FPC的主要缺陷有:
①线路缺损,断路、短路、缺口、毛刺、线宽违例;
②线路变质,露铜、残铜缺陷;
③焊盘缺陷,包括焊盘损坏、颗粒、变小、漏镀等缺陷;
④变形缺陷,折痕、保护膜未贴合缺陷。
以一种照明方案检测所有缺陷非常困难,必须根据检测不同缺陷,设计不同照明方案。在FPC厂制造过程中,在铜箔基材上覆盖棕色透明的保护膜片起阻焊作用,铜箔对于波长大于580nm光(橙色、红色光)反射率为90%,棕色透明物质对波长为620~760nm的光线吸收率约为70%,焊盘对白色光反射率超过80%。采用白光照明,焊盘与基材对比度最高,采用红色光照明线路与基材拥有较高对比度。铜箔基材镜面反射率高、可弯曲,由于芯片与基材的高度差,在其过渡处基材呈表面曲向,属于正常现象。
为此设计以下3种照明方案:
1)检测焊盘缺陷、线路缺损,可采用白色环形光源暗场照明。可以简单检测线路板断路、短路、毛刺、线宽违例等缺陷。暗场照明条件下,金属材料镜面反射强烈,图像在铜箔基板、线路处会存在大面积条状噪声,导致缺口、残铜、露铜缺陷无法识别;表面曲向在不同位置成像灰度不同,甚至导致光源在相机中直接可见,使得表面曲向处图像细节丢失,难以区分表面曲向与折痕。
2)检测线路缺损、线路变质、焊盘漏镀,可采用红色连续漫反射照明。连续漫反射可以削弱表面曲向区域影响,此时图像中在表面曲向、折痕处灰度变化小,变形缺陷无法检测;焊盘表面细节丢失,可以识别焊盘漏焊,无法识别其他焊盘缺陷。优点是图像线路细节保留良好,无需对表面曲向进行预处理。
3)检测变形缺陷、线路缺损、焊盘漏镀,可采用红色同轴光照明。光线垂直入射,使图像中表面曲向区域灰度值与挠度成线性关系,实现表面曲向、折痕的定量分析;线路部分信噪比高,与基材拥有较高对比度,线路缺陷识别容易实现;焊盘表面细节丢失,可检测焊盘漏镀、损坏,无法检测其他焊盘缺陷。优点是可以获得细节最完整的图像,但表面曲向对图像影响较大,需在预处理中将表面曲向去除才能获得较好的缺陷识别效果。若获取彩色图像,可采用白色同轴光照明,此时线路与基材对比度降低。