埋嵌式元件共面度测量方法研究（一）

该方法使用公司三维坐标仪测量被测点的X、Y、Z坐标，所需要的测量点一般为9个，且样品表面检查点(点2、3、6、7、9)分布在被测样品(铜块)的四角和中央，具有代表性。参考点(点1、4、5、8)为被测样品四角PCB表面的铜面，不需专门在被测样品(铜块)周边设计测量焊盘，且同样能有效表征被测PCB样品所处的基准平面。

该方法在计算被测样品(铜块)的共面度时，采用如表2所示的计算方法(直接比较法)：

因上述方法输出的是被测样品(铜块)表面5点的共面度值，且采用测量点与参考点纵坐标直接比较的方法计算被测点的共面度值，故简称直接比较五点法。

综上所述，该方法有如下特点：

(1)可对在线产品进行无损测量;

(2)测量快速简便、可对同一位置进行重复多次测量;

(3)测量精度受三维坐标仪仪器精度、被测样品翘曲情况(如某些混压板)限制;

(4)被测样品(铜块)距离板边较远时，因三维坐标仪样品台面尺寸和镜头行程(304.8 mm×152.4 mm×152.4 mm)限制，无法测量。

3.3 三维影像测量仪测量

近年来，随着PCB行业对影像测量需求的增加，许多影像测量设备商开发了一系列的三维影像测量仪，其特点是采用高分辨率的镜头和特殊算法，先对被测样品进行全面立体扫描(图7)，获取其三维影像信息，并针对客户的需求分析(平面的长度、宽度或形状的测量，立体的形状、位置或高度的测量等)，采用相应的算法进行计算，并即时输出结果。

该方法尽管测量精度高，所得图片清晰、形象，但由于其操作台面较小(约200 mm×200 mm)、扫描时间长、测量精度受到光源类型和被测样品表面清洁度等因素影响，不适用于公司埋嵌铜块产品的共面度在线检查。

3.4 接触式三坐标仪测量

3.4.1 测量原理

机械加工业内有一种测量样品平面度的接触式三坐标仪，其测量原理与常规影像式三坐标仪类似，即采用微小探头接触被测样品表面获取其三维坐标(图8)，再经过一系列计算，输出被测样品的平面度、三维尺寸等信息。分析其测量原理可知，可利用其测量公司埋嵌铜块的共面度。

3.4.2 测量结果与分析

使用接触式三坐标仪测量公司埋嵌铜块产品的测量和分析结果如表3、表4.测量效率分析如表5.

3.4.3 小结

(1)采用接触式三坐标仪测量埋嵌铜块共面度，可对大尺寸的PCB板进行无损在线测量;(2)采用接触式三坐标仪测量埋嵌铜块共面度，其Z向测量结果不受影像测量方法的聚焦能力影响，但在测量微小尺寸的埋嵌铜块(2 mm或更小)时，存在较大的定位误差;(3)采用接触式三坐标仪测量公司埋嵌铜块的共面度，其测量结果准确度和可重复性较好，且可实现编程测量，在测量样品数量较多时，其测量效率较高。

3.5 各测量方法对比汇总

汇总上述四种测量方法的对比结果，如表6所示。

公司前期常用的方法为金相切片分析法和三坐标测量法，两种方法各有优缺点，均需要做针对性的改进。