突破3C產(chǎn)品精密測(cè)量技術(shù)難點(diǎn)，海伯森光譜共焦傳感器賦能工業(yè)智能制造

導(dǎo)讀：隨著消費(fèi)的多元化和產(chǎn)品技術(shù)迭代升級(jí)，工業(yè)生產(chǎn)制造各個(gè)領(lǐng)域的細(xì)分市場(chǎng)也在以迥然不同的態(tài)勢(shì)生長(zhǎng)，中國(guó)技術(shù)消費(fèi)電子市場(chǎng)快速增長(zhǎng)，新生態(tài)消費(fèi)下的中高端新科技產(chǎn)品也將成為引爆3C市場(chǎng)的熱潮。3C市場(chǎng)作為科技和互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的核心驅(qū)動(dòng)力，發(fā)展迅速，預(yù)計(jì)未來(lái)3C 產(chǎn)品將的年復(fù)合增長(zhǎng)率2.6%。在2019年，全球手機(jī)、電腦、平板年出貨總量接近40億臺(tái)，其中手機(jī)消費(fèi)需求最大，據(jù)中金企信國(guó)際咨詢公布的《2020-2026年中國(guó)3C自動(dòng)化設(shè)備市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力分析及投資戰(zhàn)略預(yù)測(cè)研發(fā)報(bào)告》統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)可能達(dá)到15.22億部。

現(xiàn)如今，人工智能和5G技術(shù)迅速發(fā)展，為工業(yè)制造業(yè)源源不斷地補(bǔ)充創(chuàng)新和活力，新技術(shù)新裝備的應(yīng)用促使3C生產(chǎn)制造主體朝著更快的產(chǎn)品更迭周期、更高效能的生產(chǎn)制造能力、更高品質(zhì)的產(chǎn)品質(zhì)量控制進(jìn)行產(chǎn)品經(jīng)營(yíng)，這些也帶動(dòng)3C電子產(chǎn)業(yè)智能制造發(fā)展邁上了一個(gè)新臺(tái)階。中國(guó)是3C制造大國(guó)，占據(jù)了全球70%的產(chǎn)能，其中手機(jī)制造產(chǎn)能最高(32%)，這意味著3C產(chǎn)品的加工和組裝工廠絕大部分都在中國(guó)。手機(jī)、筆記本、液晶電視等電子元件微型化和復(fù)雜化的趨勢(shì)對(duì)工業(yè)質(zhì)檢的精度、準(zhǔn)確度和效率提出了更高要求，而國(guó)內(nèi)逐漸攀升的人工成本也加速了“機(jī)器替人”的趨勢(shì)，機(jī)器視覺(jué)可以用機(jī)器代替人眼來(lái)做精密測(cè)量和判斷，將圖像處理應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，對(duì)物體進(jìn)行非接觸檢測(cè)、測(cè)量，提高加工精度、發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品缺陷并進(jìn)行自動(dòng)分析決策，在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。

機(jī)器視覺(jué)在智能制造領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，按功能主要分為四大類：檢測(cè)、測(cè)量、定位、識(shí)別。尤其3C行業(yè)行業(yè)中，電子元器件具有尺寸小、表面缺陷種類多、產(chǎn)品材料成分復(fù)雜等特點(diǎn)，3C產(chǎn)品外觀缺陷檢測(cè)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)檢測(cè)內(nèi)部外部等多種瑕疵，包括主要零件有無(wú)，螺絲有無(wú)，玻璃平板劃痕、尺寸大小測(cè)量、色差等。隨著生產(chǎn)工藝的升級(jí)，其對(duì)精度的要求逐步提高，2D測(cè)量逐漸向3D測(cè)量升級(jí)，通過(guò)檢測(cè)獲得目標(biāo)物的寬度、高度、凸面積、凹面積、凸體積、凹體積等信息，對(duì)一些難以檢測(cè)的癟痕和輕微凹陷實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)檢測(cè)。除此之外，在工業(yè)制造中，產(chǎn)品生產(chǎn)往往依托于高速量產(chǎn)的生產(chǎn)線，這對(duì)檢測(cè)效率提出了更大的要求，設(shè)備要在高速的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中完成特定的任務(wù)。

作為國(guó)內(nèi)高端智能傳感器生產(chǎn)制造的國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)之一，海伯森專注于機(jī)器視覺(jué)精密測(cè)量領(lǐng)域，助力工業(yè)制造業(yè)提升精密測(cè)量能力，為工業(yè)制造賦能賦智。海伯森HPS-LCF1000為全國(guó)首臺(tái)3D線光譜共焦傳感器，采用光譜共聚焦原理，通過(guò)計(jì)算被感測(cè)到的焦點(diǎn)的波長(zhǎng)，換算獲得距離值，因而產(chǎn)品具備3D測(cè)量成像分析、橫縱向分辨率高、采樣速率快、抗干擾安全性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)。對(duì)于3C電子產(chǎn)品檢測(cè)而言，其內(nèi)部材料復(fù)雜，尤其是一些高反光、透明材料，傳統(tǒng)檢測(cè)方式無(wú)法滿足工業(yè)級(jí)高精度檢測(cè)需要，如果檢測(cè)設(shè)備運(yùn)行效率提高，精度更高，穩(wěn)定性更強(qiáng)，那么良品率的提升必然帶來(lái)產(chǎn)線上的產(chǎn)量的大幅增長(zhǎng)。

顯示屏是3C電子產(chǎn)品的重要組成部分，就在今年 4 月，某消費(fèi)電子領(lǐng)域廠商發(fā)布了新款的 12.9 英寸平板電腦，產(chǎn)品搭載了Mini LED背光顯示屏幕，隨后7月國(guó)產(chǎn)工業(yè)制造巨頭也推出了自研的 Super Mini LED 精密矩陣背光方案產(chǎn)品，由此拉開(kāi)了國(guó)內(nèi)Mini LED走向商用量產(chǎn)的大幕。Mini LED是指尺寸在 100 微米量級(jí)的 LED 芯片，尺寸介于小間距 LED 與 Micro LED 之間，是小間距 LED 尺寸繼續(xù)縮小的結(jié)果，預(yù)期能在中高端液晶顯示屏背光、LED顯示得到大規(guī)模應(yīng)用，而這一新技術(shù)的發(fā)展，必然面臨提升面板良品率的問(wèn)題，如何實(shí)現(xiàn)微米級(jí)的精密測(cè)量，這就需要更為精密的智能檢測(cè)設(shè)備，為工業(yè)智能制造賦能。

3C產(chǎn)品點(diǎn)膠必不可少，大多數(shù)的點(diǎn)膠場(chǎng)合是為了減少芯片焊點(diǎn)本身發(fā)生開(kāi)裂和芯片線路因震蕩被拉開(kāi)的風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)樾酒旧砦挥赑CB上結(jié)構(gòu)薄弱的區(qū)域，當(dāng)手機(jī)發(fā)生跌落時(shí)，PCB會(huì)來(lái)回震蕩，使焊點(diǎn)開(kāi)裂，使芯片線路被作用力拉開(kāi)。作為高精度3D測(cè)量領(lǐng)域的突破性非接觸式傳感器，海伯森HPS-CF系列產(chǎn)品在掃描過(guò)程中可以不受被測(cè)物表面影響，對(duì)任意高反光、強(qiáng)吸光及透明體材質(zhì)物體進(jìn)行精密測(cè)量，檢測(cè)的精度可達(dá)微米級(jí)的，最小精度可達(dá)2um。與傳統(tǒng)的測(cè)量方法相比，光譜共焦傳感器采用特殊透鏡發(fā)生光譜色散，不會(huì)出現(xiàn)因物體表面反光使掃描過(guò)程中光線折射的問(wèn)題，確保測(cè)量穩(wěn)定性，因此具有高速度，高精度，高適應(yīng)性等明顯優(yōu)勢(shì)。在3C電子領(lǐng)域，常見(jiàn)的點(diǎn)膠應(yīng)用包括PCB板點(diǎn)膠/芯片覆膠斷裂、缺膠溢膠等，除了透明膠體，海伯森3D線光譜共焦傳感器還可用于檢測(cè)包括具有高反光特性的表面缺陷，比如手機(jī)玻璃翹曲度、表面雜質(zhì)和劃痕等。

△海伯森LCF-1000 芯片和涂膠尺寸、高度檢測(cè)實(shí)例△

截至目前，海伯森已經(jīng)研發(fā)出中國(guó)首臺(tái)3D線光譜共焦傳感器，還有點(diǎn)光譜共焦位移傳感器、超高速工業(yè)相機(jī)、六維力傳感器、激光對(duì)針傳感器、面陣固態(tài)激光雷達(dá)、激光三角位移傳感器、單點(diǎn)ToF測(cè)距傳感器等多種產(chǎn)品，能夠滿足工業(yè)自動(dòng)化、物聯(lián)網(wǎng)、AGV、機(jī)器人、智能交通、消費(fèi)電子和無(wú)人機(jī)等不同行業(yè)領(lǐng)域的多樣化檢測(cè)需求。未來(lái)，海伯森技術(shù)將順應(yīng)時(shí)代發(fā)展趨向，繼續(xù)深耕高端傳感器的研發(fā)與制造，不斷推陳出新。海伯森致力于國(guó)產(chǎn)傳感器技術(shù)升級(jí)和高端產(chǎn)品進(jìn)口替代，助力我國(guó)工業(yè)制造業(yè)由中低端轉(zhuǎn)向高端，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)更高質(zhì)量的中國(guó)制造。