焊點(diǎn)是印制電路板上的重要組成單元,除了作為電氣連接的通道外,還為電子元器件與基板之間提供機(jī)械連接。虛焊是電路板焊接時(shí)的一種常見(jiàn)缺陷,虛焊的存在會(huì)造成電路工作不正常,出現(xiàn)時(shí)好時(shí)壞的不穩(wěn)定現(xiàn)象給電路的調(diào)試、使用和維護(hù)帶來(lái)重大隱患,因此電路板各焊點(diǎn)是否存虛焊在及虛焊程度的判斷就顯得尤為重要。目前,常用的無(wú)損檢測(cè)方法,如X射線、光學(xué)檢測(cè)方法、飛針檢測(cè)方法等,對(duì)這類焊接缺陷無(wú)法實(shí)現(xiàn)有效檢測(cè)。紅外無(wú)損檢測(cè)具有適用范圍廣、非接觸測(cè)量、檢測(cè)速度快、檢測(cè)精度高、便于定性定量分析以及便于觀察等優(yōu)點(diǎn),被認(rèn)為是焊點(diǎn)虛焊缺陷檢測(cè)一種新方法。本課題圍繞利用紅外無(wú)損檢測(cè)技術(shù)對(duì)印刷電路板焊點(diǎn)虛焊及虛焊程度檢測(cè)及判定進(jìn)行研究。本文從焊點(diǎn)紅外無(wú)損檢測(cè)原理分析、焊點(diǎn)紅外無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)搭建、檢測(cè)、工藝參數(shù)的選擇、紅外圖像序列算法處理、缺陷特征識(shí)別與判定等技術(shù)開(kāi)展論述。分析了焊點(diǎn)虛焊結(jié)構(gòu)在激光激勵(lì)下的焊點(diǎn)內(nèi)部的熱流傳遞過(guò)程,建立了焊點(diǎn)溫度場(chǎng)分布的一維解析模型,確定了焊點(diǎn)表面溫度與物性參數(shù)以及時(shí)間的關(guān)系。在此基礎(chǔ)上提出了三種紅外圖像序列處理算法。并在理論上對(duì)三種算法模型的進(jìn)行介紹。搭建了激光器激勵(lì)的焊點(diǎn)虛焊的紅外無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng),通過(guò)試驗(yàn)研究確定了最優(yōu)激光器光斑大小、入射角度、激勵(lì)功率與激勵(lì)時(shí)間等參數(shù)。介紹了紅外熱像儀的各項(xiàng)參數(shù)與軟件。并使用MATLAB自主編寫程序?qū)崿F(xiàn)三種紅外圖像序列算法的處理。研究了脈沖相位法、紅外信號(hào)趨勢(shì)分析、視在吸熱系數(shù)法對(duì)紅外圖像序列進(jìn)行處理和特征提取,建立了虛焊程度與特征參數(shù)之間對(duì)應(yīng)關(guān)系,以此作為判斷虛焊程度的依據(jù)。
【學(xué)位單位】：北華航天工業(yè)學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TP391.41;TN41
【部分圖文】：

第 1 章 緒論究背景與意義焊點(diǎn)除了作為電氣連接的通道外，還為電子元器件與基板之間提的破壞往往會(huì)造成整個(gè)器件甚至整個(gè)系統(tǒng)的失效[1]。為了保障電子，提高焊點(diǎn)的可靠性是相當(dāng)關(guān)鍵的。備的制備和裝接過(guò)程中，焊接缺陷是由于工藝參數(shù)的改變或者環(huán)境它從生產(chǎn)工藝上根除難以實(shí)現(xiàn)，而焊點(diǎn)的虛焊缺陷就是一種典型的焊業(yè)總公司航天工業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) QJ2828-96 中，虛焊的定義是：焊料與它污物或氧化層所隔離，沒(méi)有熔化形成金屬合金、只是簡(jiǎn)單地依附焊接缺陷。虛焊缺陷是由空氣間隙組成的面積型缺陷，這類缺陷的氣連接，但在工作時(shí)，會(huì)因結(jié)構(gòu)缺陷而產(chǎn)生較大的工作電流，使焊焊錫附著力小，使焊點(diǎn)的可靠性嚴(yán)重降低。

印制電路板焊點(diǎn)虛焊的紅外熱像特征提取的紅外無(wú)損檢測(cè)過(guò)程中，紅外熱像儀不需要接觸試件表面便可獲得焊點(diǎn)使之升溫）后的溫度分布及走勢(shì)，且響應(yīng)較快。當(dāng)焊點(diǎn)內(nèi)部存在缺陷時(shí)塞”而發(fā)生不連續(xù)變化，而這反映在熱像圖上體現(xiàn)為溫升曲線的斜率發(fā)熱特征參數(shù)變化能夠反映虛焊類缺陷的存在及虛焊程度。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)分為：主動(dòng)紅外熱像無(wú)損檢測(cè)、被動(dòng)紅外無(wú)損檢測(cè)[9]。主是利用外部熱源作為激勵(lì)源向被測(cè)材料注入熱量，利用紅外熱像儀拍攝信息，根據(jù)圖像的時(shí)間序列分析技術(shù)來(lái)判斷缺陷的存在與否[10]。主動(dòng)勵(lì)方式如下圖 1.2 所示。

建立焊點(diǎn)虛焊的一維導(dǎo)熱模型的基礎(chǔ)。（2）熱對(duì)流熱對(duì)流是指在存在溫差時(shí)，熱量從高溫流體向低溫流體流動(dòng)的現(xiàn)象。其公式如下=(-)∞qhTTconvS(convq ——固體表面在溫度 下的熱損失，2W /m；h ——對(duì)流換熱的表面換熱系數(shù)， /(m )2W K；ST ——物體表面的絕對(duì)溫度，K；∞T ——周圍環(huán)境的絕對(duì)溫度，K；熱對(duì)流過(guò)程表明，焊點(diǎn)在受熱激勵(lì)加載時(shí)，熱流在空氣介質(zhì)傳遞時(shí)會(huì)有部分能量損的熱量與焊點(diǎn)物體的表面溫度以及環(huán)境溫度兩者的溫度差有關(guān)。因此需要在試驗(yàn)檢意，盡量保證焊點(diǎn)表面與周圍環(huán)境溫差較小，減小因熱對(duì)流產(chǎn)生的能量損失。（3）熱輻射高于絕對(duì)零度的物體都會(huì)向外輻射電磁波，對(duì)于波長(zhǎng)范圍在 nm~mm 的紅外輻射如下圖 2.1 所示

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2811971