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应用案例

ST-P系列激光位移传感器在IC载板段差与平面度检测中的应用

2026-07-24 · 硕尔泰技术团队 ·

所属行业:半导体
ST-P系列激光位移传感器在IC载板段差与平面度检测中的应用

应用背景

IC载板作为芯片封装的关键基板,其段差与平面度直接影响后续贴片、键合及封装的良率。传统接触式测量效率低、易损伤表面,且无法适应高速自动化产线。ST-P系列激光位移传感器采用激光三角法非接触测量,可有效解决IC载板在线检测中的精度与速度需求。

检测对象与目的

检测对象:IC载板表面各区域的高度差(段差)及整体平面度。检测目的:确保载板平整度在工艺允许范围内,避免因翘曲或局部凹凸导致芯片贴装偏移、焊接不良。

现场痛点

  • IC载板表面可能存在反光、半透明或颜色差异,影响激光测量稳定性。

  • 产线节拍快,要求传感器具备高速采样能力(通常需10kHz以上)。

  • 安装空间有限,需紧凑型传感器且易于集成。

  • 环境振动及温度变化可能影响测量精度。

产品原理与选型说明

ST-P系列基于激光三角法,通过CCD/CMOS接收反射光斑位置变化计算位移。针对IC载板检测,需根据测量范围、精度和安装距离选型:

型号参考距离测量范围重复精度线性误差

ST-P25:参考距离25mm,测量范围±1mm,重复精度0.05μm,线性误差<±0.6μm

ST-P30:参考距离30mm,测量范围±5mm,重复精度0.15μm,线性误差<±3μm

ST-P50:参考距离50mm,测量范围±10mm,重复精度0.25μm,线性误差<±4μm

ST-P80:参考距离80mm,测量范围±15mm,重复精度0.5μm,线性误差<±6μm

ST-P150:参考距离150mm,测量范围±40mm,重复精度1.2μm,线性误差<±16μm

对于IC载板段差检测(通常范围±1mm以内),推荐ST-P25或ST-P30;若需同时检测较大翘曲,可选ST-P50或ST-P80。具体型号需根据实际安装距离和精度要求确认。

方案建议

采用多传感器阵列或单传感器扫描方式:

  • 多传感器阵列:在载板宽度方向布置多个ST-P系列传感器,同步测量各点高度,计算平面度。适用于高速在线检测。

  • 单传感器扫描:通过运动平台带动传感器或载板移动,逐点测量。适用于离线抽检或低节拍产线。

信号输出可选以太网、RS485、模拟量或IO,方便接入PLC或上位机。采样频率最高160kHz,满足高速产线需求。

安装调试建议

  • 传感器安装需避免强光直射,并确保激光光斑垂直于被测表面。

  • 对于反光较强的IC载板,建议调整传感器角度或使用偏振片,必要时进行样件测试。

  • 环境振动较大时,需增加减振措施或采用平均滤波算法。

  • 调试时先进行零点校准,再使用标准量块验证线性度。

常见问题

Q:IC载板表面有透明封装胶,能否测量?
A:透明材料可能产生多重反射,建议先进行样件测试。ST-P系列对透明材料有一定适应性,但需根据实际效果调整。

Q:传感器能否同时测量段差和平面度?
A:可以。通过多点测量数据计算段差和平面度,但需确保测量点覆盖整个载板区域。

Q:测量精度受温度影响吗?
A:ST-P系列具有温度补偿功能,但极端温度变化仍需现场验证。

总结

ST-P系列激光位移传感器为IC载板段差与平面度检测提供了非接触、高精度、高速的解决方案。选型时需根据具体工况确认型号,并建议进行样件测试以验证表面适应性。该方案可有效提升半导体封装检测效率与良率。

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