基于光学相干层析扫描的三维孔形检测方法及系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103115580A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103115580103115580A(43)申请公布日2013.05.22(21)申请号201310024812.5(22)申请日2013.01.23(71)申请人刘茂珍地址535424广西壮族自治区钦州市灵山县石塘镇中心校申请人李喜锦李育华(72)发明人刘茂珍李喜锦李育华(74)专利代理机构桂林市持衡专利商标事务所有限公司45107代理人陈跃琳(51)Int.Cl.G01B11/22(2006.01)G01B11/08(2006.01)G01N21/45(2006.01)权权利要求书3页利要求书3页说明书6页说明书6页附图1页附图1页(54)发明名称基于光学相干层析扫描的三维孔形检测方法及系统(57)摘要本发明公开一种基于光学相干层析扫描的三维孔形检测方法及系统，其通过利用光学相干层析扫描的方法，直接得到电路板的盲孔或通孔的三维结构图像，经过图像处理后得到孔尤其是盲孔的深度、上下孔径、残胶、底铜破损等信息，可以对盲孔或通孔的质量进行自动化检测及评价，具有测量精度高、测量结果可靠性高、成本低、速度快等特点。CN103115580ACN10358ACN103115580A权利要求书1/3页1.基于光学相干层析扫描的三维孔形检测系统，其特征在于：主要由光学相干层析成像装置（1）、系统光纤准直器（4）、二维扫描振镜（5）、扫描物镜（6）、纵移平台（3）、平移平台（8）和计算机（9）组成；纵移平台（3）和平移平台（8）均与计算机（9）相连，计算机（9）控制纵移平台（3）和平移平台（8）的运动；系统光纤准直器（4）、二维扫描振镜（5）、扫描物镜（6）固定在纵移平台（3），并跟随纵移平台（3）运动；待测的电路板（7）放置在平移平台（8）上，并跟随平移平台（8）运动；纵移平台（3）垂直位于平移平台（8）的正上方；光学相干层析成像装置（1）与计算机（9）相连；光学相干层析成像装置（1）发出的探测光由光纤（2）进入系统光纤准直器（4），系统光纤准直器（4）将探测光准直后进入到二维扫描振镜（5）进行二维扫描，二维扫描振镜（5）输出的光经扫描物镜（6）进行聚焦后进入放置在平移平台（8）上的电路板（7），电路板（7）产生的反射光经原路即依次经扫描物镜（6）、二维扫描振镜（5）和系统光纤准直器（4）后返回至光学相干层析成像装置（1），由光学相干层析成像装置（1）获得干涉信号后送入计算机（9）。2.根据权利要求1所述基于光学相干层析扫描的三维孔形检测系统，其特征在于：纵移平台（3）和平移平台（8）的组合为以下3种之一，即：纵移平台（3）仅由Z轴运动电机构成时，平移平台（8）由X轴电机和Y轴运动电机组成；或纵移平台（3）由Z轴运动电机和X轴运动电机组成时、平移平台（8）仅由Y轴运动电机构成；或纵移平台（3）由Z轴运动电机和Y轴运动电机组成时、平移平台（8）仅由X轴运动电机构成。3.根据权利要求1或2所述基于光学相干层析扫描的三维孔形检测系统，其特征在于：光学相干层析成像装置（1）为频域光学相干层析成像装置，此时该光学相干层析成像装置（1）主要由扫频光源（10）、光纤环形（11）、光纤耦合器（12）、2个偏振控制器（13、17）、光纤准直器（14）、反射镜（15）和平衡探测器（16）组成；扫频光源（10）发出宽带扫频光，进入到光纤环形（11），然后进入到光纤耦合器（12），由光纤耦合器（12）分成两束光，其中一束由第一偏振控制器（13）和光纤准直器（14）进入反射镜（15）进行反射后经原路回到光纤耦合器（12）；另一束由第二偏振控制器（17）输出到系统光纤准直器（4）和二维扫描振镜（5）进入到扫描物镜（6），由扫描物镜（6）聚焦到于电路板（7）；电路板（7）的反射光经原路回到光纤耦合器（12）；两路反射光在光纤耦合器（20）中形成干涉；平衡探测器（16）同时接收光纤环形（11）和探测光纤耦合器（12）返回的干涉信号后送入计算机（9）。4.根据权利要求1或2所述基于光学相干层析扫描的三维孔形检测系统，其特征在于：光学相干层析成像装置（1）为谱域光学相干层析成像装置，此时该光学相干层析成像装置（1）主要由宽带连续光源（18）、光隔离器（19）、光纤耦合器（20）、3个偏振控制器（21、22、25）、2个光纤准直器（23、26）、反射镜（24）、光栅（27）、光谱物镜（28）和线扫描相机（29）组成；2CN103115580A权利要求书2/3页宽带连续光源（18）发出宽带光谱，经光隔离器（19）进入到光纤耦合器（20），由光纤耦合器（20）分成两束，其中一束经第一偏振控制器（21）和第一光纤准直器（23）进入反射镜（24），由反射镜（2