SICK 3D检测应用多元 速度、精度、弹性三者兼具满足市场需求
- 刘中兴／台北
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检测是产品品质的把关者，为提供消费者优质使用体验，制造业者大力导入先进相关技术，尤其是可侦测立体结构的3D检测，更逐渐成为高科技、电动车、钢铁…等产线的重要环节，台湾西克(SICK) 产品经理郑宇指出，相较于只能检测平面的2D技术，3D检测由于增加高度信息，因此检测结果更精准，应用层面也更多元。
郑宇进一步表示，目前市场上的主流产线检测技术为2D检测，这类检测技术是由工业镜头、光源、影像撷取卡组成，其运作方式是藉由影像撷取卡分析前端工业镜头拍摄的画面，快速找出产品瑕疵。2D检测技术发展多年，技术相当成熟，不过应用有其局限性，大多用于表面有无画痕、脏污或平面状态有无变形。
近几年消费者对产品的品质要求渐高，市场发展出3D技术，用于半导体封装BGA、晶圆凸块(Bump)、PCBA接脚、电动车电池模块、热轧钢…等产品的立体表面状态。目前3D检测技术有两种，一种是用传统的影像技术，运作方式是利用特殊传感器架构做出的镜头，以结构光侦测物体表面，这种方式的好处是侦测面积大，因此检测速度也更快，缺点则是易受环境影响，周边光线或空气中的大量灰尘，都会导致精度不佳，且摄影机无法随意调整位置或角度。
第二种技术是线扫描，使用雷射的好处是不易受到环境光影响，并可调整线宽与光波长以达到高精度要求，其运作方式是发射线状雷射，让待测物或雷射模块移动，透过物体表面反射的雷射快速计算出立体形状。如果是采用待测物移动方式，产线可在检测时仍持续运行，无须停止动作等待，产能可因此提升。
郑宇指出，SICK深耕自动化技术多年，旗下的工业传感器产品线完整，在3D检测方面，该公司的ROCC、分体式架构与HDR技术，可组成目前市场上精度最佳、速度最快、弹性最高的解决方案。他接着提到，ROCC(Rapid On Chip Calculation)是SICK的特规CMOS，主要特色是可在工业镜头上预处理影影像，这种边缘运算方式，可让系统取像速度达到业界最高的46KHz。
分体式设计则可因应不同产线需求提供定制化设计服务，郑宇表示，一般的一体式设计由于整体架构固定，大多需要产线设计配合检测架构，但3D检测的产品差异极大，小从电子元件、大至铁路轨道都有相关需求，因此应是检测系统必须能贴合待测物与产业特色，SICK的分体化设计与定制化服务，则可解决客户困扰。至于SICK的HDR技术，则可在不损失检测速度的前提下进行多重曝光情，并同时针对高亮及深色的物体表面进行精确的测量，无论是速度或精度，都能满足客户需求。
郑宇透露，SICK独创的紫光雷射的三角法，其速度为每秒200毫米，检测精度则达亚微米(Sub-Micro)等级，以晶圆制造业为例，此速度与精度可在平均15秒内完成8寸晶圆全检，解决以往高精度检测只能抽检的特色，对于良率提升极有助益，另外在半导体产品上，紫光有非常稳定的光斑(Light Spot)，且紫光极短波长的特性，使其附着在「高反射」物件上之效果稳定度，高于其他可见光的3～5倍，再搭配特殊旋转角，就可解决遮蔽问题，让检测更全面。
目前SICK的解决方案已被广泛应用于科技与传统制造业，科技业产线中，此方案可用于侦测体积细微的锡球与凸块，钢铁业主要用于热轧钢上刻印的OCR字元识别或平面度检测，轨道交通多用于轨道磨耗、集电弓碳刷磨耗、底盘扣件等检测。郑宇表示，3D检测的应用场域已愈来愈多元，SICK将持续精进产品效能、完善服务品质，协助客户打造速度、精度兼具的检测平台。
