【技术文章】利用高光谱成像技术增强PCB板质量检测

PCB板的制造需要涂覆一层保护涂层。根据不同的应用和PCB板在设备中的位置，会选用不同的保护涂层。通常情况，涂层的涂覆方式是喷涂。有些涂层具有紫外荧光特性，这可以作为检测其分布的一种方法。然而当我们需要将涂层厚度在25至75um之间进行调整优化时，这种方法并不能提供涂层厚度信息。此外，并非所有涂层都能在紫外照射下发光，这使得检测过程变得更加复杂。

我们对 Specim FX17监测PCB板保护涂层厚度的适用性进行了试验。Specim FX17是一款工作波长范围为900-1700nm的近红外 (NIR)线扫描高光谱相机。

• 塑料喷涂PRF 202

• Electrolube SCC3UL（英国易力高公司推出的一种UV漆）

五块印刷电路板上分别喷涂了以上两种涂层（1 - 5），对于每次测量，都有：

• 5 块PCB板，分别有 1、2、3、4、5 层（从上到下）

• 1 块没有任何涂层的参考样品（右上角）

图1 托盘上的PCB板样品

图2显示了涂层对光谱的影响。从图中可以看出：

1. 两种涂层都有独特的光谱特征，这意味着可以区分两种涂层。

2. 涂层越厚，相关光谱特征峰越深。基于此我们建立了一个根据涂层层数来区分样品的回归模型。

图2 不同PCB板对光谱的影响（反射数据）

伪色RGB图

我们分别对每种涂层类型建立偏最小二乘回归模型，以量化涂层层数。回归变量称为“涂层”，取值范围为0到5（对应涂层层数）。而当使用SpecimINSIGHT软件时，回归模型可以仅基于样本数据而建立，无需考虑背景影响。

图3 “涂层 预测”回归模型的性能

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Specim 高光谱

高光谱成像技术是将传统的二维成像技术和光谱技术有机结合的技术,具有空间可识别性、超多波段、光谱分辨率高以及图谱合一等优点,可应用于大气、食品、药品安全检测等领域。快照式高光谱成像技术是高光谱成像技术的一种,该技术通过一次拍照即可获取目标二维空间和一维光谱的全部信息,具有成像速度快,可进行实时监测等突出优点。