突破3C產品精密測量技術難點，海伯森光譜共焦傳感器賦能工業智能制造

導讀：隨著消費的多元化和產品技術迭代升級，工業生產制造各個領域的細分市場也在以迥然不同的態勢生長，中國技術消費電子市場快速增長，新生態消費下的中高端新科技產品也將成為引爆3C市場的熱潮。3C市場作為科技和互聯網發展的核心驅動力，發展迅速，預計未來3C 產品將的年復合增長率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，據中金企信國際咨詢公布的《2020-2026年中國3C自動化設備市場競爭力分析及投資戰略預測研發報告》統計數據預測可能達到15.22億部。

現如今，人工智能和5G技術迅速發展，為工業制造業源源不斷地補充創新和活力，新技術新裝備的應用促使3C生產制造主體朝著更快的產品更迭周期、更高效能的生產制造能力、更高品質的產品質量控制進行產品經營，這些也帶動3C電子產業智能制造發展邁上了一個新臺階。中國是3C制造大國，占據了全球70%的產能，其中手機制造產能最高(32%)，這意味著3C產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雜化的趨勢對工業質檢的精度、準確度和效率提出了更高要求，而國內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，將圖像處理應用于工業自動化領域，對物體進行非接觸檢測、測量，提高加工精度、發現產品缺陷并進行自動分析決策，在工業自動化生產的應用也越來越廣泛。

機器視覺在智能制造領域應用廣泛，按功能主要分為四大類：檢測、測量、定位、識別。尤其3C行業行業中，電子元器件具有尺寸小、表面缺陷種類多、產品材料成分復雜等特點，3C產品外觀缺陷檢測系統可實現全自動檢測內部外部等多種瑕疵，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精準檢測。除此之外，在工業制造中，產品生產往往依托于高速量產的生產線，這對檢測效率提出了更大的要求，設備要在高速的運動過程中完成特定的任務。

作為國內高端智能傳感器生產制造的國家高新技術企業之一，海伯森專注于機器視覺精密測量領域，助力工業制造業提升精密測量能力，為工業制造賦能賦智。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勢。對于3C電子產品檢測而言，其內部材料復雜，尤其是一些高反光、透明材料，傳統檢測方式無法滿足工業級高精度檢測需要，如果檢測設備運行效率提高，精度更高，穩定性更強，那么良品率的提升必然帶來產線上的產量的大幅增長。

顯示屏是3C電子產品的重要組成部分，就在今年 4 月，某消費電子領域廠商發布了新款的 12.9 英寸平板電腦，產品搭載了Mini LED背光顯示屏幕，隨后7月國產工業制造巨頭也推出了自研的 Super Mini LED 精密矩陣背光方案產品，由此拉開了國內Mini LED走向商用量產的大幕。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 尺寸繼續縮小的結果，預期能在中高端液晶顯示屏背光、LED顯示得到大規模應用，而這一新技術的發展，必然面臨提升面板良品率的問題，如何實現微米級的精密測量，這就需要更為精密的智能檢測設備，為工業智能制造賦能。

3C產品點膠必不可少，大多數的點膠場合是為了減少芯片焊點本身發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上結構薄弱的區域，當手機發生跌落時，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測量領域的突破性非接觸式傳感器，海伯森HPS-CF系列產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。與傳統的測量方法相比，光譜共焦傳感器采用特殊透鏡發生光譜色散，不會出現因物體表面反光使掃描過程中光線折射的問題，確保測量穩定性，因此具有高速度，高精度，高適應性等明顯優勢。在3C電子領域，常見的點膠應用包括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，海伯森已經研發出中國首臺3D線光譜共焦傳感器，還有點光譜共焦位移傳感器、超高速工業相機、六維力傳感器、激光對針傳感器、面陣固態激光雷達、激光三角位移傳感器、單點ToF測距傳感器等多種產品，能夠滿足工業自動化、物聯網、AGV、機器人、智能交通、消費電子和無人機等不同行業領域的多樣化檢測需求。未來，海伯森技術將順應時代發展趨向，繼續深耕高端傳感器的研發與制造，不斷推陳出新。海伯森致力于國產傳感器技術升級和高端產品進口替代，助力我國工業制造業由中低端轉向高端，進而實現更高質量的中國制造。