锡膏测厚仪校准规范

摘要：主要论述了锡膏测厚仪校准的原理、环境条件、校准项目、校准方法和步骤、测试所用标准仪器、试验结果的处理和复校时间间隔等问题。

关键词：锡膏测厚仪 标准量块 立式光学计 平面平晶 影像系统

中图分类号：TH89 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2012）010-045-02

1 范围

本规范适用于2D或3D非接触式锡膏测厚仪的校准工作，以及类似工作原理设备校准参考。

2 引用文件

（1）JJF 1001-1998 通用计量术语及定义。

（2）JJF 1059-1999 测量不确定度评定与表示。

（3）JJF 1071-2000 国家计量校准规范编写规则。

（4）JJF 1092-2002 光切显微镜校准规范。

注：使用本规范时，应注意使用上述引用文献的现行有效版本。

3 术语及原理

锡膏测厚仪是一种利用激光二维或三维扫描技术，将印刷在PCB板上的锡膏厚度分布测量出来的设备。

锡膏测厚仪的工作原理：非接触式激光测厚仪由专用的激光器产生很细的线型光束，以一定的倾角投射到待测量目标上，由于待测目标与周围基板存在高度差，此时观测到的目标和基板上的激光束相应出现断续落差，根据三角函数关系可以用观测到的落差计算出待测目标与周围基板存在的高度差，从而实现非接触式的快速测量。

4 计量特性及配置要求

测量仪器的计量特性及配置应达到以下要求（参考值）：

测量精度：？.001mm或以下。

重复测量精度：？.01mm以上。

移动平台：X，Y可自由移动。

移动平台尺寸应大于：100mmX100mm；移动平台行程不得小于：50mmX50mm。

影像系统：具备高清彩色CCD摄像头；光学放大倍率：10-110X（可调）。

测量光线：可低至5%em高精度激光束。

测量软件：配备测量软件能应用于Windows 98/2000/XP等操作系统。

软件语言：简体中文，繁体中文，英文。

5 校准条件

5.1 环境条件

（1）温度：（20？）℃；

湿度：≤85%RH；

工作电源电压：220？0%。

（2）负载条件。

一般在空载条件下进行校准。

（3）其他条件。

设备周围应无强烈振动和腐蚀性气体存在，应避免其他冷、热源的影响。

5.2 标准器及其它设备

（1）标准器。

1）标准量块。

量块尺寸（32块组以上）：（0.5-100）mm，精度等级2级以上。

2）立式光学计或测长仪，分度值：≤1um。

3）平面平晶或刀口直尺。

（2）标准器的基本要求。

1）校准装置的扩展不确定度（k=2）应小于被校允许误差的1/3～1/5。

2）所用的标准器应检定（校准），并在有效周期内使用。

6 校准项目和校准方法

6.1 校准项目

（1）外观检查及工作正常性检查。

（2）示值误差校准。

（3）重复性校准。

6.2 校准方法

（1）外观检查。

1）测厚仪必须标有型号、出厂编号、生产厂家等标志；

2）测量设备与测量系统通信连接是否正常；

3）光学影像系统工作正常，影像清晰度必须可调，光学放大倍率可调至适用要求并能与焦度调节使影像清晰；

4）移动平台或工作台可在X轴和Y轴方向移动并具有固定锁紧装置；

5）测量工作面的平面度使用平面平晶或1级的刀口直尺检测应无光环或透光现象。

（2）测量系统示值误差校准。

1）使用标准量块作标准器校准。

把标准量块用无尘布或专业镜头纸檫净表面油脂；将平面平晶放置于锡膏测厚仪的测试台，以平晶的工作平面做为基准面。再将标准量块放置于基准面上，以基准面于量块的高度差作为单次测量的测量结果。根据仪器测量范围，必须校准不小于3个测量点，测量点取值应均匀分布。每个测量点重复测量5次求平均值作为该测量点的校准结果。

2）使用仪器配置的校准块作标准器校准。

对于有些标配有锡膏标准片的仪器，可用先光学计和标准量块对锡膏标准片进行校准，再以校准结果作为标准值对仪器进行校准，操作步骤以6.2之1）类似，每个测量点重复测量5次求平均值作为该测量点的校准结果。

测量结果误差计算：

%= = X-X0 （1）

其中： %=——示值测量误差

X ——测量平均值示值

X0 ——标准器标称值

3）测量系统的测量重复性校准。

选取6.2之（2）测量过程中示值稳定的标准（器）值作测量重复性校准，对任一测量点作10次或更高次数的重复测量，对于每组测量的结果应使用极差法或残差法清除测量中的异值，再根据公式（2）计算测量系统的测量重复性

（2）

其中： ——测量重复性

X——n次测量平均值示值

Xi ——各次测量值

n——测量次数

注：由于锡膏测厚仪测量结果时与各人的截取图像位置及大小有关，对测量过程中出现异值时应重新取点测量。

7 校准结果

校准原始数据应记入校准原始记录，按照质量手册和程序文件的要求保存。

8 复校时间间隔

锡膏测厚仪复校时间间隔一般建议为1年。根据被校仪器的使用环境条件、使用频率以及使用部位的重要性也可由用户和校准单位商定被校仪器的时间间隔。