用于PCB過孔檢測(cè)的3D線光譜共焦傳感器

▎在小說中“血脈”強(qiáng)大可造就傳奇，而PCB被譽(yù)為電子產(chǎn)品的“血脈”成為了現(xiàn)代工業(yè)科技突破的重要窗口。根據(jù)Prismark預(yù)測(cè),預(yù)計(jì)至2026年,全球PCB行業(yè)產(chǎn)值將達(dá)到1016億美元。

現(xiàn)如今各類電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)正朝著低功耗、低電磁輻射、高可靠性、小型化、輕量化的方向發(fā)展，PCB作為電子元器件電氣相互連接的載體，制造工藝也在不斷升級(jí)。

PCB在制造過程中通常會(huì)采用過孔方式連接印制導(dǎo)線來達(dá)成電氣性能提升、材料成本降低的目標(biāo)，其設(shè)計(jì)方式包括通孔、盲孔和埋孔。相對(duì)于通孔，采用盲孔或埋孔方式可有效提升多層板的密度，減少板層數(shù)和板面尺寸，適用于高速電路設(shè)計(jì)。

高速PCB的過孔設(shè)計(jì)工序極為復(fù)雜，對(duì)鉆孔的精度要求很高，孔過淺無法提供良好連接，孔過深則會(huì)降低信號(hào)質(zhì)量或引起失真。傳統(tǒng)人工目檢無法滿足大批量的檢測(cè)需求，通常需要借助機(jī)器視覺設(shè)備進(jìn)行輔助。

◆ 下面我們來賞析一份采用海伯森3D線光譜共焦傳感器檢測(cè)PCB過孔深度和直徑的應(yīng)用案例。

1. 項(xiàng)目需求

測(cè)量PCB過孔深度和直徑

2. 產(chǎn)品選型

考慮到PCB鉆孔直徑和孔間距小，斜射式測(cè)量容易產(chǎn)生遮擋盲區(qū)，因此可以選用點(diǎn)間隔小、測(cè)量點(diǎn)密集、角度兼容性好的同軸式3D線光譜共焦傳感器HPS-LCX1000，再配合40G光纖連接控制器HPS-NB3200進(jìn)行測(cè)量。

海伯森同軸式3D線光譜共焦傳感器HPS-LCX1000

3. 測(cè)試部署

i.在室內(nèi)搭建好測(cè)試平臺(tái)，確保室溫正常，保證測(cè)試設(shè)備的正常運(yùn)行； ii.調(diào)節(jié)傳感頭與被測(cè)物體之間的大概距離，利用客戶端調(diào)整測(cè)量信號(hào)； iii.設(shè)置測(cè)量參數(shù)：橫向測(cè)量點(diǎn)2048個(gè)，采樣點(diǎn)間隔1.1μm，線間隔4μm，掃描頻率4000Hz，采樣速度16mm/s； iv.整理測(cè)量數(shù)據(jù)，匯總分析。

4. 檢測(cè)效果

5. 測(cè)試總結(jié)

掃描該P(yáng)CB樣品后，利用灰度圖可以進(jìn)行指定盲孔的深度和直徑測(cè)量。

此外，過孔的位置、形狀都能很好地在3D點(diǎn)云上呈現(xiàn)，通過顏色區(qū)分還可分辨出PCB板不同位置的高度變化。 從下表中可以看到10個(gè)標(biāo)記點(diǎn)內(nèi)外圈直徑個(gè)高度數(shù)據(jù)，對(duì)不同點(diǎn)位的測(cè)量會(huì)因機(jī)臺(tái)誤差、水筆油墨等因素導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果的差異，具體效果可能還是要看實(shí)際的測(cè)量環(huán)境。

PCB外觀檢測(cè)項(xiàng)目繁多，在過孔檢測(cè)的項(xiàng)目中除了孔深的測(cè)量，還包括孔徑尺寸、過孔位置和尺寸等，而PCB本體的檢測(cè)更為復(fù)雜，例如BGA封裝、導(dǎo)線布置、板面細(xì)節(jié)和形貌尺寸等等，這些還需要部署多樣化的檢測(cè)設(shè)備來相互配合。

隨著信息技術(shù)發(fā)展，機(jī)器視覺產(chǎn)品陣營(yíng)在不斷豐富，光譜共焦傳感器作為“新技術(shù)”品類具備獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，檢測(cè)不受限于材質(zhì)種類，精度高、穩(wěn)定性強(qiáng)且檢測(cè)頻率快，非常適合于各類高反光、強(qiáng)吸光及透明物體的在線測(cè)量，未來市場(chǎng)前景廣闊。

審核編輯 ：李倩