3D-Optiksensorkopf

Der 3D-Optiksensorkopf ist eine kritische Komponente in automatischen Lötpasten-Inspektionssystemen (SPI) und verantwortlich für die berührungslose Messung von Lötpastenvolumen, -höhe, -fläche und -ausrichtung auf PCB-Pads. Typischerweise verwendet er strukturiertes Licht, Lasertriangulation oder Phasenverschiebungsprofilometrie, um präzise dreidimensionale topografische Karten der Lötpastenablagerungen zu erzeugen, wodurch das SPI-System Defekte wie unzureichende Paste, Brückenbildung, Fehlausrichtung oder übermäßiges Volumen vor dem Reflow-Lötprozess erkennen kann. Der Sensorkopf projiziert ein Lichtmuster auf die Ziel-Lötpaste, und eine hochauflösende Kamera, die in einem bekannten Winkel versetzt ist, erfasst die Verformung dieses Musters. Mithilfe von Triangulationsalgorithmen berechnet das System die Höhe (Z-Achse) für jeden Punkt auf der Oberfläche basierend auf der Verschiebung des Musters im Kamerabild und konstruiert so ein detailliertes 3D-Profil der Lötpastenablagerung. Der Kopf ist typischerweise auf einem Portalsystem montiert und bewegt sich über die Leiterplatte, um die gesamte Platine zu scannen. Zu den wichtigsten Parametern gehören ein Messbereich von 0–500 µm, eine Höhenauflösung von 0,1 µm und eine Wiederholbarkeit von ±0,5 µm. Das Sichtfeld ist von 10–30 mm einstellbar, mit einem Arbeitsabstand von 20–50 mm. Die Scangeschwindigkeit reicht von 10–50 mm/s. Die Lichtquelle verwendet blaues Licht mit einer Wellenlänge von 405–450 nm für hohen Kontrast. Die Betriebstemperatur beträgt 10–40 °C, die Lagertemperatur -10–60 °C und die relative Luftfeuchtigkeit 20–80% nicht kondensierend. Die Schutzart ist IP54 gemäß IEC 60529. Die Versorgungsspannung beträgt 24 V DC ±10%, die Leistungsaufnahme 15–30 W und das Gewicht 0,5–1,5 kg. Zu den Materialien gehören optische Glaslinsen, ein Gehäuse aus Aluminiumlegierung und Präzisionsstahlhalterungen. Diese Komponente ist für die Integration in SPI-Systeme ausgelegt und keine eigenständige Inspektionslösung. Für spezifische Anwendungen verifizieren Sie modellspezifische Werte und Normen mit dem Hersteller oder Lieferanten.

Der Sensorkopf projiziert ein Lichtmuster (z. B. Laserlinien, strukturierte Lichtstreifen) auf die Ziel-Lötpaste. Eine hochauflösende Kamera, die in einem bekannten Winkel versetzt ist, erfasst die Verformung dieses Musters. Mithilfe von Triangulationsalgorithmen berechnet das System die Höhe (Z-Achse) für jeden Punkt auf der Oberfläche basierend auf der Verschiebung des Musters im Kamerabild und konstruiert so ein detailliertes 3D-Profil der Lötpastenablagerung.