应用案例｜3D线光谱共焦传感器用于PCB过孔检测

在小说中“血脉”强大可造就传奇，而PCB被誉为电子产品的“血脉”成为了现代工业科技突破的重要窗口。根据Prismark预测,预计至2026年,全球PCB行业产值将达到1016亿美元。

 

现如今各类电子产品的设计正朝着低功耗、低电磁辐射、高可靠性、小型化、轻量化的方向发展，PCB作为电子元器件电气相互连接的载体，制造工艺也在不断升级。

 

PCB在制造过程中通常会采用过孔方式连接印制导线来达成电气性能提升、材料成本降低的目标，其设计方式包括通孔、盲孔和埋孔。相对于通孔，采用盲孔或埋孔方式可有效提升多层板的密度，减少板层数和板面尺寸，适用于高速电路设计。

 

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高速PCB的过孔设计工序极为复杂，对钻孔的精度要求很高，孔过浅无法提供良好连接，孔过深则会降低信号质量或引起失真。传统人工目检无法满足大批量的检测需求，通常需要借助机器视觉设备进行辅助。

◆ 下面我们来赏析一份采用海伯森3D线光谱共焦传感器检测PCB过孔深度和直径的应用案例。

1. 项目需求

测量PCB过孔深度和直径

 

2. 产品选型

考虑到PCB钻孔直径和孔间距小，斜射式测量容易产生遮挡盲区，因此可以选用点间隔小、测量点密集、角度兼容性好的同轴式3D线光谱共焦传感器HPS-LCX1000，再配合40G光纤连接控制器HPS-NB3200进行测量。

 

 

3. 测试部署

i.在室内搭建好测试平台，确保室温正常，保证测试设备的正常运行；

ii.调节传感头与被测物体之间的大概距离，利用客户端调整测量信号；

iii.设置测量参数：横向测量点2048个，采样点间隔1.1μm，线间隔4μm，扫描频率4000Hz，采样速度16mm/s；

iv.整理测量数据，汇总分析。

 

4. 检测效果

 

 

5. 测试总结

扫描该PCB样品后，利用灰度图可以进行指定盲孔的深度和直径测量。

 

此外，过孔的位置、形状都能很好地在3D点云上呈现，通过颜色区分还可分辨出PCB板不同位置的高度变化。

从下表中可以看到10个标记点内外圈直径个高度数据，对不同点位的测量会因机台误差、水笔油墨等因素导致测试结果的差异，具体效果可能还是要看实际的测量环境。

 

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PCB外观检测项目繁多，在过孔检测的项目中除了孔深的测量，还包括孔径尺寸、过孔位置和尺寸等，而PCB本体的检测更为复杂，例如BGA封装、导线布置、板面细节和形貌尺寸等等，这些还需要部署多样化的检测设备来相互配合。

随着信息技术发展，机器视觉产品阵营在不断丰富，光谱共焦传感器作为“新技术”品类具备独特的优势，检测不受限于材质种类，精度高、稳定性强且检测频率快，非常适合于各类高反光、强吸光及透明物体的在线测量，未来市场前景广阔。

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作为国产一线高端智能传感器制造企业，海伯森深耕技术研发与创新，在光谱共焦领域已掌握多项自主核心技术，并先后推出多款先端2D/3D检测传感器，填补国产技术市场空白。截至目前，海伯森已成为全球唯一一家同时拥有点光谱、斜射式线光谱和同轴式线光谱产品系列的厂商。放眼未来，海伯森将立足市场需求，继续推出更多高性能、易用可靠的智能传感器产品及专业解决方案，为工业智造赋能！

 

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