[发明专利]一种SMT网板测厚用接触式测头

说明书

技术领域

本发明属于测量工具技术领域，具体涉及一种SMT网板测厚用接触式测头。

背景技术

在SMT加工制程工艺中，针对来料网板测量成为确保SMT后续加工质量的关键工序。SMT来料网板由于厚度一般在0.3mm以下、幅面通常在300mm×300mm以上，这种网板均具有材料薄、精度高、幅面大、高柔性、材料种类多等特点。随着市场对SMT网板加工效率和成本的要求逐渐提高，SMT网板的幅面越来越大，对其配套的专业测量设备，要求保证足够测量精度前提下，尽可能降低设备自身成本。SMT来料网板一般均未进行后续的激光加工，整幅网板无任何镂空加工特征，表面平整无明显起皱现象。在进行厚度测量时，仅需要在同一张网板上测量若干点处厚度以初步判断该网板厚度均匀性及实际厚度是否相对名义值有超差等情况即可。

以往SMT领域网板厚度测量设备，一般均采用非接触式测头来进行测量，该测头内部安装有精密激光位移传感器，测量时先将厚度为A的标准块放置在测量平台上，测得激光位移传感器出光口距离标准块上表面的高度值为h1，将该值设定为零点。再将标准块移开，将SMT网板放置在测量平台上，测得激光位移传感器出光口距离SMT网板高度值为h2，则被测量SMT网板的厚度D=A+h1-h2。采用这种测量方法对SMT网板厚度进行测量时，原理上固然可行，但存在如下问题：

一、SMT网板原材料表面往往并不洁净，无规则地存在一些灰尘，此时如采用激光位移传感器对其进行测量，这些灰尘会对激光光束发射方向造成影响，从而影响测量精度的稳定性；

二、测量设备所处环境灯光会对测量点处材料表面亮度产生影响，从而间接影响测量精度。

三、SMT网板原材料种类凡多，除以往最常见的不锈钢外，还有镍片、镍合金片、电铸片等多种不同种类材料。而且，SMT行业中网板在不同加工工序中均需要进行厚度的测量，以提高对网板加工过程中质量监控。而SMT网板不同工序可能产生不同表面特性的网板，如电铸表面、电镀表面、抛光表面、蚀刻表面等。材料表面特性多样化，在微观结构上表现为类似“皱纹”状表面，这种微观结构尺寸往往在10um甚至更小范围内，但足以对激光光束反射角度造成较大影响，直接导致测量精度下降，难以满足SMT网板厚度高精度测量需求。

四、激光位移传感器多为精密部件，尤其是高精度激光位移位移传感器几乎全是依赖进口，价格昂贵。

由于上述问题的影响，导致对SMT网板厚度测量精度难以控制在1um以内，一般仅能稳定在5um甚至更大，否则某些网板材表面整体较为光洁，可能测量精度会较好，但整体测量精度及稳定性均不能满足SMT网板厚度测量精度1um的要求。另外，在满足测量精度前提下降低测头自身成本，是SMT网板厚度测量领域的普遍期望。

发明内容

本发明所公开的SMT网板测厚用接触式测头，很好地解决了采用以往非接触式测头中激光位移传感器测量光束因SMT网板表面不洁净及微观结构对测量精度及测量稳定性等方面的影响，并避免采用高精密激光位移传感器，降低了测头成本，为SMT网板厚度测量设备提供了一款性价比更高的精密测头。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种SMT网板测厚用接触式测头，包括壳体、空气导轨、探针、连接件、高分辨率镭射尺、位移传感器、气管接头和数据线缆；

其中，壳体由顶盖、安装盖和底盖组成，所述安装盖的顶端和底端分别垂直安装顶盖和底盖，在所述顶盖和底盖上均开有通孔；

所述空气导轨由空气导轨导芯和空气导轨导套组成，在所述空气导轨导套垂直位置开有安装孔，所述空气导轨导芯为方形结构；

其连接关系在于：所述空气导轨导套固定安装在所述安装盖上，所述空气导轨导芯穿过空气导轨导套的安装孔，所述空气导轨导芯通过气管接头通气，所述空气导轨导芯的下端与探针连接，所述探针的端部穿过所述底盖的通孔并伸出，在所述空气导轨导芯的上端通过连接件与高分辨率镭射尺连接，在所述顶盖下端安装有位移传感器，所述数据线缆与位移传感器连接并伸出顶盖的通孔将数据传输入控制系统。

还包括设有精密弹簧，采用精密弹簧穿过探针分别固定在空气导轨导芯下部和底盖上部。

在所述安装盖后端设有安装座用于固定。