一、引言

印制电路板（PCB）是承载电子元器件并连接电路的桥梁，广泛应用于通讯电子、消费电子、计算机、汽车电子、工业控制、医疗器械、国防及航空航天等领域，是现代电子信息产品中不可或缺的电子元器件。印制电路板产业的发展水平可在一定程度上反映一个国家或地区电子信息产业的发展速度与技术水准。

2024 年，PCB行业迎来了复苏的拐点，开启了新一轮增长周期。未来，随着 AI 技术加速向终端设备渗透，全球 AI 端侧产品的爆发将成为 PCB 行业结构性升级的重要推手。同时也对PCB生产设备的精度及效率提出了更高的要求。

面对这一需求，某PCB设备头部客户秉持“拥抱创新”理念，积极引入技术创新，最终选择与INSNEX苏映视合作，部署了新一代紧凑型微距视觉量测检测系统。该系统集成了一组3600dpi超高分辨率 CIS（Contact Image Sensor）相机，可根据实际量测/检测需求灵活选择7μm、14μm不同级别的分辨率，实现在PCB量测/瞬检及验孔机领域效能大幅提升。

本文将系统阐述该客户如何通过苏映视LineX微距相机系统，有效应对设计过程中的多项质量挑战，涵盖系统架构设计、视觉与算法创新、闭环质量管理等方面的实践内容，并总结其在PCB设备效能提升、设计简化和自动化水平方面的显著收益。

图1.3600dpi超高分辨率CIS工作示意图

二、挑战

在PCB上百道复杂的生产工序中，关键的管控指标包含孔位精度管控、尺寸管控。近年来PCB瞬检机已在原来2D量测仪的基础上取得了不小的进展，然而随着AI、高阶HDI的发展，仍无法完全适应PCB产品升级的需求，主要体现在以下几个方面：

1.效率低下困境

图2.传统相机检测示意图

传统量测设备每支镜头只能覆盖50~80mm左右的宽度，要完成整张尺寸600*720mm的PCB量测，镜头及平台需往复行进多趟才可完成整个区域扫描测量，通常量完一片板需耗时数分钟到数十分钟。

2.精度不足难题

图3.传统相机成像VS LineX CIS成像

由于镜头产生的边缘畸变，且需经过数十趟扫描，图形需精度软件进行二次拼接才能形成整个量测平面，不同区域的误差很难得到有效控制。

3.设备复杂且成本高昂
为维持设备基本精度，需采用进口线扫相机及镜头，价格十分昂贵。且传统线扫相机搭配倍镜架构，镜头体积很大且非常笨重，设备需采用大理石龙门架构，使得设备高度动辄2m以上，对于厂商空间、运输等都提出不小要求。

面对以上棘手难题，设备制造商伙伴也不断尝试新的解决方案，寻求提高设备效率、确保量测精度、简化设备并降低制造成本以增效。

三、解决方案

针对PCB工艺量测中的高速、高精度检测需求，苏映视凭借在工业视觉领域的深厚积累，推出了以LineX紧凑型微距视觉系统为核心的完整解决方案。该方案深度融合了先进成像技术、智能算法与工程创新，成功实现了在有限设备空间内稳定可靠的在线质量检测。

本系统创新性地采用了3600DPI高分辨率CIS相机模组，替代传统线扫/面阵+镜头和光源的架构。凭借CIS传感器本身结构紧凑、成像距离短、抗机械振动性优异的特点，相机可直接固定在检测平台上方，无需大理石龙门架构，相机幅宽可覆盖整个视野宽度，无需相机运动轴机构。使整个设备高度大幅降低，机构大幅简化，并彻底解决了传统线扫相机因景深或安装限制无法靠近拍摄的行业痛点。

图4.CIS相机模组成像原理示意图

在成像性能方面，系统支持7μm、14μm分辨率可选，能够根据客户对不同量测类型和精度类型要求灵活配置。配合高均匀性的集成式LED光源系统和高亮背光，可有效抑制环境光干扰，整PCB量测的槽、孔、边缘等特征非常清晰。即使在大于10米/分钟的高速运动中，仍可确保图像整体亮度稳定、特征清晰。苏映视 CIS成像方案采用1:1等倍成像原理。光线通过特殊设计的自聚焦透镜阵列（SELFOC Lens Array）直接投射到线性传感器上，从根本上消除了光学畸变。

图5.CIS自聚焦透镜阵列1:1等倍成像原理示意图

这意味着图像边缘与中心的放大倍率完全一致，每一个像素都真实对应物料上的物理尺寸。这为PCB的线宽/线距测量、孔径量测、孔位量测、成型尺寸量测等提供了无与伦比的精度保障，是达成高精度量化检测的基石。

四、客户收益

部署苏映视LineX微距视觉系统后，该客户在PCB瞬检机精度提升、生产效率和成本控制方面获得显著提升：

1.提升检测/量测效率、降低人力成本
在瞬检机由传统面阵相机移动飞拍架构更换为CIS后，测量效率较传统二次元提升10倍以上，大幅缩短验孔，尺寸量测的时间。为PCB工厂减少设备数量及人力成本。

2.精度提升
656mm宽幅CIS一只覆盖整个测量幅宽，无畸变1:1成像，有效解决传统镜头边缘图像畸变导致的影像量测误差，提升整体量测精度。

3.设备机构简化，降低机台生产成本
更换苏映视CIS后，瞬检机无需庞大且复杂的大理石龙门和运动控制架构、设备高度大幅降低、有效助力设备制造商伙伴简化设计、降低制造成本、提升交期，进而显著提升客户瞬检机市场竞争力。

图6.LineX CIS安装空间示意图

五、客户评价

“苏映视的CIS微距相机瞬检方案，让我们能够向最终客户提供极具竞争力的产品。而且CIS相机安装方便，调试简单，1：1无畸变成像减少了传统相机多次扫描的时间和机构费用。苏映视以卓越的技术和创新的产品，真正助力我们提升了产品竞争力。”

——头部PCB瞬检量测仪厂家，产品总监某某