應用案例｜3D線(xiàn)光譜共焦傳感器用于PCB過(guò)孔檢測

▎在小說(shuō)中“血脈”強大可造就傳奇，而PCB被譽(yù)為電子產(chǎn)品的“血脈”成為了現代工業(yè)科技突破的重要窗口。根據Prismark預測,預計至2026年,全球PCB行業(yè)產(chǎn)值將達到1016億美元。

現如今各類(lèi)電子產(chǎn)品的設計正朝著(zhù)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。

PCB在制造過(guò)程中通常會(huì )采用過(guò)孔方式連接印制導線(xiàn)來(lái)達成電氣性能提升、材料成本降低的目標，其設計方式包括通孔、盲孔和埋孔。相對于通孔，采用盲孔或埋孔方式可有效提升多層板的密度，減少板層數和板面尺寸，適用于高速電路設計。

高速PCB的過(guò)孔設計工序極為復雜，對鉆孔的精度要求很高，孔過(guò)淺無(wú)法提供良好連接，孔過(guò)深則會(huì )降低信號質(zhì)量或引起失真。傳統人工目檢無(wú)法滿(mǎn)足大批量的檢測需求，通常需要借助機器視覺(jué)設備進(jìn)行輔助。

◆ 下面我們來(lái)賞析一份采用海伯森3D線(xiàn)光譜共焦傳感器檢測PCB過(guò)孔深度和直徑的應用案例。

1. 項目需求

測量PCB過(guò)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，斜射式測量容易產(chǎn)生遮擋盲區，因此可以選用點(diǎn)間隔小、測量點(diǎn)密集、角度兼容性好的同軸式3D線(xiàn)光譜共焦傳感器HPS-LCX1000，再配合40G光纖連接控制器HPS-NB3200進(jìn)行測量。

?海伯森同軸式3D線(xiàn)光譜共焦傳感器HPS-LCX1000?

3. 測試部署

i.在室內搭建好測試平臺，確保室溫正常，保證測試設備的正常運行；

ii.調節傳感頭與被測物體之間的大概距離，利用客戶(hù)端調整測量信號；

iii.設置測量參數：橫向測量點(diǎn)2048個(gè)，采樣點(diǎn)間隔1.1μm，線(xiàn)間隔4μm，掃描頻率4000Hz，采樣速度16mm/s；

iv.整理測量數據，匯總分析。

4. 檢測效果

5. 測試總結

掃描該PCB樣品后，利用灰度圖可以進(jìn)行指定盲孔的深度和直徑測量。

此外，過(guò)孔的位置、形狀都能很好地在3D點(diǎn)云上呈現，通過(guò)顏色區分還可分辨出PCB板不同位置的高度變化。

從下表中可以看到10個(gè)標記點(diǎn)內外圈直徑個(gè)高度數據，對不同點(diǎn)位的測量會(huì )因機臺誤差、水筆油墨等因素導致測試結果的差異，具體效果可能還是要看實(shí)際的測量環(huán)境。

PCB外觀(guān)檢測項目繁多，在過(guò)孔檢測的項目中除了孔深的測量，還包括孔徑尺寸、過(guò)孔位置和尺寸等，而PCB本體的檢測更為復雜，例如BGA封裝、導線(xiàn)布置、板面細節和形貌尺寸等等，這些還需要部署多樣化的檢測設備來(lái)相互配合。

隨著(zhù)信息技術(shù)發(fā)展，機器視覺(jué)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(lèi)具備獨特的優(yōu)勢，檢測不受限于材質(zhì)種類(lèi)，精度高、穩定性強且檢測頻率快，非常適合于各類(lèi)高反光、強吸光及透明物體的在線(xiàn)測量，未來(lái)市場(chǎng)前景廣闊。

作為國產(chǎn)一線(xiàn)高端智能傳感器制造企業(yè)，海伯森深耕技術(shù)研發(fā)與創(chuàng )新，在光譜共焦領(lǐng)域已掌握多項自主核心技術(shù)，并先后推出多款先端2D/3D檢測傳感器，填補國產(chǎn)技術(shù)市場(chǎng)空白。

截至目前，海伯森已成為全球唯一一家同時(shí)擁有點(diǎn)光譜、斜射式線(xiàn)光譜和同軸式線(xiàn)光譜產(chǎn)品系列的廠(chǎng)商。放眼未來(lái)，海伯森將立足市場(chǎng)需求，繼續推出更多高性能、易用可靠的智能傳感器產(chǎn)品及專(zhuān)業(yè)解決方案，為工業(yè)智造賦能！

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