一、引言
印製電路板（PCB）是承載電子元器件並連線電路的橋樑，廣泛應用於通訊電子、消費電子、計算機、汽車電子、工業控制、醫療器械、國防及航空航天等領域，是現代電子資訊產品中不可或缺的電子元器件。印製電路板產業的發展水平可在一定程度上反映一個國家或地區電子資訊產業的發展速度與技術水準。
2024 年，PCB行業迎來了復甦的拐點，開啟了新一輪增長週期。未來，隨著 AI 技術加速向終端裝置滲透，全球 AI 端側產品的爆發將成為 PCB 行業結構性升級的重要推手。同時也對PCB生產裝置的精度及效率提出了更高的要求。
面對這一需求，某PCB裝置頭部客戶秉持“擁抱創新”理念，積極引入技術創新，最終選擇與INSNEX蘇映視合作，部署了新一代緊湊型微距視覺量測檢測系統。該系統整合了一組3600dpi超高解析度 CIS（Contact Image Sensor）相機，可根據實際量測/檢測需求靈活選擇7μm、14μm不同級別的解析度，實現在PCB量測/瞬檢及驗孔機領域效能大幅提升。
本文將系統闡述該客戶如何透過蘇映視LineX微距相機系統，有效應對設計過程中的多項品質挑戰，涵蓋系統架構設計、視覺與演算法創新、閉環品質管理等方面的實踐內容，並總結其在PCB裝置效能提升、設計簡化和自動化水平方面的顯著收益。
圖1.3600dpi超高解析度CIS工作示意圖
二、挑戰
在PCB上百道複雜的生產工序中，關鍵的管控指標包含孔位精度管控、尺寸管控。近年來PCB瞬檢機已在原來2D量測儀的基礎上取得了不小的進展，然而隨著AI、高階HDI的發展，仍無法完全適應PCB產品升級的需求，主要體現在以下幾個方面：
1.效率低下困境
圖2.傳統相機檢測示意圖
傳統量測裝置每支鏡頭只能覆蓋50~80mm左右的寬度，要完成整張尺寸600*720mm的PCB量測，鏡頭及平台需往復行進多趟才可完成整個區域掃描量測，通常量完一片板需耗時數分鐘到數十分鐘。
2.精度不足難題
圖3.傳統相機成像VS LineX CIS成像
由於鏡頭產生的邊緣畸變，且需經過數十趟掃描，圖形需精度軟體進行二次拼接才能形成整個量測平面，不同區域的誤差很難得到有效控制。
3.裝置複雜且成本高昂
為維持裝置基本精度，需採用進口線掃描相機及鏡頭，價格十分昂貴。且傳統線掃描相機搭配倍鏡架構，鏡頭體積很大且非常笨重，裝置需採用大理石龍門架構，使得裝置高度動輒2m以上，對於廠商空間、運輸等都提出不小要求。
面對以上棘手難題，裝置製造商夥伴也不斷嘗試新的解決方案，尋求提高裝置效率、確保量測精度、簡化裝置並降低製造成本以增效。
三、解決方案
針對PCB工藝量測中的高速、高精度檢測需求，蘇映視憑藉在工業視覺領域的深厚積累，推出了以LineX緊湊型微距視覺系統為核心的完整解決方案。該方案深度融合了先進成像技術、智慧演算法與工程創新，成功實現了在有限裝置空間內穩定可靠的線上品質檢測。
本系統創新性地採用了3600DPI高解析度CIS相機模組，替代傳統線掃/面陣+鏡頭和光源的架構。憑藉CIS感測器本身結構緊湊、成像距離短、抗機械振動性優異的特點，相機可直接固定在檢測平台上方，無需大理石龍門架構，相機幅寬可覆蓋整個視野寬度，無需相機運動軸機構。使整個裝置高度大幅降低，機構大幅簡化，並徹底解決了傳統線掃描相機因景深或安裝限制無法靠近拍攝的行業痛點。
圖4.CIS相機模組成像原理示意圖
在成像效能方面，系統支援7μm、14μm解析度可選，能夠根據客戶對不同量測類型和精度類型要求靈活設定。配合高均勻性的整合式LED光源系統和高亮背光，可有效抑制環境光干擾，整PCB量測的槽、孔、邊緣等特徵非常清晰。即使在大於10米/分鐘的高速運動中，仍可確保影像整體亮度穩定、特徵清晰。蘇映視 CIS成像方案採用1:1等倍成像原理。光線透過特殊設計的自聚焦透鏡陣列（SELFOC Lens Array）直接投射到線性感測器上，從根本上消除了光學畸變。
圖5.CIS自聚焦透鏡陣列1:1等倍成像原理示意圖
這意味著影像邊緣與中心的放大倍率完全一致，每一個畫素都真實對應物料上的物理尺寸。這為PCB的線寬/線距量測、孔徑量測、孔位量測、成型尺寸量測等提供了無與倫比的精度保障，是達成高精度量化檢測的基石。
四、客戶收益
部署蘇映視LineX微距視覺系統後，該客戶在PCB瞬檢機精度提升、生產效率和成本控制方面獲得顯著提升：
1.提升檢測/量測效率、降低人力成本
在瞬檢機由傳統面陣相機移動飛拍架構更換為CIS後，量測效率較傳統二次元提升10倍以上，大幅縮短驗孔，尺寸量測的時間。為PCB工廠減少裝置數量及人力成本。
2.精度提升
656mm寬幅CIS一隻覆蓋整個量測幅寬，無畸變1:1成像，有效解決傳統鏡頭邊緣影像畸變導致的影像量測誤差，提升整體量測精度。
3.裝置機構簡化，降低機臺生產成本
更換蘇映視CIS後，瞬檢機無需龐大且複雜的大理石龍門和運動控制架構、裝置高度大幅降低、有效助力裝置製造商夥伴簡化設計、降低製造成本、提升交期，進而顯著提升客戶瞬檢機市場競爭力。
圖6.LineX CIS安裝空間示意圖
五、客戶評價
“蘇映視的CIS微距相機瞬檢方案，讓我們能夠向最終客戶提供極具競爭力的產品。而且CIS相機安裝方便，除錯簡單，1：1無畸變成像減少了傳統相機多次掃描的時間和機構費用。蘇映視以卓越的技術和創新的產品，真正助力我們提升了產品競爭力。”
——頭部PCB瞬檢量測儀廠家，產品總監某某