PCB 检测成像技术是确保电路板质量和可靠性的关键手段，通过对 PCB 表面和内部结构的可视化成像，能够快速识别制造缺陷和潜在故障风险。随着 PCB 向高密度、多层化发展（线宽 / 线距≤20μm，层数≥20 层），传统的人工目视检测已完全被自动化成像检测技术取代，形成了从表面到内部、从宏观到微观的全方位检测体系。

自动光学检测（AOI）是 PCB 表面缺陷检测的主流技术，广泛应用于外层线路、阻焊层和字符的质量控制。AOI 系统通过高分辨率相机（5-10μm 像素）和多光谱光源（白光、蓝光、紫外光）对 PCB 表面进行成像，利用图像处理算法（如模板匹配、边缘检测、灰度分析）识别各类缺陷：线路缺陷（线宽异常、缺口、短路）、阻焊缺陷（露铜、偏移、气泡）、字符缺陷（模糊、错印、漏印）。现代 AOI 系统采用多视角成像（顶视 + 45° 侧视），可检测到传统单视角难以发现的微小缺陷（如 5μm 的针孔），检测速度可达 1m²/min，缺陷识别率≥99.5%，误报率 < 0.1%。在智能手机 PCB 的生产中，AOI 可在 30 秒内完成一块 6 英寸基板的全面检测，识别出超过 100 种不同类型的表面缺陷。

X 射线检测技术是分析 PCB 内部结构和隐藏焊点的核心手段，特别适用于 BGA、CSP 等底部焊点和多层板内层缺陷的检测。X 射线透视成像可清晰显示焊点的形态，识别桥连、虚焊、空洞等缺陷，空洞率超过 25% 的焊点会被判定为不合格。三维 X 射线断层扫描（CT）通过多角度投影重建 PCB 的三维结构，可精确测量内部缺陷的位置和尺寸（精度达 1μm），如内层线路的腐蚀、过孔镀层的断裂、层间的分层等。X 射线能谱分析（EDS）与成像技术结合，还可对缺陷区域的元素成分进行分析，例如检测到焊点中的铅含量超标（>0.1%）或腐蚀区域的氯元素聚集（>0.01%），为缺陷成因分析提供依据。在汽车电子 PCB 的检测中，X 射线检测可发现 BGA 焊点底部的微裂纹（长度 > 50μm），这些缺陷在传统检测中极易被遗漏。

超声扫描显微镜（C-SAM）在 PCB 层间缺陷检测方面具有独特优势，是评估多层板层压质量的关键工具。其原理是通过向 PCB 发射高频超声波（5-100MHz），利用不同材料界面的声阻抗差异产生反射信号，形成断层图像，可清晰显示层间分层、气泡、空洞等缺陷，分辨率可达 5-10μm。C-SAM 特别适用于检测：层压过程中产生的层间空洞（直径 > 20μm）、BGA 焊点与基板间的分层、过孔周围的微裂纹、PCB 基材内部的损伤。与 X 射线检测不同，C-SAM 对非金属材料界面的缺陷更敏感，如树脂与玻璃纤维之间的分离，这使其成为评估 PCB 机械强度和可靠性的重要手段。在航空航天用高可靠性 PCB 的检测中，C-SAM 可 100% 检测出面积 > 0.01mm² 的层间缺陷，确保产品符合严格的质量标准。

红外热成像技术通过检测 PCB 工作时的温度分布，识别电气性能异常区域，是功能性缺陷检测的重要补充。红外相机（分辨率 640×512 像素，热灵敏度 < 50mK）可捕捉 PCB 表面的温度场分布，热点（温度超过周围 20℃）通常对应短路、过流或接触不良等问题。动态红外成像还可记录 PCB 在加电过程中的温度变化，识别间歇性故障（如温度升高到某一值时出现的短路）。在功率 PCB 的检测中，红外热成像可发现散热不良的区域（如未导通的散热过孔导致局部温度升高 15℃），这些问题在静态检测中难以识别。结合热仿真数据，红外成像还可评估 PCB 的散热设计合理性，为优化提供依据。

三维光学轮廓测量技术能够获取 PCB 表面的微观形貌，用于评估精细结构的制造质量。通过白光干涉或激光共聚焦原理，该技术可实现纳米级别的高度测量（Z 轴分辨率 <10nm），生成 PCB 表面的三维形貌图，精确测量：焊盘的平整度（偏差> 5μm 会影响焊接）、阻焊层的厚度分布（均匀性偏差 > 10% 会导致保护不均）、线路的边缘粗糙度（>2μm 会影响信号传输）。在高密度互连（HDI）PCB 的检测中，三维轮廓测量可评估微过孔（直径 < 100μm）的开口形状和深度，确保其符合设计要求（偏差 < 5%）。该技术还可用于分析 PCB 的磨损和老化情况，如连接器插拔区域的镀层磨损深度（>1μm 会影响导电性）。

PCB 检测成像技术的发展趋势呈现三个方向：一是更高分辨率，以适应 5μm 以下线宽的检测需求，如采用深紫外成像（248nm）和电子显微镜成像；二是更快检测速度，通过多相机并行成像和 AI 快速识别算法，将检测效率提升 5-10 倍；三是更智能的分析能力，结合机器学习算法实现缺陷的自动分类、严重程度评估和根源追溯，减少对人工经验的依赖。未来，各类成像技术的融合（如 X 射线 + 红外 + 光学的多模态成像）将成为主流，实现 PCB 从外观到内部、从结构到功能的全方位质量评估。

PCB 检测成像技术的不断进步，为高密度、高可靠性 PCB 的量产提供了质量保障，通过精准识别和分析各类缺陷，不仅能提高产品合格率，更能为制造工艺优化提供数据支持，推动 PCB 产业向更高质量、更高性能方向发展。