专利名称：钻孔质量的分析方法
技术领域：
本发明涉及分析电路板上的钻孔质量的方法，特别是一种藉由强化视觉效果，让使用者可以更清楚分辨各个刀具钻径的偏差与集中情况，以利于分析解决问题。
背景技术：
由于电子组件与电路的日趋微细化，使得印刷电路板上的孔位精度要求愈来愈高；印刷电路板上的钻孔数目非常多(有时以万计)，即便知道个别孔位的偏差，但要综合各个孔位的偏差并进行全盘分析后再呈现出来，则是一项十分庞大的工程，若孔位的分析做得完整，可藉此了解印刷电路板的精度，有利于钻孔参数设定的研究，反之，则无法达到前述效果，进而影响印刷电路板的质量。现有技术中对于印刷电路板的钻孔质量的分析方法，是利用Excel等统计或品管的工具软件来进行，但此种分析方法仅能计算出总体钻孔偏差量与平均值、标准差等相关统计数据，虽然也可以图表分析出上述数据，但却无法有效的以具体图像表示，无法让使用者一目了然；此外，现有的分析方法也无法清楚且有效的表达出印刷电路板钻孔分布与其对应的偏差量及偏差方向，更无法了解钻孔偏差方向与其分布的关系，进而使得钻孔参数设定缺乏具体分析数据而无法改善。台湾公告488195号专利案则是在于解决前述现有分析方法所存在的问题，其技术手段是先将印刷电路板钻孔的坐标、半径及真圆度的量测数据与理论数据输入，再利用该量测数据与理论数据计算出平均直、偏差量、标准差、制程准确度、制程精密度以及制程能力指数等相关统计数据；根据钻孔刀径选择项目或区域选择项目，以选取其所属范围的相关数据，并将选取数据以箭靶图、分布图或向量图表示，藉此提供一清楚明了的分析图，以有效呈现印刷电路板上的钻孔分布及其对应偏差量与偏差方向。然而，由于箭靶图只是将各孔位的偏移量在二维(2D)图上绘点，再辅以画出一圈圈线条构成所谓的箭靶图，其显示出来的图形为因为孔位重迭而形成的一堆黑点，虽然约略有显示出孔位的集中区域，但却无法有效显示真正的位孔偏移情况及统计学理上的标准差(Sigma)良劣，因而需要以更符合统计学的方式表示孔位数量的分布状况。
发明内容
本发明的目的，在于解决台湾公告488195号专利案，虽然约略有显示出孔位的集中区域，但无法有效显示真正的位孔偏移情况及统计学理上的标准差良劣的问题。本发明的特征，是将钻孔的孔位在二维平面上(包含X轴与Y轴)的散布图形，搭配经由统计孔位数量后在垂直与水平投影方向累积该孔位数量形成的直方图而呈现出整体分布图形，让使用者得以直接从图形上看出钻孔位置误差的分布状态；其中，在X轴/Y轴的直方图波峰表示孔位偏移量的平均值；在乂轴/Y轴的直方图的集中或疏散状况则表示出孔位稳定度，亦即，直方图愈集中，孔位稳定度愈高，反之，则孔位稳定度愈低。本发明的分析方法，透过孔位数量的集 中或分散，可以更清楚地分析钻孔质量。
基于此，本发明提供的分析方法，是以光学扫描或转换电子数据文件的方式制作基准影像数据，再将该基准影像数据转换成该基准验孔数据；以及以光学扫描方式取得该被测物的影像数据，再将该影像数据转换成所述孔位对比数据；再利用计算机软件撷取该基准验孔数据与该孔位对比数据进行比对判读，并计算该孔位对比数据的各孔位相对于该基准验孔数据的偏差量后，绘制该孔位对比数据的各孔位在2D平面的X、Y轴坐标的散布图，以及绘制各孔位在垂直于所述X、Y轴坐标的投影方向累积孔位数量后的直方图。为了更详细地取得被测物的孔位数据，本发明在撷取该基准验孔数据与该孔位对比数据进行比对判读的同时，也对该孔位对比数据的所有孔的孔径尺寸与孔的质量进行比较判读，甚至可以进一步依设定条件计算该孔位对比数据的各孔位偏差量的制程准确度(Capability of Accuracy,简称 Ca)、制程精密度(Capability of Precision,简称 Cp)与制程能力指数(Cpk)。除了以2D方式呈现被测物的孔位在2D平面的X、Y轴坐标的散布图，以及在X、Y投影方向方向累积数量是直方图外，为了更清楚呈现孔位状况，本发明可以进一步将孔位对比数据的各孔位在2D平面的X、Y轴坐标的散布图，以及在Z轴方向累积数量的直方图整合后以3D图形呈现。
图1为显示本发明对于钻孔质量的分析方法的流程图。图2为显示利用本发明的方法将钻孔孔位在X轴与Y轴坐标投影平面呈现2D分布状况，以及形成直方图的屏幕显示图像。图3为显示利用本发明的方法将钻孔孔位 在X轴与Y轴坐标平面分布状况，以及形成的3D直方图的屏幕显示图像。
具体实施例方式以下配合附图对本发明发明的实施方式做更详细的说明，以使本领域技术人员在研读本说明书后能据以实施。图1是显示本发明对于钻孔质量的分析方法的流程图，包括有制作基准验孔数据A、制作被测物是孔位对比数据B，以及比对判读与绘图C。其中，制作基准验孔数据的方式，是先制作一具有定位孔位的基准板，然后可以采用光学扫描方式将该基准板上的孔位转换成制作成基准影像数据，再将该基准影像数据转换成基准验孔数据；该基准验孔数据可以被显示于屏幕，待使用者确认后将其储存在计算机的内存中。制作基准验孔数据的另一个方式，则是可以利用软件将计算机辅助制造(CAM)基准板的孔位的电子数据直接转换制作成基准影像数据，再将该基准影像数据转换成基准验孔数据；同样的，该基准验孔数据可以被显示于屏幕，待使用者确认后将其储存在计算机的内存中。本发明制作被测物的孔位对比数据的方式，则是取来已钻设好各个孔位的印刷电路板，以光学扫描方式将该印刷电路板上的孔位转换成影像数据后，再将该影像数据转换成孔位对比数据，若有需要，则利用软件中的旋转、平移等功能将该孔位对比数据进一步修正成相同于该基准验孔数据的角度与位置。进行钻孔质量分析时，则是利用计算机软件撷取该基准验孔数据与该孔位对比数据进行比对判读，并计算该孔位对比数据的各孔位相对于该基准验孔数据的偏差量后，由软件绘制该孔位对比数据的各孔位在2D平面的X、Y轴坐标的散布图，以及绘制各孔位在垂直于所述X、Y轴坐标的投影方向累积孔位数量后的直方图(如图2所示)。为了更详细地取得被测物的孔位数据，在撷取该基准验孔数据与该孔位对比数据进行比对判读的同时，亦对该孔位对比数据的所有孔的孔径尺寸与孔的质量进行比较判读，甚至可以进一步依设定条件计算该孔位对比数据的各孔位偏差量的Ca (制程准确度)、Cp (制程精密度)与Cpk (制程能力指数)。图2的圆圈范围与周边显示了印刷电路板上的钻孔孔位在X轴与Y轴坐标的2D平面分布状况，使用者得以直接从图形上看出钻孔位置误差的分布状态；由于孔位重迭的部位会因为纠结而模糊甚至无法辨识，因此，图2的下方与右方同时经由软件绘出了在X轴与Y轴上沿着投影方向延伸的直方图，明确地表示出累积数量的分布情形；其中，在X轴/Y轴的直方图波峰表示孔位偏移量的平均值，波峰愈高，表示孔位愈集中，反之则孔位愈疏散；在X轴/Y轴的直方图的集中或疏散状况则表示出孔位稳定度，亦即，直方图愈集中，孔位稳定度愈高，反之，则孔位稳定度愈低，透过孔位数量的集中或分散，可以更清楚地分析钻孔质量。除了以图2所示的二维(2D)方式呈现被测物的孔位在平面的X、Y轴坐标的散布图，以及在投影方向累积的直方图外，为了更清楚呈现孔位状况，本发明也可以利用软件进一步将孔位对比数据的各孔位在2D平面的X、Y轴坐标的散布图，经由孔位数量的累积计算后，将累计的孔位数量在Z轴方向延伸而以3D直方图的图形呈现(如图3所示)。以上所述者仅为用以解释本发明的较佳实施例，并非企图据以对本发明作任何形式上的限制，因此，凡有在相同的发明精神下所作有关本发明的任何修饰或变更，皆仍应包括在本发明权利要求的范畴·。
权利要求
1.一种钻孔质量的分析方法，其特征在于，该钻孔质量的分析方法包括: 制作基准验孔数据； 制作被测物的孔位对比数据； 撷取该基准验孔数据与该孔位对比数据进行比对判读； 计算该孔位对比数据的各孔位相对于该基准验孔数据的偏差量后，绘制该孔位对比数据的各孔位在2D平面的X、Y轴坐标的散布图，以及绘制各孔位在垂直于所述X、Y轴坐标的投影方向累积数量的直方图。
2.如权利要求1所述的钻孔质量的分析方法，其特征在于，是以光学扫描或转换电子数据文件的方式制作基准影像数据，再将该基准影像数据转换成该基准验孔数据。
3.如权利要求1所述的钻孔质量的分析方法，其特征在于，是以光学扫描方式取得该被测物的影像数据，再将该影像数据转换成所述孔位对比数据。
4.如权利要求1所述的钻孔质量的分析方法，其特征在于，撷取该基准验孔数据与该孔位对比数据进行比对判读的同时，也对该孔位对比数据的所有孔的孔径尺寸与孔的质量进行比较判读。
5.如权利要求1所述的钻孔质量的分析方法，其特征在于，进一步将该孔位对比数据的各孔位在2D平面的X、Y轴坐标的散布图，以及在Z轴方向累积数量的直方图整合后以3D图形呈现。
6.如权利要求1所述的 钻孔质量的分析方法，其特征在于，进一步依设定条件计算该孔位对比数据的各孔位偏差量的制程准确度、制程精密度与制程能力指数。
全文摘要
一种钻孔质量的分析方法，是分别制作基准验孔数据与被测物的孔位对比数据后，将该基准验孔数据与孔位对比数据进行比对判读，进而计算该孔位对比数据的各孔位相对于该基准验孔数据的偏差量后，绘制各孔位在2D平面的X、Y轴坐标的散布图，以及绘制各孔位在垂直于所述X、Y轴坐标投影方向累积数量后的直方图；甚至可以整合该X、Y轴坐标的散布图与累积数量后表示在Z轴方向的直方图后以3D图形呈现，让使用者可以更清楚分辨各个刀具钻径的偏差与集中情况，以利于分析解决问题。
文档编号G01B21/00GK103245312SQ201210029690
公开日2013年8月14日 申请日期2012年2月10日 优先权日2012年2月10日
发明者梁志坚, 郑顶山 申请人:文坦自动化有限公司