[发明专利]一种大幅面精密薄板厚度接触式测量流水线装置

说明书

技术领域

本发明涉及精密薄板精密测量设备领域，具体涉及一种针对大幅面精密薄板厚度进行自动进给连续测量的专业测量流水线装置。

背景技术

 在SMT（Surface Mounted Technology，表面贴装技术）、精密金属或非金属薄板制造及二次加工应用等领域，针对作为加工精密芯片、电路板等终端产品的基础材料的薄板厚度的尺寸精度测量成为确保终端产品加工质量的关键工序。SMT行业使用的网板基材，材料种类涉及不锈钢、镍、镍合金等，厚度一般在1mm以内，幅面尺寸通常在500mmx500mm以上，幅面大小不等，但均具有材料薄、精度高、幅面大、高柔性等特点；这些精密薄板在其加工工艺过程中，需要经过电铸、电镀、抛光、蚀刻、激光切割等工序，中间产生的半成品及最终的成品，均需要进行厚度均匀性的测量，以确保最终的产品符合客户要求；精密薄板制造及二次加工应用方面，如大型钢厂为SMT行业提供的各种不锈钢、镍、镍合金等金属薄板，以及铜箔、镍片等精密薄板的制造，这类板材同样具有共同特点，即材料薄（一般在2mm厚度以内）、幅面大、高柔性等特点，对厚度均匀性有严格要求，否则会影响其后端以此为基材的各类产品的品质要求，随着市场对精密薄板性能提出越来越高的要求，这些基础材料的厚度等重要形状特征的质量控制越来越严格，以确保最终成品的性能和可靠性。

尽管精密薄板肉眼观察情况下均是光滑的平整表面，但在高倍数显微镜下观察，其表面均呈现不同程度的锯齿状特征，这是由其表面微观结构所决定的，传统对薄板的厚度进行测量的方式一般采用非接触式的光学测量方法来实现，通过一个或一对（上下相对安装）激光位移传感器作为非接触式测头，对采用真空吸附或是悬空固定的薄板进行厚度测量，具体采用一个或一对测头，这取决于客户薄板在测量过程中放置及固定的具体条件；这种测量方式，在测量过程中，作为测头的激光位移传感器不会直接与薄板表面接触，而是通过激光位移传感器向薄板表面发出一束光，打在材料表面，该光束以与入射光束呈一定角度反射，被激光位移传感器信号接收窗口接收，再根据因材料表面凸凹不平，则会直接反映到接收窗口，并通过内部标尺，实时测量所反馈光束因材料表面高低不平所产生的厚度方向上的位移变化量；通过机器视觉和图像处理技术，即可计算出这个变化量的具体数值，最终由测量软件计算出薄板厚度；这种测量方式可在测量过程中不导致薄板表面损伤，但由于薄板表面均存在不同程度的锯齿状微观结构，这种微观结构尺寸一般在10um甚至更小范围内，其所产生的反光效应，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。且不同材料间反光效应影响不同，而即使是同一种材料的同一批产品，所测量的结果也不尽相同，导致重复测量精度不高。另外，由于机器视觉和图像处理技术发展到今天，最小分辨率还只能到亚微米级，使得最终精密薄材的测量精度难有突破，而高端电子产品市场对产品性能越来越高，从而对用于电路基材的各类薄板也提出了更高的质量要求。最后，由于只安装一个测头或一对测头，对于大幅面薄板来说，难以实现多点厚度同时测量以提高测量效率的目的，同时，考虑到厚度均匀性与整张大幅面薄板相关，仅依靠一个或一对测头，难以衡量整个幅面的薄板厚度均匀性；因此，传统针对薄板厚度的测量方法难以满足市场提出越来越高的测量需求。

发明内容

本发明旨在解决以往测量设备因在测量过程人工操作导致对薄板自身造成损伤、单测量工位导致测量效率低、难以判断整张幅面薄板厚度均匀性、采用非接触式光学测量导致测量精度极易受材料表面微观结构影响等技术问题。