本發明專利技術屬于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。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；該測頭采用接觸式測量原理，即通過垂直與SMT網板表面的探針端部探球與SMT網板表面接觸，探針僅具有唯一的上下運動自由度，即其僅能上下運動，自身重量通過內部精密彈簧抵消，而探針的另一端連接著與探針垂直方向平行安裝的高分辨率鐳射尺，通過其內部小型激光位移傳感器實時檢測探針在垂直方向上的位移變化。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于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。
技術介紹
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O. 3mm以下、幅面通常在300mmX 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hl，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+hl-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IOum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Ium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Ium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。
技術實現思路
本專利技術所公開的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，本專利技術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。本專利技術的優點和有益效果在于該測頭采用接觸式測量原理，即通過垂直與SMT網板表面的探針端部探球與SMT網板表面接觸，探針僅具有唯一的上下運動自由度，即其僅能上下運動，自身重量通過內部精密彈簧抵消，而探針的另一端連接著與探針垂直方向平行安裝的高分辨率鐳射尺，通過其內部小型激光位移傳感器實時檢測探針在垂直方向上的位移變化。測量過程中，探針端部的探球一直與SMT網板表面接觸，從而確保測量過程中，在垂直方向上位移變化完全由SMT網板厚度決定，因此能非常精確、真實地反映出SMT網板自身的厚度，而不會受SMT網板表面灰塵影響。且無論環境燈關如何照射，測量值均是從測頭內部的傳感器內讀取，不會受環境燈關影響。另外，由于探針端部的探球直徑一般在500um以上，其與SMT網板表面接觸僅能接觸上微觀結構的最高點，而不會手微觀結構自身的影響，真實反映出SMT網板的厚度及均勻變化值。，通過采用該測頭確保了對來料網板厚度測量的高精度要求，重復測量精度達到± Ium甚至更??；在保證測量精度前提下，避免了傳統方式中采用非接觸式測量方法因SMT網板表面灰塵、環境燈光及表面微觀結構導致發射光束誤差，直接影響到測量精度和穩定性等問題。充分考慮到SMT行業對來料網板的檢測需求，即要求保證高精度條件下，盡可能降低設備成本，設備操作方便等，為SMT網板厚度測量領域所用精密測頭提供結構簡單、性價比更高、更能滿足市場需求的產品。附圖說明圖I為本專利技術的結構示意圖2為本專利技術的安裝蓋和安裝座裝配圖；圖3為本專利技術工作原理圖。其中，I-上固定板；2-底板；3_下固定板；4_空氣導軌安裝板；5_空心管；6-探針；7_上連接件；8_下連接件；9_高分辨率鐳射尺；10-位移傳感器；11-氣管接頭；12_數據線纜；13-精密彈簧；14-測頭連接板。具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本專利技術的具體實施方式作進一步描述，以下實施例僅用于更加清楚地說明本專利技術的技術方案，而不能以此來限制本專利技術的保護范圍。如圖I至圖3所示，本專利技術具體實施的技術方案是一種SMT網板厚度測量用接觸式測頭，包括上固定板I、底板2、下固定板3、空氣導軌、探針6、上連接件7、下連接件8、高 分辨率鐳射尺9、位移傳感器10、氣管接頭11和數據線纜12 ；其中，空氣導軌由空氣導軌安裝板4和兩個空心管5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5為圓形結構；其連接關系在于在所述底板2的上端和下端垂直方向安裝上固定板I和下固定板3，所述空氣導軌安裝板4固定安裝在所述底板2上，所述兩個空心管5穿過所述空氣導軌安裝板4的兩個安裝孔，所述兩個空心管5通過氣管接頭11通氣，兩個空心管5的上端和下端分別固定安裝在上連接件7和下連接件8上，下連接件8下端與探針6連接，所述探針6的端部穿過所述下固定板3并伸出，上連接件7的上端與高分辨率鐳射尺9連接，在所述上固定板I下端安裝有位移傳感器10，所述數據線纜12與位移傳感器10連接并伸出上固定板I將數據傳輸入控制系統。還包括設有精密彈簧13，采用精密彈簧13穿過探針分別固定在下連接件8下部和下固定板3上部。在所述底板2后本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種SMT網板厚度測量用接觸式測頭，其特征在于：包括上固定板（1）、底板（2）、下固定板（3）、空氣導軌、探針（6）、上連接件（7）、下連接件（8）、高分辨率鐳射尺（9）、位移傳感器（10）、氣管接頭（11）和數據線纜（12）；其中，空氣導軌由空氣導軌安裝板（4）和兩個空心管（5）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（5）為圓形結構；其連接關系在于：在所述底板（2）的上端和下端垂直方向安裝上固定板（1）和下固定板（3），所述空氣導軌安裝板（4）固定安裝在所述底板（2）上，所述兩個空心管（5）穿過所述空氣導軌安裝板（4）的兩個安裝孔，所述兩個空心管（5）通過氣管接頭（11）通氣，兩個空心管（5）的上端和下端分別固定安裝在上連接件（7）和下連接件（8）上，下連接件（8）下端與探針（6）連接，所述探針（6）的端部穿過所述下固定板（3）并伸出，上連接件（7）的上端與高分辨率鐳射尺（9）連接，在所述上固定板（1）下端安裝有位移傳感器（10），所述數據線纜（12）與位移傳感器（10）連接并伸出上固定板（1）將數據傳輸入控制系統。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：夏發平，
申請(專利權)人：昆山允可精密工業技術有限公司，
類型：發明
國別省市：
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