一种通孔孔壁检测装置和方法与流程

1.本发明涉及表面检测技术领域，尤其涉及一种通孔孔壁检测装置和方法。


背景技术：

2.在印刷电路板(printed circuit board，pcb)生产过程中，通过对pcb进行检测能够获知当前生产工艺的合理性及所制得的pcb的质量。通常采用飞针或专用模具检测pcb的导通电气特性，采用自动光学检测(automatic optic inspection，aoi)设备检测pcb锡膏印刷、元件贴放以及线条过孔的表面质量，采用切片的方式来检测pcb中通孔的孔壁沉铜等情况进行检测。随着电子技术的飞速发展，传送和处理信号的频率越来越高，pcb过孔内壁质量直接影响到其导通性、幅频相频特性和产品的一致性，因而在pcb的生产过程中检测过孔内壁质量是对pcb质量表征的关键因素之一。
3.但是，现有技术中采用对通孔进行切片来检查沉铜的效果、孔壁裂纹情况等孔内缺陷情况的方式，会对pcb造成破坏，且受观察者的主观因素影响，使得对通孔内的检测结果不准确，花费时间长，从而使得检测效率和检测准确度较低。


技术实现要素：

4.本发明提供一种通孔孔壁检测装置和方法，以实现对待检测通孔孔壁的有效检测，结构简单，便于操作，具有较高的检测效率和检测准确度。
5.第一方面，本发明提供了一种通孔孔壁检测装置，包括：光源、透光孔、光线调节机构、反射镜、角度调节机构和光接收模块；
6.所述光源用于提供入射光线；
7.所述透光孔用于限制所述入射光线的尺寸；
8.所述光线调节机构用于将所述透光孔的尺寸调节至小于待检测通孔的孔径；
9.所述反射镜用于对经由所述透光孔进行限制后的所述入射光线进行反射；
10.所述角度调节机构用于调节所述反射镜对所述入射光线进行反射的反射角度，以使经由所述反射镜反射后的所述入射光线进入至所述待检测通孔内，并经所述待检测通孔的孔壁进行反射后产生反射光线；
11.所述光接收模块接收所述反射光线，并生成检测图像；
12.其中，在对所述待检测通孔的孔壁进行检测时，所述反射镜与所述光接收模块分别位于所述待检测通孔相对的两侧。
13.可选的，所述光线调节机构包括第一连杆和第一旋钮；所述第一连杆与所述第一旋钮活动连接；
14.所述第一连杆包括多个所述透光孔；各所述透光孔的孔径不同；
15.在所述第一旋钮旋转带动所述第一连杆运动时，调整所述入射光线通过一所述透光孔。
16.可选的，所述角度调节机构包括第一角度调节机构和/或第二角度调节机构；
17.其中，所述第一旋转轴与所述第二旋转轴相交。
18.可选的，所述角度调节机构包括第二连杆和转珠；
19.所述反射镜通过所述转珠与所述第二连杆活动连接；
20.所述第二连杆通过所述转珠带动所述反射镜沿所述第一旋转轴和/或第二旋转轴旋转。
21.可选的，还包括：固定支架；
22.所述光源、所述透光孔和所述反射镜均设置于所述固定支架上。
23.可选的，所述固定支架包括竖杆和固定架；所述固定架固定所述竖杆；
24.所述光源、所述透光孔和所述反射镜沿所述竖杆的延伸方向依次排列。
25.可选的，还包括：移动机构；
26.所述待检测通孔固定于所述移动机构上，所述移动机构用于带动所述待检测通孔在三维空间上的移动。
27.可选的，所述光接收模块包括感光胶片。
28.第二方面，本发明提供了一种通孔孔壁检测方法，采用第一方面所述的通孔孔壁检测装置执行，所述通孔孔壁检测方法包括：
29.在将所述待检测通孔放置于所述反射镜与所述光接收模块之间时，控制所述光源提供入射光线；
30.通过所述光线调节机构调节所述透光孔的孔径至小于所述待检测通孔的孔径，以使透过所述透光孔的所述入射光线的光束尺寸小于所述待检测通孔的孔径；
31.在所述入射光线透过所述透光孔到达所述反射镜时，通过所述角度调节机构调节所述反射镜对所述入射光线进行反射的反射角度，以使经由所述反射镜反射后的所述入射光线进入所述待检测通孔内；
32.进入所述待检测通孔内的所述入射光线在所述待检测通孔的孔壁发生反射并生成反射光线后，所述光接收模块接收所述反射光线，并生成待检测图像。
33.本发明提供的技术方案，通过光源提供入射光线，采用光线调节机构调节透光孔的尺寸，以使透光孔限制入射光线的光束尺寸小于待检测通孔的孔径，采用角度调节机构调节反射镜对入射光线进行反射的反射角度，以使经由反射镜反射后的入射光线进入待检测通孔内，进入待检测通孔内的入射光线在待检测通孔的孔壁发生反射并生成反射光线后，光接收模块接收反射光线，并生成待检测图像，根据待检测图像确定孔壁的缺陷情况。如此，在待检测通孔两侧分别设置反光镜和光接收模块，通过光线调节机构和角度调节机构调节入射光线的光束尺寸和反射镜的反射角，使入射光线入射至孔壁上，实现对待检测通孔孔壁的有效检测，且结构简单，便于操作，具有较高的检测效率和检测准确度。
附图说明
34.图1为本发明实施例提供的一种通孔孔壁检测装置的结构示意图；
35.图2为本发明实施例提供的另一种通孔孔壁检测装置的结构示意图；
36.图3为本发明实施例提供的一种光线调节机构的结构示意图；
37.图4为本发明实施例提供的又一种通孔孔壁检测装置的结构示意图；
38.图5为本发明实施例提供的再一种通孔孔壁检测装置的结构示意图；
39.图6为本发明实施例提供的一种通孔孔壁检测方法的流程图。
具体实施方式
40.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
41.图1为本发明实施例提供的一种通孔孔壁检测装置的结构示意图，如图1所示，通孔孔壁检测装置包括：光源10、透光孔20、光线调节机构40、反射镜30、角度调节机构50和光接收模块60。光源10用于提供入射光线；透光孔20用于限制入射光线的尺寸；光线调节机构40用于将透光孔20的尺寸调节至小于待检测通孔70的孔径；反射镜30用于对经由透光孔20进行限制后的入射光线进行反射；角度调节机构50用于调节反射镜30对入射光线进行反射的反射角度，以使经由反射镜30反射后的入射光线进入至待检测通孔70内，并经待检测通孔70的孔壁进行反射后产生反射光线；光接收模块60接收反射光线，并生成检测图像。
42.其中，在对待检测通孔70的孔壁进行检测时，反射镜30与光接收模块60分别位于待检测通孔70相对的两侧，以使入射光线经由反射镜30反射后从待检测通孔70一侧进入待检测通孔70内，并在待检测通孔70内经由待检测通孔70的孔壁反射后生成的反射光线从待检测通孔70的另一侧射出，并被位于待检测通孔70另一侧的光接收模块60接收。
43.在一可选的实施例中，光接收模块60可以包括感光胶片。感光胶片是在聚酯片基上涂有感光涂层的胶片，不同光强的光线照射至感光胶片后，感光胶片上会呈现不同的曝光图形，即检测图像，利用感光胶片的这一特性，实现对待检测通孔70孔壁的缺陷检测。
44.可以理解的是，光源10可以是白炽灯或激光器等，此时，光源出射的入射光线可以为可见光或激光等。
45.具体的，光源10出射入射光线后，透光孔20的具体尺寸限制了入射光线传播至反射镜30的光束直径，即传输至反射镜30的光束直径与透光孔20的孔径保持一致，可通过光线调节机构40将透光孔20的孔径调节至小于待检测通孔70的孔径，以使传输至反射镜30的光束直径小于待检测通孔70的孔径，以在反射镜30对入射光线进行反射后，该入射光线可以进入待检测通孔70内。在反射镜30对入射光线进行反射的过程中，可以通过角度调节机构50调节反射镜30对入射光线进行反射的反射角度，以使经由反射镜30反射后的入射光线能够进入至待检测通孔70内；当反射镜30反射角度不同时，经反射镜30反射的光线可以反射至待检测通孔70的不同位置处，以使得待检测通孔70不同位置处的孔壁对入射光线进行反射后产生反射光线，由于各个位置处孔壁的凹凸情况和反光强度与其所反射光线的强度相关，因此在该反射光线被光接收模块60接收后，能够基于不同位置处的孔壁所反射的反射光线生成相应的检测图像，以根据该检测图像，即可确定出待检测通孔70孔壁的形貌，从而能够确定出待检测通孔70的孔壁上的缺陷情况。
46.本发明实施例提供的技术方案，通过光源提供入射光线，采用光线调节机构调节透光孔的尺寸，以使透光孔限制入射光线的光束尺寸小于待检测通孔的孔径，采用角度调节机构调节反射镜对入射光线进行反射的反射角度，以使经由反射镜反射后的入射光线进入待检测通孔内，进入待检测通孔内的入射光线在待检测通孔的孔壁发生反射并生成反射光线后，光接收模块接收反射光线，并生成待检测图像，根据待检测图像确定孔壁的缺陷情
况。如此，在待检测通孔两侧分别设置反光镜和光接收模块，通过光线调节机构和角度调节机构调节入射光线的光束尺寸和反射镜的反射角，使入射光线入射至孔壁上，实现对待检测通孔孔壁的有效检测，且结构简单，便于操作，具有较高的检测效率和检测准确度。
47.在一可选的实施例中，图2为本发明实施例提供的另一种通孔孔壁检测装置的结构示意图，如图2所示，通孔孔壁检测装置中的光线调节机构40包括第一连杆41和第一旋钮42，第一连杆41与第一旋钮42活动连接。图3为本发明实施例提供的一种光线调节机构的结构示意图，如图3所示，第一连杆41包括多个透光孔20，各透光孔20的孔径不同，各透光孔20在第一连杆41上的排布方式可以根据实际需要进行设计，此处不做具体限定，示例性的，按孔径由大到小的顺序依次排列各透光孔。在第一旋钮42旋转带动第一连杆41运动时，调整入射光线通过一透光孔20，以调整照射至反射镜30的光束直径。
48.其中，第一连杆41可以是具有挡光功能的聚碳酸酯板等材料，此处不做限定。
49.具体的，由于入射光线的光束尺寸与待检测通孔70的孔径相关，因此对于不同尺寸的待检测通孔70，需要采用不同尺寸的透光孔20限制入射光线的光束直径。此时，若入射光线经过当前透光孔20的光束直径大于或等于待检测通孔70的孔径，则通过第一旋钮42旋转第一连杆41，将孔径小于待检测通孔70孔径的透光孔20调整至光源10的光线出射端，以使得入射光线经过透光孔20的光束直径小于待检测通孔70的孔径。
50.可以理解的是，可以人为操控第一旋钮42旋转以及具体的旋转量，也可以通过自动控制设备控制第一旋钮42旋转以及具体的旋转量，进而调节第一连杆41上的透光孔20沿第一连杆41所在的平面进行移动，以使光源10发出的光可以穿过第一连杆41中的一透光孔20入射至反射镜30的反射面。第一旋钮42的具体旋转方式可以根据实际需要进行设置，本发明实施例对此不做具体限定。
51.在一可选的实施例中，图4为本发明实施例提供的又一种通孔孔壁检测装置的结构示意图，如图4所示，通孔孔壁检测装置中的角度调节机构50用于控制反射镜30沿第一旋转轴j1和/或第二旋转轴j2旋转。其中，第一旋转轴j1与第二旋转轴j2相交。第一旋转轴j1为反射镜30的纵向中轴线，第二旋转轴j2为反射镜30的横向中轴线，第一旋转轴j1和第二旋转轴j2均与反射镜30的反射面平行。
52.具体的，通过角度调节机构50可以控制反射镜30沿第一旋转轴j1、第二旋转轴j2和第三旋转轴y的旋转角度，从而调整反射镜30对入射光线的反射角度，使得入射光线经反射镜30反射后的光线可以到达待检测通孔70孔壁的不同位置处，实现对待检测通孔70孔壁的完整检测，提高检测准确度。
53.可选的，参考图4，角度调节机构50包括第二连杆53和转珠54；反射镜30通过转珠54与第二连杆53活动连接；第二连杆53通过转珠54带动反射镜30沿第一旋转轴j1和/或第二旋转轴j2旋转。
54.其中，第二连杆53和转珠54的材质可以是中碳钢等材料，此处不做具体限定。
55.具体的，当需要调整入射光线在待检测通孔70内沿y方向的入射位置时，则以第二连杆53为支撑杆，通过将转珠54沿第二旋转轴j2旋转一定角度，以带动反射镜30沿第二旋转轴j2旋转一定角度，进而调节反射镜30的反射角，改变入射光线在待检测通孔70内沿y方向的入射位置。当需要调整入射光线在待检测通孔70内沿w方向的入射位置时，则将转珠54沿第一旋转轴j1旋转一定角度，以带动反射镜30沿第一旋转轴j1旋转一定角度，进而调节
反射镜30的反射角，改变入射光线在待检测通孔70内沿w方向的入射位置。其中，w方向为以y方向为轴的旋转方向。
56.可以理解的是，可以人为操控转珠54具体的旋转量，也可以通过自动控制设备控制转珠54旋转以及具体的旋转量，进而调节反射镜30绕第一旋转轴j1、第二旋转轴j2或第三旋转轴y旋转的角度，具体旋转方式可以根据实际需要进行设置，本发明实施例对此不做具体限定。
57.在一可选的实施例中，图5为本发明实施例提供的再一种通孔孔壁检测装置的结构示意图，如图5所示，通孔孔壁检测装置还包括：固定支架80；光源10、透光孔20和反射镜30均设置于固定支架80上。如此，在需要检测待检测通孔70孔壁的缺陷情况时，无需分别为光源10、透光孔20和反射镜30设置固定支架，能够简化通孔孔壁检测装置的结构，降低成本，且使用方便。
58.可选的，参考图5，固定支架80包括竖杆81和固定架82；固定架82固定竖杆81；光源10、透光孔20和反射镜30沿竖杆81的延伸方向依次排列。
59.其中，竖杆81和固定架82可以是铝合金等材料，此处不做具体限定，固定架82可以是三脚架，即包括三个均匀分布于各方位的支架腿，以稳定竖杆81。
60.具体的，固定架82用于固定竖杆81，使得在检测待检测通孔70孔壁的过程中，确保光源10、透光孔20和反射镜30的稳定性，防止检测过程中竖杆81晃动导致检测效率降低，提高检测效率。通过使光源10、透光孔20和反射镜30沿竖杆81的延伸方向依次排列，以在使用通孔孔壁检测装置的过程中，无需调节光源10、透光孔20和反射镜30的相对位置，能够简化调节过程，提高检测效率。
61.可选的，继续参考图5，通孔孔壁检测装置还包括：移动机构90；待检测通孔70固定于移动机构90上，移动机构90用于带动待检测通孔70在三维空间上的移动。
62.其中，移动机构90可以带动待检测通孔70在三维空间内沿6个自由度进行不同方向的移动，以使反射镜30反射的光线可以入射至待检测通孔70的孔壁内，以及待检测通孔70反射后的光线可以照射至光接收模块60上。移动机构90的具体结构可以根据实际需要进行设计，此处不做限定。
63.基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种通孔孔壁检测方法，适用于检测通孔孔壁的情况，该方法可采用本发明上述实施例提供的通孔孔壁检测装置执行。图6为本发明实施例提供的一种通孔孔壁检测方法的流程图，如图6所示，该方法包括：
64.s101、在将待检测通孔放置于反射镜与光接收模块之间时，控制光源提供入射光线。
65.具体的，参考图5，可以通过移动机构90调整待检测通孔70在空间中的位置，以使待检测通孔70位于反射镜30与光接收模块60之间，此时，控制光源10进行发光，提供入射光线，便于后续检测。
66.s102、通过光线调节机构调节透光孔的孔径至小于待检测通孔的孔径，以使透过透光孔的入射光线的光束尺寸小于待检测通孔的孔径。
67.具体的，若透光孔的孔径大于或等于待检测通孔的孔径，则光源发出的光经反射镜后入射至待检测通孔后，可能会照射至待检测通孔的外表面等情况，无法实现对孔壁内某个点区域或面区域的检测，因此需要通过光线调节机构调节透光孔的孔径小于待检测通
孔的孔径，以使透过透光孔的入射光线的光束尺寸小于待检测通孔的孔径，实现对孔壁的检测。
68.s103、在入射光线透过透光孔到达反射镜时，通过角度调节机构调节反射镜对入射光线进行反射的反射角度，以使经由反射镜反射后的入射光线进入待检测通孔内。
69.具体的，角度调节机构可以调节反射镜对入射光线进行反射的反射角度，以使光源通过透光孔照射至反射镜的光线，经由反射镜反射后可以进入待检测通孔内的孔壁上。通过角度调节机构调节反射镜对入射光线进行反射的反射角度，以使反射镜在不同的反射角下，反射的光线可以入射至孔壁内的不同位置，以实现对孔壁内各位置的检测。
70.s104、进入待检测通孔内的入射光线在待检测通孔的孔壁发生反射并生成反射光线后，光接收模块接收反射光线，并生成待检测图像。
71.具体的，入射光线照射至待检测通孔的孔壁后，孔壁将入射光线反射出通孔，并被光接收模块接收，光接收模块接收光束后会生成待检测图像，可以人眼观察或者与标准图像对比，确定孔壁的缺陷情况。光接收模块包括感光胶片，孔壁反射的光照射至感光胶片，不同光强的光线会使感光胶片呈现不同的曝光图形，将感光胶片进行显影后获得显影图像，根据显影图像确定孔壁的缺陷情况。
72.本发明实施例提供的技术方案，在将待检测通孔放置于反射镜与光接收模块之间时，控制光源提供入射光线，通过光线调节机构调节透光孔的孔径至小于待检测通孔的孔径，以使透过透光孔的入射光线的光束尺寸小于待检测通孔的孔径，通过角度调节机构调节反射镜对入射光线进行反射的反射角度，以使经由反射镜反射后的入射光线进入待检测通孔内，进入待检测通孔内的入射光线在待检测通孔的孔壁发生反射并生成反射光线后，光接收模块接收反射光线，并生成待检测图像，根据待检测图像确定孔壁的缺陷情况。如此，仅在待检测通孔两侧设置光源、透光孔、反光镜和光接收模块，通过光线调节机构和角度调节机构调节入射光线的光束尺寸和反射镜的反射角，使入射光线入射至孔壁上，实现对待检测通孔孔壁的有效检测，结构简单，便于操作，具有较高的检测效率和检测准确度。
73.注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

技术特征：
1.一种通孔孔壁检测装置，其特征在于，包括：光源、透光孔、光线调节机构、反射镜、角度调节机构和光接收模块；所述光源用于提供入射光线；所述透光孔用于限制所述入射光线的尺寸；所述光线调节机构用于将所述透光孔的尺寸调节至小于待检测通孔的孔径；所述反射镜用于对经由所述透光孔进行限制后的所述入射光线进行反射；所述角度调节机构用于调节所述反射镜对所述入射光线进行反射的反射角度，以使经由所述反射镜反射后的所述入射光线进入至所述待检测通孔内，并经所述待检测通孔的孔壁进行反射后产生反射光线；所述光接收模块接收所述反射光线，并生成检测图像；其中，在对所述待检测通孔的孔壁进行检测时，所述反射镜与所述光接收模块分别位于所述待检测通孔相对的两侧。2.根据权利要求1所述的通孔孔壁检测装置，其特征在于，所述光线调节机构包括第一连杆和第一旋钮；所述第一连杆与所述第一旋钮活动连接；所述第一连杆包括多个所述透光孔；各所述透光孔的孔径不同；在所述第一旋钮旋转带动所述第一连杆运动时，调整所述入射光线通过一所述透光孔。3.根据权利要求1所述的通孔孔壁检测装置，其特征在于，所述角度调节机构用于控制所述反射镜沿第一旋转轴和/或第二旋转轴旋转；其中，所述第一旋转轴与所述第二旋转轴相交。4.根据权利要求3所述的通孔孔壁检测装置，其特征在于，所述角度调节机构包括第二连杆和转珠；所述反射镜通过所述转珠与所述第二连杆活动连接；所述第二连杆通过所述转珠带动所述反射镜沿所述第一旋转轴和/或第二旋转轴旋转。5.根据权利要求1所述的通孔孔壁检测装置，其特征在于，还包括：固定支架；所述光源、所述透光孔和所述反射镜均设置于所述固定支架上。6.根据权利要求5所述的通孔孔壁检测装置，其特征在于，所述固定支架包括竖杆和固定架；所述固定架固定所述竖杆；所述光源、所述透光孔和所述反射镜沿所述竖杆的延伸方向依次排列。7.根据权利要求1所述的通孔孔壁检测装置，其特征在于，还包括：移动机构；所述待检测通孔固定于所述移动机构上，所述移动机构用于带动所述待检测通孔在三维空间上的移动。8.根据权利要求1所述的通孔孔壁检测装置，其特征在于，所述光接收模块包括感光胶片。9.一种通孔孔壁检测方法，采用权利要求1-8任一项所述的通孔孔壁检测装置执行，其特征在于，所述通孔孔壁检测方法包括：在将所述待检测通孔放置于所述反射镜与所述光接收模块之间时，控制所述光源提供入射光线；
通过所述光线调节机构调节所述透光孔的孔径至小于所述待检测通孔的孔径，以使透过所述透光孔的所述入射光线的光束尺寸小于所述待检测通孔的孔径；在所述入射光线透过所述透光孔到达所述反射镜时，通过所述角度调节机构调节所述反射镜对所述入射光线进行反射的反射角度，以使经由所述反射镜反射后的所述入射光线进入所述待检测通孔内；进入所述待检测通孔内的所述入射光线在所述待检测通孔的孔壁发生反射并生成反射光线后，所述光接收模块接收所述反射光线，并生成待检测图像。

技术总结
本发明公开了一种通孔孔壁检测装置和方法，该通孔孔壁检测装置包括光源、透光孔、光线调节机构、反射镜、角度调节机构和光接收模块；透光孔用于限制入射光线的尺寸；光线调节机构用于将透光孔的尺寸调节至小于待检测通孔的孔径；反射镜用于对经由透光孔进行限制后的入射光线进行反射；角度调节机构用于调节反射镜对入射光线进行反射的反射角度；光接收模块用于接收反射光线，并生成检测图像。本发明在待检测通孔两侧分别设置反光镜和光接收模块，通过光线调节机构和角度调节机构调节入射光线的光束尺寸和反射镜的反射角，使入射光线入射至孔壁，实现对待检测通孔孔壁的有效检测，结构简单，便于操作，具有较高的检测效率和检测准确度。准确度。准确度。


技术研发人员：蔡金锋 刘天军
受保护的技术使用者：生益电子股份有限公司
技术研发日：2023.06.30
技术公布日：2023/8/16