隨著電子信息產業的發展，終端電子產品對PCB產業的精細化要求越來越高。鉆孔是PCB制造中的一個重要環節，已經發展到最小孔徑0.08mm、最小孔間距0.1mm甚至更高的水平。除了導通孔、零件孔，還有槽孔、異形孔、板外形等，均需要檢查。如何對PCB板的鉆孔品質進行高效、精確的檢測，成為保證產品質量的重要環節，PCB驗孔機正是應用于鉆孔質量檢查的一種自動光學檢查設備。本文旨在簡析驗孔機在鉆孔環節中的作用，為PCB廠家提供參考經驗。

在PCB鉆孔工藝中，需主要管控以下可能發生的品質問題：多孔、漏孔、移位、錯鉆、未透、孔損、偏廢、披鋒、塞孔。目前各廠家的管控方法，主要是鉆前規范鉆機操作工藝，以及鉆后加強檢驗手段。實際生產中，由于鉆前手段只能降低錯誤發生的概率，不能徹底消除，必須依靠鉆后檢驗來確保產品質量。

在鉆后檢查中，目前很多國內廠家還在采用塞規結合人工目視菲林（膠片）套檢比對的方法：通過塞規重點檢查孔大、孔小，通過菲林重點檢查多孔、漏孔、移位、未穿、未透，其他的孔損、披鋒、孔塞等通過人工目視來完成。在使用菲林檢查時，每種產品鉆孔時先鉆出一張紅菲林樣板，檢驗時通過銷釘與產品板固定，人工在燈箱下目視檢查。這種方法理論上可以檢查出各種不良，但是實際中的效果折扣很大。

主要問題體現在：

第一，不能保證小尺寸孔徑的檢查要求：生產實踐表明，對最小孔徑≥0.5mm的PCB，人工可在保證一定生產效率的前提下達到較高的檢查效果。這是由人眼的最小可識別視角、工作距離、注意力可持續時間決定的。隨著孔徑尺寸的減小，對于0.5mm以下的產品板，人眼的檢驗能力會迅速下降，對于≤0.25mm的產品板，人工連抽檢質量都難以保證。

第二，人工檢查的效率有局限：人工檢查的效率，與孔數、最小孔徑有直接的關系。實際生產經驗表明，在10000孔以上、最小孔＜0.5mm時，效率會顯著降低，人工只適合抽檢。對于高密度板，依靠人工已經無法保證鉆孔的質量。

第三，不能保證品質的穩定性：人工會受到經驗、情緒、疲勞度、責任心等多方面因素的影響，難以保證品質的穩定性。一些廠家不得以采用多道人工、重復檢查的方法，但依然不能確保品質的穩定性。

為了解決以上問題，很多PCB大廠已經在大范圍采用驗孔AOI設備來替換人工。特別是日資企業和臺資企業，多年實踐證明這種新方法的有效性，值得眾多的國內PCB廠家重視和借鑒。

驗孔AOI設備屬于自動光學檢查設備，根據鉆孔的各種缺陷的圖像形態，統分為：多孔、少孔、孔大、孔小、殘屑、孔偏、孔形態。具體分為兩種：一是驗孔機，二是孔位量測檢查機（Hole-AOI）。實際中還有X-Ray檢查機，主要做埋盲孔、多層板對位分析使用，與人工菲林套檢的目標不一致，不屬于本文的分析范圍。

根據PCB廠家的設備配套經驗，推薦采用多套驗孔機做首板、底板的全檢，重點檢查多孔、少孔、孔大、孔小、殘屑；采用1臺孔位量測檢查機做抽檢，重點檢查孔偏。兩種設備的特點分別如下：

驗孔機：優點是價格低，檢查效率快，檢查1片600mm×600mm的PCB平均6~7秒，可以實現多孔、少孔、孔大、孔小、殘屑的檢查。缺點是對于孔位檢查能力不高，只能檢出嚴重的不良。根據廠家的實際生產經驗，一般平均15臺鉆機配置1臺驗孔機。

孔位量測檢查機：優點是可實現所有項目的檢查。缺點是價格高（約是驗孔機的3~4倍），檢查效率低，檢查1片需要幾分鐘甚至更長時間。一般推薦配置1臺做產品的抽檢，補充驗孔機對孔位檢查的不足。

驗孔AOI設備的檢查原理：采用光學系統采集PCB鉆孔成像，與設計文件（鉆帶文件或Gerber文件）做比對，當兩者一致時說明鉆孔正確，否則說明鉆孔存在問題，再根據圖像形態分析、歸類缺陷的類型。驗孔設備是與鉆孔的設計文件進行對比的，人工目檢時是與菲林進行對比的，在檢驗原理上可以避免由于出現菲林鉆孔錯誤導致的問題，可信任度更高。

PCB驗孔機技術解析

驗孔機對PCB鉆孔工藝的作用體現在以下幾個方面：

第一，高效、穩定的鉆孔品質檢查：

常規檢查：可在最小孔徑為0.15mm、8m/min的速度下，同時檢查多孔、少孔、孔大、孔小、殘屑缺陷，并標出缺陷的位置、Review缺陷圖像，為人工提供判定依據。

殘屑檢查：在鉆孔首件檢查中，殘屑并不是最關注的重點；但是在電鍍前，殘屑要引起足夠的重視。為了減小殘屑對沉銅質量的影響，PCB廠家在電鍍前一般通過磨平、清洗的方法來去除殘屑，但實際中還是不能100%完全洗凈，越是高密板清洗效果就越差。理論上每塊PCB都會存在殘屑，因此要求全檢所有產品的所有鉆孔，依靠人工目視是不現實的，但是采用驗孔機使之成為了可能。

品質提升：穩定性是設備的最大優勢，穩定的產品質量能夠提升PCB廠的品牌影響力，直接提高廠家的接單能力。

第二，輔助生產、品質部門的數據統計分析：

刀具分析：可分析PCB中不同鉆刀的鉆孔孔徑平均偏差，實時監督可能發生的鉆刀磨損、及時發現錯刀的問題，避免批量廢板。

產能分析：可統計日、月、季度、年的產能、平均生產效率，為各種管控手段提供分析數據，改善工廠運營管理能力。

機臺分析：可統計每臺鉆機的產量、品種、品質問題點，提高對機臺的細節管理能力。

第三，節約成本，投入產出比高：

品檢人員：在保證質量、提高效率的前提下，1臺驗孔機平均可節省2~3名品檢人員。

原材料：可節省菲林的物料成本，對于中小批量廠更有意義。

客戶投訴：可節省鉆孔缺陷造成的退單、罰款成本，盡管不像節省的人員、物料一樣可直接計算，但是年平均節省成本甚至高于驗孔機的采購成本。

隨著PCB廠家對鉆孔工藝更高的品質要求，在人工成本提高、人工檢查能力逐漸不能勝任的壓力下，驗孔機的重要性日益明顯。

驗孔機的使用時間已經超過十年，設備的功能和性能一直在不斷提升，與生產的配合度越來越緊密。特別是隨著高密度板的快速發展，驗孔機已經由原來的輔助設備逐漸轉變為關鍵配套設備。在很多PCB老廠的設備改造、新廠籌建中，驗孔機設備的普及性會越來越高。