DerKrümmung einer LeiterplatteAls wichtiger Indikator für seine physische Form hat es einen tiefgreifenden Einfluss auf die Anpassungsfähigkeit bei der Installation, die Stabilität der elektrischen Verbindung und die langfristige Leistung. Mit der Entwicklung elektronischer Produkte hin zu Schlankheit und Miniaturisierung ist die Erkennung der Krümmung von Leiterplatten immer wichtiger geworden.
1. Die Bedeutung der Erkennung der Krümmung von Leiterplatten
Beim Herstellungsprozess von Leiterplatten kann es durch den Einfluss von Pressen, Bohren, Schweißen und anderen Verfahren sowie durch Unterschiede in den Materialeigenschaften zu einer gewissen Biegeverformung kommen. Darüber hinaus können während des Transports und der Verwendung auch Faktoren wie äußerer Druck und Temperaturschwankungen zu Veränderungen im Biegegrad der Leiterplatte führen. Wenn sich die Platine zu stark verbiegt, wird es schwierig, sie während der Installation genau an andere Komponenten des Geräts anzupassen, was zu Installationsschwierigkeiten und sogar zu Schäden an der Platine oder anderen Komponenten führt. Im Hinblick auf die elektrische Leistung können gebogene Leiterplatten dazu führen, dass sich der Stromkreis ausdehnt oder zusammendrückt, was zu Änderungen der Stromkreisimpedanz, einer instabilen Signalübertragung und Fehlern wie Kurzschlüssen und offenen Stromkreisen führt, die den normalen Betrieb elektronischer Geräte erheblich beeinträchtigen. Daher ist die strenge Prüfung des Biegegrades von Leiterplatten ein wichtiger Schritt zur Sicherstellung der Qualität elektronischer Produkte.
2, Gängige Methoden zur Erkennung des Biegegrades von Leiterplatten
(1) Kontaktmessmethode
Mikrometermessung: Die Mikrometermessung ist eine traditionellere Kontaktmessmethode. Legen Sie die Leiterplatte waagerecht auf eine ebene Messplattform, setzen Sie den Messkopf der Messuhr senkrecht an die Oberfläche der Leiterplatte an und messen Sie die Höhe der Leiterplatte an verschiedenen Positionen Punkt für Punkt durch Bewegen der Messuhr oder Leiterplatte. Beim Messen müssen mehrere Messpunkte ausgewählt werden, normalerweise an den Ecken, Kanten und in der Mitte der Leiterplatte. Die Höhendaten jedes Punktes werden aufgezeichnet und der Biegegrad der Leiterplatte wird durch Berechnung des Höhenunterschieds zwischen verschiedenen Punkten ermittelt. Diese Methode hat eine hohe Messgenauigkeit, im Allgemeinen bis zu ± 0,01 mm, aber die Messeffizienz ist gering, und der Kontakt zwischen der Sonde und der Oberfläche der Leiterplatte kann zu leichten Schäden an der Leiterplatte führen, sodass sie für die großflächige Erkennung von hochpräzisen und anfälligen Leiterplatten ungeeignet ist.
Drei-Koordinaten-Messgerät-Messung: Das Drei-Koordinaten-Messgerät ermöglicht eine genaue Messung der dreidimensionalen Raumkoordinaten der Leiterplatte durch drei zueinander senkrechte Bewegungsachsen. Befestigen Sie die Leiterplatte auf der Werkbank des Messgeräts und bewegen Sie den Messkopf des Messgeräts entlang des voreingestellten Pfads auf der Oberfläche der Leiterplatte, um Koordinatendaten mehrerer Punkte zu erfassen. Verarbeiten und analysieren Sie die gesammelten Daten mit professioneller Messsoftware, um den Biegegrad der Leiterplatte zu berechnen. Das Koordinatenmessgerät verfügt über eine extrem hohe Messgenauigkeit von ± 0,001 mm, wodurch die dreidimensionalen Forminformationen der Leiterplatte umfassend und genau ermittelt werden können. Allerdings sind die Gerätekosten hoch, die Bedienung komplex und die Messgeschwindigkeit langsam. Es eignet sich hauptsächlich für die Forschung und Qualitätsprüfung von hochpräzisen Leiterplatten.
(2) Berührungslose-Messmethode
Optische Messmethode: Die optische Messmethode nutzt das Prinzip der optischen Abbildung, um berührungslose Messungen auf Leiterplatten durchzuführen. Zu den gängigen Methoden gehören Lasertriangulation und Bildverarbeitungsmessungen. Bei der Lasertriangulationsmethode wird ein Laserstrahler verwendet, um einen Laserstrahl auf die Oberfläche einer Leiterplatte auszusenden. Der Laserstrahl wird von der Oberfläche der Leiterplatte reflektiert und das reflektierte Licht wird von einem Empfänger empfangen. Basierend auf dem Einfalls- und Reflexionswinkel des Laserstrahls sowie dem Abstand zwischen Empfänger und Sender wird mithilfe dreieckiger geometrischer Beziehungen die Höhe jedes Punktes auf der Oberfläche der Leiterplatte berechnet und so die Krümmung der Leiterplatte ermittelt. Diese Methode verfügt über eine schnelle Messgeschwindigkeit und eine hohe Genauigkeit von bis zu ± 0,02 mm und ist für Leiterplatten nicht-zerstörerisch, sodass sie für die Prüfung verschiedener Arten von Leiterplatten geeignet ist. Bei der maschinellen Bildverarbeitungsmessmethode werden mithilfe von Industriekameras Bilder von Leiterplatten aufgenommen, der Umriss der Leiterplatte im Bild mithilfe von Bildverarbeitungsalgorithmen extrahiert und analysiert und die Krümmung der Leiterplatte berechnet. Die maschinelle Bildverarbeitungsmessmethode weist eine hohe Erkennungseffizienz auf, kann eine automatisierte Erkennung erreichen und große Mengen an Bilddaten schnell verarbeiten. Es erfordert jedoch hohe Anforderungen an Lichtverhältnisse, Bildauflösung usw. und erfordert eine präzise Bildkalibrierung und Algorithmusoptimierung.
Digitale holografische Messmethode: Die digitale holografische Messmethode ist eine fortschrittliche berührungslose Messtechnologie. Es nutzt das Prinzip der Laserinterferenz, um Hologramme auf der Oberfläche von Leiterplatten aufzuzeichnen. Durch die Analyse und Rekonstruktion der Hologramme erhält es dreidimensionale Morphologieinformationen der Leiterplattenoberfläche und berechnet die Krümmung. Diese Methode bietet die Vorteile einer hohen Messgenauigkeit, einer schnellen Messgeschwindigkeit und der Möglichkeit, eine Vollfeldmessung zu erreichen. Es kann gleichzeitig verschiedene Informationen wie Höhe und Neigung der Leiterplattenoberfläche ermitteln. Allerdings sind die Ausrüstungskosten hoch und die technischen Schwierigkeiten hoch. Derzeit wird es hauptsächlich in der wissenschaftlichen Spitzenforschung und in der Präzisionsfertigung eingesetzt.
3, Vorgang zur Erkennung der Biegung der Leiterplatte
(1) Vorbereitung vor der Messung
Stellen Sie zunächst eine stabile Messumgebung sicher und vermeiden Sie, dass Faktoren wie Vibration und Luftstrom die Messergebnisse beeinflussen. Für die Kontaktmessung ist es notwendig, Messgeräte zu kalibrieren, wie z. B. Nullungsmikrometer und Präzisionskalibrierung von Koordinatenmessgeräten; Für berührungslose Messungen ist es notwendig, die Parameter der optischen Ausrüstung, wie z. B. die Leistung des Lasersenders, die Brennweite und die Belichtungszeit der Industriekamera, anzupassen, um sicherzustellen, dass sich die Messausrüstung in einem normalen Betriebszustand befindet. Reinigen Sie gleichzeitig die Oberfläche der zu prüfenden Leiterplatte und entfernen Sie Staub, Flecken usw., um eine Beeinträchtigung der Messgenauigkeit zu vermeiden.
(2) Messvorgang
Arbeiten Sie entsprechend der gewählten Messmethode. Bei der Kontaktmessung ist darauf zu achten, dass die Kontaktkraft zwischen der Sonde und der Oberfläche der Leiterplatte moderat ist, um übermäßige Kräfte zu vermeiden, die zu Verformungen oder Schäden an der Leiterplatte führen können. Bei der berührungslosen Messung muss sichergestellt werden, dass der Abstand zwischen dem Messgerät und der Leiterplatte angemessen ist, um die Genauigkeit der Messdaten sicherzustellen. Während des Messvorgangs erfolgt die Datenerfassung entsprechend der vorgegebenen Verteilung der Messpunkte und die relevanten Daten jedes Messpunkts werden aufgezeichnet.
(3) Datenverarbeitung und -analyse
Importieren Sie die gesammelten Daten in die entsprechende Verarbeitungssoftware oder berechnen Sie manuell den Biegewert der Leiterplatte anhand der Biegeberechnungsformel. Bei mehrfach gemessenen Daten kann die Zuverlässigkeit und Stabilität der Messergebnisse durch statistische Methoden wie Mittelung und Standardabweichung bewertet werden.
4, Kriterien zur Bestimmung des Biegegrades von Leiterplatten
Die Kriterien zur Bestimmung der Krümmung verschiedener Leiterplattentypen variieren. Im Allgemeinen schreiben Industriestandards für gewöhnliche Leiterplatten vor, dass die maximal zulässige Krümmung zwischen 0,7 % und 1,5 % der Diagonalenlänge liegt. Der spezifische Wert wird je nach Dicke, Material und Anwendungsszenario der Leiterplatte angepasst. Beispielsweise ermöglichen Leiterplatten mit geringer Dicke und hohen Präzisionsanforderungen für elektronische Produkte relativ kleine Biegegrade; Bei dickeren Leiterplatten, die in allgemeinen Industrieanlagen verwendet werden, kann der Biegegrad entsprechend gelockert werden. In der tatsächlichen Produktion und Prüfung werden Unternehmen außerdem strengere Beurteilungsstandards für den Biegegrad entwickeln, die auf ihren eigenen Produktdesignanforderungen und Qualitätsstandards basieren, um sicherzustellen, dass die Produktqualität den Kundenanforderungen entspricht.
5, Häufige Probleme und Lösungen bei der Krümmungserkennung
(1) Großer Messfehler
Der große Messfehler kann durch unzureichende Genauigkeit der Messgeräte, instabile Messumgebung, falsche Messmethoden und andere Gründe verursacht werden. Die Lösung besteht darin, die Messgeräte regelmäßig zu kalibrieren und zu warten, um ihre Genauigkeit sicherzustellen; Optimieren Sie die Messumgebung und reduzieren Sie externe Störungen; Halten Sie sich strikt an die Messverfahren und wählen Sie bei komplex geformten Leiterplatten die Messpunkte und -pfade sinnvoll aus, um die Messgenauigkeit zu verbessern.
(2) Geringe Erkennungseffizienz
Für die Erkennung einer großen Anzahl von Leiterplatten sind herkömmliche Kontaktmessmethoden oft ineffizient. Hochautomatisierte berührungslose Messgeräte, wie z. B. Hochgeschwindigkeits-Bildverarbeitungssysteme, können zum schnellen Scannen und Prüfen von Leiterplatten eingesetzt werden. Optimieren Sie gleichzeitig den Erkennungsprozess, ordnen Sie Erkennungsaufgaben angemessen an und verbessern Sie die allgemeine Erkennungseffizienz.
(3) Kleine Biegungen sind schwer zu erkennen
Bei Leiterplatten mit kleinen Biegungen können diese mit einigen Messmethoden möglicherweise nicht genau erkannt werden. An dieser Stelle können hochpräzise Messgeräte wie digitale holographische Messgeräte oder hochauflösende optische Messgeräte ausgewählt werden; Es ist auch möglich, den Messalgorithmus zu verbessern, um die Erkennungs- und Berechnungsfähigkeit kleiner Biegungen zu verbessern und so eine genaue Erkennung kleiner Verformungen in Leiterplatten sicherzustellen.