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摘要
表面鍍膜技術廣泛應用於各種工業製程,以提升材料的耐磨性、耐蝕性等。然而鍍膜層的厚度對於最終產品的性能至關重要,若鍍層厚度過厚或過薄皆可能會影響工件之功能性,導致產品失效。一般常見的傳統檢測方法多透過破壞樣品後,使用目視、顯微鏡或SEM等工具進行量測,雖可提供準確的測量結果,但檢測效率低且會造成樣品破壞問題。本研究透過人工智慧(Artificial intelligence, AI)技術,結合深度學習與影像處理演算法,針對鍍膜表面的膜厚進行分析,克服傳統破壞性檢測的侷限性,並可適應不同材質與鍍層類型,減少雜訊造成的干擾,以確保產品的品質與一致性。
Abstract
Surface coating technology is widely applied in various industrial processes to enhance material properties such as wear resistance and corrosion resistance. However, the quality and thickness of the coating layer are crucial to the final product's performance. If the coating thickness is too thick or too thin, it may affect the functionality of the workpiece, leading to product damage or failure.
Traditional inspection methods typically involve destructive testing, such as mechanical cutting, followed by visual inspection, microscopy, or SEM (Scanning Electron Microscopy) analysis. While these methods provide accurate measurements, they suffer from low efficiency and cause damage to the sample.
This study employs artificial intelligence (AI) technology, integrating deep learning and image processing algorithms to analyze coating thickness. By overcoming the limitations of traditional destructive testing, this approach can adapt to various materials and coating types while reducing interference caused by noise, ensuring product quality and consistency.
前言
在IC設計、代工端製作各類電子零組件後,需利用PCB (Printed circuit board)作為基板,再以遍布板上的金屬銅箔線路、多層架構,進而將各類電子零組件進行連接、導通,最終才能成為有效運作的產品。故PCB又稱為「工業之母」、「電子產品之母」,是各類電子產品皆不可或缺的關鍵零組件。另外PCB 依功能、應用場景不同,主要又可以區分成軟性印刷電路板(Flexure Circuit Board, FPC)、高密度連接板(High Density Interconnect, HDI)、硬式印刷電路板(Rigid PCB, RPCB)及集成電路(IC載板) 4 類,並廣泛應用於手機、平板電腦、個人電腦、伺服器、網通設備與各類消費型電子市場,且近年汽車、工業、醫療及航太等領域對其需求也逐漸增加。而PCB鑽孔製程的主要作用是為電子元件的連接、固定和導通提供必要的通孔(Via)或安裝孔。鑽孔品質不佳可能會影響電氣性能、機械結構強度、焊接可靠性等,導致產品故障或壽命縮短[1]。
而在PCB鑽孔製程中,鑽針之鍍膜品質會直接影響PCB鑽孔的表現,其中又以「徑減量」及「斷針率」為兩個最主要的問題,說明如下:
1. 徑減量:影響鑽針的使用壽命,膜厚過薄導致本來可進行研磨作業2次之鑽針(鑽針長時間使用後,刀刃會變鈍,影響鑽孔的精確度與效率,研磨可以讓刀刃恢復鋒利)只能研磨1次,造成料材成本上的浪費。
2. 斷針率:膜層厚度過薄或過厚都會影響板材鑽孔的表現,甚至會造成鑽針在執行作業時發生斷針問題,而影響PCB之生產品質。
鑽針表面鍍膜之AI檢測應用
傳統膜厚檢測作業存在量測學習曲線高且因為受到缺工及成本、人員流動率高等問題,因此,膜厚檢測作業多透過人工進行抽測方式執行,耗時費工;且目前檢測膜層厚度皆是透過人工進行破壞性檢測作業,主要作業流程是使用SEM(Scanning Electron Microscope),即掃描式電子顯微鏡進行膜厚的量測。SEM是一種利用微小聚焦的電子束針對工件樣品表面掃描,再透過電子束與樣品間之交互作業而激發出對應訊號後收集二次電子訊號來成像之掃描方式,其原理如下圖1所示。
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2025年05月號
(單篇費用:參考材化所定價)