Программно-аппаратный комплекс для определения дефектов при травлении печатной платы
Улучшаем процесс производства
Печатная плата — это конструктивный элемент в виде пластины из электроизоляционного материала, на поверхности и/или в объёме которой сформированы токопроводящие дорожки.
Описание
Она служит основой для монтажа и электрического соединения электронных компонентов (микросхем, резисторов, конденсаторов и др.)
Они являются основой почти всей современной электроники

Без них не было бы ни смартфона, ни стиральной машины, ни сложного промышленного станка



Однако процесс производства очень сложен и многоэтапен
И могут возникать различные технологические дефекты
Обрывы проводников
Дефекты металлизации
Проблемы при сверлении
Дефекты травления
Расслоение и коробление
Следующие
этапы
Актуальность
Во время одного из начальных этапов могут возникать такие дефекты, которые могут сделать весь дальнейший процесс бесполезным, ведь плата будет испорчена
Химическое травление печатных плат

Его суть в том, чтобы избирательно удалить поверхностный слой металла с помощью химических реагентов

Дефекты, вызванные нестабильностью химии, могут формировать до 30% от всех фатальных дефектов
Недотрав
Перетрав
Эталон
Эталоном являются дорожки того размера, которые нужны.
Перетрав - дорожки уже, чем необходимо
Недотрав - шире, чем необходимо
Проблематика
Недостаточный контроль химического травления печатной платы
может сильно повлиять на состояние дорожек
От них зависит какое количество микрокомпонентов можно уместить на плате
Это прямо влияет на качество платы и, где она сможет применяться дальнейшем
Необходимо улучшить процесс
Задачи

Разработать программно-аппаратный комплекс для определения дефектов печатных плат на этапе травления до 22.07.2026
Подготовить оптимальный шаблон платы для нашего проекта

Изучить методики, ГОСТы и класс точности для печатных плат

Реализовать позиционирование платы в кадре при помощи меток на плате

Разработать программное обеспечение и собрать макет установки

Провести ряд исследований для проверки ПАК
Наша цель
5
4
3
2
1
Наше решение
Входной котроль
Активный котроль
но проверка в них на наличие дефектов производится в конце этапа травления
Уже существуют подобные технологии на основе Gerber файла,
Мы предлагаем:
Существующие решения
после нанесения фоторезиста
во время травления
Наше решение ориентировано на малы производства
Крупные используют огромные литражи растворов (~1000л), из-за чего химия стабильна
Малые столько использовать не могут, поэтому активный контроль им нужен больше всего (химия менее стабильна)
Новый технический процесс
Старый технический процесс
Новый
Программная часть
Алгоритм работы
Склейка панорамы из нескольких снимков платы (SIFT/FLANN)
Привязка изображения платы к Gerber файлу через общие точки (RANSAC)
Адаптивная бинаризация (Метод ОЦУ) для разделения меди и текстолита на снимке
Классификация: разделение дефектов по типу (перетрав/недотрав) и указание их на изображении
Поиск дефектов: определение ширины проводников (Distance Transform для определения дефектов и выявления их размеров)
1
5
4
2
3
Алгоритм работы
Аппаратная часть
Плата помещается в рамку и опускается
Происходит процесс травления
Данные снимки передаются на склейку и обработку
Травится дальше
Дальнейшие этапы производства
Удаляется с производства
Плата поднимается через определенное время и камера фотографирует
Камера 14 мегапикселей
Питание от сети
Максимальная скорость обработки
- 14 м2/час
Компьютер: Raspberry PI 5
При помощи подвижной рамы и двух шаговых двигателей с шестернями перемещается рамка вдоль направляющих
1
4
2
3
Норма
Перетрав
Недотрав
Для макета. Максимальная скорость обработки предположительно будет составлять 90 м2/час
Преимущества
Разработка подходит под любые размеры плат
Входной контроль нанесения фоторезиста
Активный контроль во время процесса
Возможность использовать меньший объем растворов
Процент брака сейчас
Ожидаемый процент брака после внедрения разработки
~6%
<3%
Перспективы развития
Доработка алгоритма
Проведение дополнительных Cust-dev с предприятиями
Патентование технологий
Поступление в вузы

Начало разработки первой версии для предприятий
3-4 кв 2026
1-2 кв 2028
3-4 кв 2027
1-2 кв 2027
ЕГЭ
Получение гранта “Умник”
“Студенческий стартап” “Росмолодёжь” для развития проекта
Работа с технологами и инженерами
Создание тестового станка для предприятий
Его апробация на производство
Фотоотчет
Команда
Дарья Нестерова
Павел Колесников
Михаил Сырескин
Артем Муранов
Дмитрий Кардашов
Владимир Волобуев
Анна Красюк
Химики-технологи
Инженер-конструктор
Разработчики
Наставники