[發明專利]一種SMT網板厚度測量用接觸式測頭

無效

• 申請號: 201210441967.4
• 申請日: 2012-11-08
• 公開（公告）號: CN102901438A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 夏發平
• 申請（專利權）人: 昆山允可精密工業技術有限公司
• 主分類號: G01B7/06
• 分類號: G01B7/06
• 代理公司: 北京市振邦律師事務所 11389
• 代理人: 李朝輝

技術領域

本發明屬于SMT網板測量設備領域，具體涉及一種SMT網板厚度測量用接觸式測頭。

背景技術

在SMT加工制程工藝中，針對來料網板測量成為確保SMT后續加工質量的關鍵工序。SMT來料網板由于厚度一般在0.3mm以下、幅面通常在300mm×300mm以上，這種網板均具有材料薄、精度高、幅面大、高柔性、材料種類多等特點。隨著市場對SMT網板加工效率和成本的要求逐漸提高，SMT網板的幅面越來越大，對其配套的專業測量設備，要求保證足夠測量精度前提下，盡可能降低設備自身成本。SMT來料網板一般均未進行后續的激光加工，整幅網板無任何鏤空加工特征，表面平整無明顯起皺現象。在進行厚度測量時，僅需要在同一張網板上測量若干點處厚度以初步判斷該網板厚度均勻性及實際厚度是否相對名義值有超差等情況即可。

以往SMT領域網板厚度測量設備，一般均采用非接觸式測頭來進行測量，該測頭內部安裝有精密激光位移傳感器，測量時先將厚度為A的標準塊放置在測量平臺上，測得激光位移傳感器出光口距離標準塊上表面的高度值為h1，將該值設定為零點。再將標準塊移開，將SMT網板放置在測量平臺上，測得激光位移傳感器出光口距離SMT網板高度值為h2，則被測量SMT網板的厚度D=A+h1-h2。采用這種測量方法對SMT網板厚度進行測量時，原理上固然可行，但存在如下問題：

一、SMT網板原材料表面往往并不潔凈，無規則地存在一些灰塵，此時如采用激光位移傳感器對其進行測量，這些灰塵會對激光光束發射方向造成影響，從而影響測量精度的穩定性；

二、測量設備所處環境燈光會對測量點處材料表面亮度產生影響，從而間接影響測量精度。

三、SMT網板原材料種類凡多，除以往最常見的不銹鋼外，還有鎳片、鎳合金片、電鑄片等多種不同種類材料。而且，SMT行業中網板在不同加工工序中均需要進行厚度的測量，以提高對網板加工過程中質量監控。而SMT網板不同工序可能產生不同表面特性的網板，如電鑄表面、電鍍表面、拋光表面、蝕刻表面等。材料表面特性多樣化，在微觀結構上表現為類似“皺紋”狀表面，這種微觀結構尺寸往往在10um甚至更小范圍內，但足以對激光光束反射角度造成較大影響，直接導致測量精度下降，難以滿足SMT網板厚度高精度測量需求。

四、激光位移傳感器多為精密部件，尤其是高精度激光位移位移傳感器幾乎全是依賴進口，價格昂貴。

由于上述問題的影響，導致對SMT網板厚度測量精度難以控制在1um以內，一般僅能穩定在5um甚至更大，否則某些網板材表面整體較為光潔，可能測量精度會較好，但整體測量精度及穩定性均不能滿足SMT網板厚度測量精度1um的要求。另外，在滿足測量精度前提下降低測頭自身成本，是SMT網板厚度測量領域的普遍期望。

發明內容

本發明所公開的SMT網板測厚用接觸式測頭，很好地解決了采用以往非接觸式測頭中激光位移傳感器測量光束因SMT網板表面不潔凈及微觀結構對測量精度及測量穩定性等方面的影響，并避免采用高精密激光位移傳感器，降低了測頭成本，為SMT網板厚度測量設備提供了一款性價比更高的精密測頭。

為了實現上述目的，本發明的技術方案是設計一種SMT網板厚度測量用接觸式測頭，包括上固定板、底板、下固定板、空氣導軌、探針、上連接件、下連接件、高分辨率鐳射尺、位移傳感器、氣管接頭和數據線纜；

其中，空氣導軌由空氣導軌安裝板和兩個空心管組成，在所述空氣導軌安裝板垂直方向開有兩個安裝孔；所述空心管為圓形結構；

其連接關系在于：在所述底板的上端和下端垂直方向安裝上固定板和下固定板，所述空氣導軌安裝板固定安裝在所述底板上，所述兩個空心管穿過所述空氣導軌安裝板的兩個安裝孔，所述兩個空心管通過氣管接頭通氣，兩個空心管的上端和下端分別固定安裝在上連接件和下連接件上，下連接件下端與探針連接，所述探針的端部穿過所述下固定板并伸出，上連接件的上端與高分辨率鐳射尺連接，在所述上固定板下端安裝有位移傳感器，所述數據線纜與位移傳感器連接并伸出上固定板將數據傳輸入控制系統。

還包括設有精密彈簧，采用精密彈簧穿過探針分別固定在下連接件下部和下固定板上部。

在所述底板后端設有測頭連接板用于固定。