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

導(dǎo)讀：隨著消費的多元化和產(chǎn)品技術(shù)迭代升級，工業(yè)生產(chǎn)制造各個領(lǐng)域的細分市場也在以迥然不同的態(tài)勢生長，中國技術(shù)消費電子市場快速增長，新生態(tài)消費下的中高端新科技產(chǎn)品也將成為引爆3C市場的熱潮。3C市場作為科技和互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的核心驅(qū)動力，發(fā)展迅速，預(yù)計未來3C 產(chǎn)品將的年復(fù)合增長率2.6%。在2019年，全球手機、電腦、平板年出貨總量接近40億臺，其中手機消費需求最大，據(jù)中金企信國際咨詢公布的《2020-2026年中國3C自動化設(shè)備市場競爭力分析及投資戰(zhàn)略預(yù)測研發(fā)報告》統(tǒng)計數(shù)據(jù)預(yù)測可能達到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)量控制進行產(chǎn)品經(jīng)營，這些也帶動3C電子產(chǎn)業(yè)智能制造發(fā)展邁上了一個新臺階。中國是3C制造大國，占據(jù)了全球70%的產(chǎn)能，其中手機制造產(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。手機、筆記本、液晶電視等電子元件微型化和復(fù)雜化的趨勢對工業(yè)質(zhì)檢的精度、準確度和效率提出了更高要求，而國內(nèi)逐漸攀升的人工成本也加速了“機器替人”的趨勢，機器視覺可以用機器代替人眼來做精密測量和判斷，將圖像處理應(yīng)用于工業(yè)自動化領(lǐng)域，對物體進行非接觸檢測、測量，提高加工精度、發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品缺陷并進行自動分析決策，在工業(yè)自動化生產(chǎn)的應(yīng)用也越來越廣泛。

機器視覺在智能制造領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，按功能主要分為四大類：檢測、測量、定位、識別。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，3C產(chǎn)品外觀缺陷檢測系統(tǒng)可實現(xiàn)全自動檢測內(nèi)部外部等多種瑕疵，包括主要零件有無，螺絲有無，玻璃平板劃痕、尺寸大小測量、色差等。隨著生產(chǎn)工藝的升級，其對精度的要求逐步提高，2D測量逐漸向3D測量升級，通過檢測獲得目標物的寬度、高度、凸面積、凹面積、凸體積、凹體積等信息，對一些難以檢測的癟痕和輕微凹陷實現(xiàn)精準檢測。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，這對檢測效率提出了更大的要求，設(shè)備要在高速的運動過程中完成特定的任務(wù)。

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

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，由此拉開了國內(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題，如何實現(xiàn)微米級的精密測量，這就需要更為精密的智能檢測設(shè)備，為工業(yè)智能制造賦能。

3C產(chǎn)品點膠必不可少，大多數(shù)的點膠場合是為了減少芯片焊點本身發(fā)生開裂和芯片線路因震蕩被拉開的風險，因為芯片本身位于PCB上結(jié)構(gòu)薄弱的區(qū)域，當手機發(fā)生跌落時，PCB會來回震蕩，使焊點開裂，使芯片線路被作用力拉開。作為高精度3D測量領(lǐng)域的突破性非接觸式傳感器，海伯森HPS-CF系列產(chǎn)品在掃描過程中可以不受被測物表面影響，對任意高反光、強吸光及透明體材質(zhì)物體進行精密測量，檢測的精度可達微米級的，最小精度可達2um。與傳統(tǒng)的測量方法相比，光譜共焦傳感器采用特殊透鏡發(fā)生光譜色散，不會出現(xiàn)因物體表面反光使掃描過程中光線折射的問題，確保測量穩(wěn)定性，因此具有高速度，高精度，高適應(yīng)性等明顯優(yōu)勢。在3C電子領(lǐng)域，常見的點膠應(yīng)用包括PCB板點膠/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包括具有高反光特性的表面缺陷，比如手機玻璃翹曲度、表面雜質(zhì)和劃痕等。

△海伯森LCF-1000 芯片和涂膠尺寸、高度檢測實例△

截至目前，海伯森已經(jīng)研發(fā)出中國首臺3D線光譜共焦傳感器，還有點光譜共焦位移傳感器、超高速工業(yè)相機、六維力傳感器、激光對針傳感器、面陣固態(tài)激光雷達、激光三角位移傳感器、單點ToF測距傳感器等多種產(chǎn)品，能夠滿足工業(yè)自動化、物聯(lián)網(wǎng)、AGV、機器人、智能交通、消費電子和無人機等不同行業(yè)領(lǐng)域的多樣化檢測需求。未來，海伯森技術(shù)將順應(yīng)時代發(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。海伯森致力于國產(chǎn)傳感器技術(shù)升級和高端產(chǎn)品進口替代，助力我國工業(yè)制造業(yè)由中低端轉(zhuǎn)向高端，進而實現(xiàn)更高質(zhì)量的中國制造。