用于PCB過孔檢測的3D線光譜共焦傳感器

▎在小說中“血脈”強大可造就傳奇，而PCB被譽為電子產(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預測,預計至2026年,全球PCB行業(yè)產(chǎn)值將達到1016億美元。

現(xiàn)如今各類電子產(chǎn)品的設計正朝著低功耗、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。

PCB在制造過程中通常會采用過孔方式連接印制導線來達成電氣性能提升、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(shù)和板面尺寸，適用于高速電路設計。

高速PCB的過孔設計工序極為復雜，對鉆孔的精度要求很高，孔過淺無法提供良好連接，孔過深則會降低信號質量或引起失真。傳統(tǒng)人工目檢無法滿足大批量的檢測需求，通常需要借助機器視覺設備進行輔助。

◆ 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PCB過孔深度和直徑的應用案例。

1. 項目需求

測量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，斜射式測量容易產(chǎn)生遮擋盲區(qū)，因此可以選用點間隔小、測量點密集、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進行測量。

海伯森同軸式3D線光譜共焦傳感器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(jié)傳感頭與被測物體之間的大概距離，利用客戶端調整測量信號； iii.設置測量參數(shù)：橫向測量點2048個，采樣點間隔1.1μm，線間隔4μm，掃描頻率4000Hz，采樣速度16mm/s； iv.整理測量數(shù)據(jù)，匯總分析。

4. 檢測效果

5. 測試總結

掃描該PCB樣品后，利用灰度圖可以進行指定盲孔的深度和直徑測量。

此外，過孔的位置、形狀都能很好地在3D點云上呈現(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個標記點內外圈直徑個高度數(shù)據(jù)，對不同點位的測量會因機臺誤差、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際的測量環(huán)境。

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

隨著信息技術發(fā)展，機器視覺產(chǎn)品陣營在不斷豐富，光譜共焦傳感器作為“新技術”品類具備獨特的優(yōu)勢，檢測不受限于材質種類，精度高、穩(wěn)定性強且檢測頻率快，非常適合于各類高反光、強吸光及透明物體的在線測量，未來市場前景廣闊。

審核編輯 ：李倩