来提供对本发明的进一步理解，并构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但不应构成对本发明的限制。在附图中，
[0017] 图1是本发明提出的PCB层偏对准度数据化分析方法的流程示意图；
[0018] 图2示出了本发明提出的在覆铜板上设置测数标靶的示意图；
[0019] 图3是通过X-RAY获得各覆铜板的重心点重合后的影像示意图；
[0020] 图4是单张覆铜板的测数标靶示意图；
[0021] 图5是重心计算示意图；
[0022] 图6是相邻层偏计算示意图；
[0023] 图7是单层或整体层偏计算示意图；
[0024] 图8是本发明提出的测试模块示意图；
[0025] 图9是测试模块在PCB板上的布局图；
[0026] 图10是对准度模块外层图形设计示意图：
[0027] 图11是对准度模块内层图形设计示意图：
[0028] 图12是对准度统计分析结果示意图；
[0029] 图13是本发明提出的PCB层偏对准度数据化管控系统的结构示意图。
具体实施方式
[0030] 为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
[0031] 为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
[0032] 一种PCB层偏对准度数据化分析方法，流程图如图1所示，包括步骤：
[0033] S100、用X-RAY透视法数据化探测层压后PCB半成品相邻层偏、整体层偏的对准度能力数据；
[0034] S200、用电性能开短路法探测外层蚀刻后PCB成品对准度能力数据；
[0035] S300、在基于上述半成品相邻层偏、整体层偏的对准度能力数据和成品对准度能力数据的基础上，根据不同PCB产品的设计结构、生产设备及工艺流程，系统地分析出不同产品在不同的工艺路线下的对准度能力水平。
[0036] 在一个实施例中，所述步骤S100包括：
[0037] 在每张覆铜板分别设置若干组组总标靶和分标靶，每张覆铜板的总标靶设计在相同的位置，每张覆铜板的分标靶依次错开设置；优选地，可以在每张覆铜板的四角分别设置一组总标靶和分标靶，如图2示出了本发明提出的在覆铜板上设置测数标靶的示意图；可以利用X-RAY透视法获得每张覆铜板的分标靶影像，图3是通过X-RAY获得各覆铜板的重心点重合后的影像示意图；示出了其中一组影像(其他3组一样，未示出)，从图3可以看出，三张覆铜板的总标靶重叠，而分标靶相互错开。
[0038] 计算实际中心时，先测得各组总标靶坐标数据，计算出PCB板的实际重心，并将实际重心与PCB板设计的理论重心重合；其中，计算重心的示意图如图5 所示；
[0039] 再测得每张覆铜板的分标靶的坐标数据，得出每张覆铜板四个角 (TLX,TLY；TRX,TRY；BLX,BLY；BRX,BRY的坐标值，如图4所示。
[0040] 并将实际测得的分标靶坐标与理论设计的分标靶坐标相比，计算出每个分标靶的偏移量；同时计算出PCB半成品的相邻层偏和整体层偏对准度能力数据。
[0041] 图6是相邻层偏计算示意图；所述相邻层偏对准度能力数据包括相邻层偏移距离和相邻层偏离角度，假设相邻层A(XAYA)、B(XBYB)两点的坐标，A(XAYA)、 B(XBYB)的相邻层偏移距离DAB和相邻层偏离角度＠AB算法：
[0042] 相邻层偏距离
[0043] 相邻层偏离角度
[0044] 通过相邻层偏移距离可以监控出相邻两层之间的偏移量，通过相邻层偏移角度可以监控出相邻两层之间的偏移方向；具体的，坐标方向角的角度值范围在0°-360°，而arctan函数的角度范围在-90°～90°间，两者不一致，需通过以下原则对角度进行补正：
[0045]象限 坐标方向角＠ △XAB △YAB
Ⅰ 0°-90° + +
Ⅱ 90°-180° - +
Ⅲ 180°-270° - -
Ⅳ 270°-360° + -
[0046] a)如果，XB-XA>0,YB-YA>0，方位角就等于arctan((YB-YA)/(XB-XA)).[0047] b)如果，XB-XA<0,YB-YA>0，方位角就等于arctan((YB-YA)/(XB-XA))+180.[0048] c)如果，XB-XA<0,YB-YA<0，方位角就等于arctan((YB-YA)/(XB-XA))+180.[0049] d)如果，XB-XA>0,YB-YA<0，方位角就等于arctan((YB-YA)/(XB-XA))+360.[0050] 图7是整体层偏计算示意图；所述整体层偏的对准度能力数据是取所有单层层偏中最大的层偏数据值，整体层偏的对准度能力数据包括单层或整体层偏偏移距离和单层或整体层偏偏移角度；其中，单层层偏距离 单层层偏离角度整体层偏R＝MAX(R1R2R3…RLN)
[0051] 通过单层或整体层偏偏移距离可以监控出PCB整板的最大偏移量，通过单层或整体层偏偏移角度可以监控PCB整板的偏移方向，具体的，坐标方向角的角度值范围在0°-360°，而arctan函数的角度范围在-90°～90°间，两者不一致，需通过以下原则对角度进行补正：
[0052]象限 坐标方向角＠ △XAB △YAB
Ⅰ 0°-90° + +
Ⅱ 90°-180° - +
Ⅲ 180°-270° - -
Ⅳ 270°-360° + -
[0053] a)如果，XLN>0,YLN>0，方位角就等于arctan(YLN/(XLN).
[0054] b)如果，XLN<0,YLN>0，方位角就等于arctan(YLN/(XLN)+180.
[0055] c)如果，XLN<0,YLN<0，方位角就等于arctan(YLN/(XLN)+180.
[0056] d)如果，XLN>0,YLN<0，方位角就等于arctan(YLN/(XLN)+360.
[0057] 在其中一个实施例中，所述用电性能开短路法探测外层蚀刻后PCB成品对准度能力数据的步骤包括：
[0058] 在每张覆铜板分别设置若干组相同的测试模块，其中，测试模块如图8所示，测试模块在覆铜板上的布局如图9所示；每组模块都是在每张覆铜板相同的位置上将内层图形分别设计多组不同大小的空心基材圈和接地孔、外层图形相应地设计成焊环；
[0059] 其中，多组不同大小的空心基材圈尺寸按大小依次设置，相邻空心基材圈之间留有一定的Pitch间距(引脚间距)，优选地Pitch间距为预定范围内的任意值，更为优选地，Pitch间距为2.0mm。具体的，多组不同大小的空心基材圈尺寸可以分别是2.0mil*2+钻孔孔径、2.5mil*2+钻孔孔径、3.0mil*2+钻孔孔径...... 10.0mil*2+钻孔孔径；
[0060] 再通过层压、钻孔、沉铜和外层蚀刻等流程后，得到对准度模块；其中，对准度模块外层图形设计如图10所示；对准度模块内层图形设计如图11所示；多组空心基材圈与接地孔就形成了多个电性能回路。
[0061] 通过电性能开短路的探测方法，可以探测出多组空心基材圈与接地孔回路的开短路状态，回路短路的点表示对准度能力不够，回路开路的点表示对准度能力符合要求，最后得出PCB成品的整体对准度能力数据。
[0062] 具体的，在S300中，在基于上述半成品相邻层偏、整体层偏的对准度能力数据和成品对准度能力数据的基础上，根据不同PCB产品的设计结构、生产设备及工艺流程，系统地分析出不同产品在不同的工艺路线下的对准度能力水平。其最后分析结果如图12所示。
[0063] 按本发明的设计在每张覆铜板设置若干组相同的测数标靶，然后获得每张覆铜板的总标靶坐标，并计算出整个覆铜板的实际坐标重心；让每张覆铜板的理论重心点与实际重心点重合；获得每张覆铜板的分标靶坐标，据此计算每张覆铜板的分标靶相对于理论设计坐标的偏移量；再根据该偏移量计算相邻层偏和整体层偏。相比传统的观察法，可以提供准确的相邻层偏、整体层偏数据。
[0064] 在其中一个实施例中，获得每张覆铜板的总标靶坐标、获得每张覆铜板的分标靶坐标以及获得相邻层偏和整体层偏后，将对应数据传入MES(制造执行系统)模块，以进行问题分析和处理。
[0065] 与上述方法对应的，本发明提出了一种PCB层偏对准度数据化管控系统，其结构示意图，如图13所示，包括：
[0066] PCB半成品层偏获取单元，用X-RAY透视法数据化探测层压后PCB半成品相邻层偏、整体层偏的对准度能力数据；
[0067] PCB成品对准度能力获取单元，用电性能开短路法探测外层蚀刻后PCB成品对准度能力数据；
[0068] 分析单元，在基于上述半成品相邻层偏、整体层偏的对准度能力数据和成品对准度能力数据的基础上，根据不同PCB产品的设计结构、生产设备及工艺流程，系统地分析出不同产品在不同的工艺路线下的对准度能力水平。
[0069] 其中，所述PCB半成品层偏获取单元，在每张覆铜板分别设置若干组总标靶和分标靶，每张覆铜板的总标靶设计在相同的位置，每张覆铜板的分标靶依次错开设置；先测得各组总标靶坐标数据，计算出PCB板的实际重心，并将实际重心与PCB板设计的理论重心重合；再测得每张覆铜板的分标靶的坐标数据，并将实际测得的分标靶坐标与理论设计的分标靶坐标相比，计算出每个分标靶的偏移量；同时计算出半成品PCB板的相邻层偏和整体层偏对准度能力数据。
[0070] 其中，所述PCB成品对准度能力获取单元在每张覆铜板分别设置若干组相同的测试模块，每组模块都是在每张覆铜板相同的位置上将内层图形分别设计多组不同大小的空心基材圈和接地孔、外层图形相应地设计成焊环；再通过层压、钻孔、沉铜和外层蚀刻等流程后，多组空心基材圈与接地孔就形成了多个电性能回路；通过电性能开短路的探测方法，可以探测出多组空心基材圈与接地孔回路的开短路状态，回路短路的点表示对准度能力不够，回路开路的点表示对准度能力符合要求，最后得出PCB成品的整体对准度能力数据。
[0071] 其中，多组不同大小的空心基材圈尺寸按大小依次设置，相邻空心基材圈之间留有一定Pitch间距，Pitch间距为预定范围内的任意值，更为优选地，该间距为2.0mm。
[0072] 其中，所述相邻层偏对准度能力数据包括相邻层偏移距离和相邻层偏移角度，通过相邻层偏移距离可以监控出相邻两层之间的偏移量，通过相邻层偏移角度可以监控出相邻两层之间的偏移方向。
[0073] 所述整体层偏的对准度能力数据是取所有单层层偏中最大的层偏数据值，整体层偏包括单层或整体层偏偏移距离和单层或整体层偏偏移角度，通过单层或整体层偏偏移距离可以监控出PCB整板的最大偏移量，通过单层或整体层偏偏移角度可以监控PCB整板的偏移方向。
[0074] 以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0075] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
[0076] 只要不违背本发明创造的思想，对本发明的各种不同实施例进行任意组合，均应当视为本发明公开的内容；在本发明的技术构思范围内，对技术方案进行多种简单的变型及不同实施例进行的不违背本发明创造的思想的任意组合，均应在本发明的保护范围之内。
