[實用新型]一種單測頭自動薄板厚度測量裝置

有效

• 申請號: 201320485951.3
• 申請日: 2013-08-09
• 公開（公告）號: CN203375939U
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 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: G01B11/06
• 分類號: G01B11/06
• 代理公司: 江蘇致邦律師事務所 32230
• 代理人: 謝偉

技術領域

本實用新型涉及一種測量裝置，尤其涉及一種單測頭自動薄板厚度測量裝置。

背景技術

?在表面貼裝技術（SMT）、太陽能、精密薄板材制造等領域，大量制造或使用薄板材。如表面貼裝行業使用的網板基材，材料種類涉及不銹鋼、鎳、鎳合金等，厚度一般在1mm內，且在其加工工藝過程中，需要經過電鑄、電鍍、拋光、蝕刻、激光切割等工序，中間產生的半成品及最終的成品，均需要進行厚度均勻性的測量，以確保最終的產品符合客戶要求；太陽能行業中所使用的晶圓（wafer），全部為薄板類精密元件，通過激光劃線等工藝在其上加工各種特征，最終形成太陽能電池板，這類板材一般由4層薄片材料構成，第1層為wafer層、第2層為粘合劑、第3層為玻璃、第4層為膠帶，各層之間通過壓合工藝制作成wafer成品，要保證最終成品厚度均勻性，就需要控制各層相互壓合后的厚度均勻性；而精密薄板材制造方面，如大型鋼材為表面貼裝行業提供的各種不銹鋼等提供的板材，以及銅箔、平面玻璃薄板的制造，這類板材均有共同特點，材料薄、對厚度均勻性有嚴格要求，否則會影響其后端產品的使用效果。隨著市場對該行業產品性能提出越來越高的要求，這些基礎材料的厚度等重要特征的質量控制越來越嚴格，以確保最終成品的性能和可靠性。

上述薄板材中，大部分板材表面的微觀結構均呈鋸齒狀，通過激光位移傳感器發出一束光，打在材料表面，以與入射光束呈一定角度反射，被激光位移傳感器信號接收窗口接收。如果材料表面凸凹不平，則會直接反映到接收窗口，并通過內部標尺，實時測量所反饋光束因材料表面高低不平所產生的位移變化量，通過機器視覺和圖像處理技術，即可計算出這個變化量的具體數值，最終計算出薄板材厚度。測量時，先將厚度為A的標準塊放置在測量工位上、下測頭之間的支撐平臺上，測量標準塊的厚度，以對測量系統進行校零操作。假定被測薄鋼板厚度為δ，則實際被測物厚度為δ=A-（x-a）-（y-b）。由于大部分薄板表面具有不同程度的鋸齒狀微觀結構，這種微觀結構尺寸往往在10um甚至更小范圍內，其所產生的反光效應，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。且不同材料間反光效應影響不同，即使對于同一批產品，所測量的結果也不盡相同，導致重復測量精度不高。如果材料具有透明特性，則測量時會有部分光穿透材料而未全部被信號接收器接收，造成測量精度急劇下降。另外，由于機器視覺和圖像處理技術發展到今天，最小分辨率還只能到亞微米級，使得最終精密薄材的測量精度難有突破，而高端電子產品市場對產品性能越來越高，從而對用于電路基材的各類薄板材也提出了更高的質量要求。傳統厚度測量方法難以滿足高精度測量需求。

實用新型內容

本實用新型旨在提供一種解決傳統非接觸式測量因不同材料表面反光效應、透明材料因穿透材料導致精度急劇下降、同類材料重復測量精度低及圖像處理技術難以滿足該行業高精度、高穩定性厚度測量需求等技術問題的單測頭自動薄板厚度測量裝置。

????本實用新型解決上述技術問題采用如下技術方案：一種單測頭自動薄板厚度測量裝置，包括測量平臺，所述的測量平臺包括支撐腳、平臺、鋼架底座、支撐座和固定橫梁；所述的鋼架底座設在支撐腳上；所述的平臺設在鋼架底座上；所述的支撐座設在平臺上；所述的固定橫梁設在支撐座上；Z軸，所述的Z軸及Z軸動板安裝在固定橫梁上；Y軸，所述的Y軸及Y軸動板安裝在平臺上，設于Z軸的正下方、垂直安裝于Z軸；測頭，所述的測頭安裝在Z軸動板上；薄板真空承載臺，所述的薄板真空承載臺固定在Y軸動板上，且位于測頭的正下方。

????作為優選，所述的Z軸設有伺服電機。

????作為優選，所述的測頭包括探針、彈性裝置、方形空氣導軌、空氣導軌進氣座、激光位移傳感器、頂板、光柵尺、空氣導軌導芯供氣接頭、測頭安裝座、測頭安裝底板和底板，所述的方形空氣導軌安裝在測頭安裝底板上，探針連接方形空氣導軌導芯的下端、貫穿底板，導芯下端與底板之間設有彈性裝置，空氣導軌進氣座設在方形空氣導軌的上方，激光位移傳感器設在空氣導軌進氣座的上方，與傳感器相連接的數據線貫穿頂板，光柵尺設置在激光位移傳感器的左側，空氣導軌導芯供氣接頭設在空氣導軌進氣座的左側、連接進氣座，測頭安裝座設在測頭安裝底板的左側。

????作為優選，所述的光柵尺平行安裝于激光位移傳感器。

????作為優選，所述的彈性裝置為精密彈簧。

????作為優選，所述方形空氣導軌的導芯內部為空芯結構，頂部連接方形導軌進氣座。

作為優選，所述的方形導軌進氣座側面連接方形空氣導軌供氣接頭。