基于渦流脈沖熱成像的表面貼裝器件缺陷檢測.pdf

1、近年來，表面貼裝元器件越來越廣泛地應用到各個領域，如軍事、航空航天、醫(yī)療等。隨著器件封裝尺寸的減小及其安裝密度增大，其散熱問題也變得嚴重。器件散熱不良會導致局部過熱，由此引發(fā)焊點失效，進而會導致整個電路系統(tǒng)的故障。由于焊點缺陷尺寸較小，其檢測的難度較大，傳統(tǒng)的檢測方法或操作復雜、成本過高，或檢測效率低、精度不高。為解決上述問題，本文通過將渦流脈沖熱成像檢測技術應用到微小結構的焊點缺陷檢測中，基于表面溫度分布進行缺陷識別。
　　本文

2、主要研究工作如下：
　　首先基于渦流脈沖熱成像檢測機理對焊點檢測過程進行分析，確定焊點檢測過程中電、磁、熱這三個物理場之間的相互作用。然后確定其加熱方式、激勵參數(shù)，同時對焊點檢測中的影響因素進行分析并提出相應的改善措施。最后，對焊點的熱傳導模型進行解析求解。
　　根據(jù)渦流脈沖熱成像檢測機理，對三種位置的虛焊缺陷進行重新歸納定義。確定焊點檢測過程中的初始條件、邊界條件和載荷狀態(tài)，利用有限元分析軟件進行建模分析。在模型中引入虛焊

3、缺陷，研究缺陷對渦流場和溫度場分布的擾動情況。同時根據(jù)熱電類比方法重新定義熱阻，根據(jù)熱阻變化的情況，研究分析虛焊對經(jīng)由焊點的熱量傳遞過程的影響，進而表征焊點的熱性能。同時分析不同尺寸虛焊缺陷對熱阻值及表面溫度分布的的影響。由此提出利用虛焊面積來表征不同程度的虛焊缺陷，為后續(xù)的實驗研究提供依據(jù)。
　　搭建渦流脈沖熱成像實驗系統(tǒng)，對虛焊缺陷進行對比分析。分別討論不同引腳處的虛焊缺陷、不同程度的虛焊缺陷以及不同尺寸封裝器件上的虛焊缺陷的

4、影響。研究不同引腳處虛焊并進行缺陷定位，根據(jù)檢測結果可以確定器件內部連接對檢測結果的影響較小，故而忽略不計。并且利用主成分分析和傅里葉變換對焊點檢測的熱圖像進行處理，基于重構后的熱圖像進行虛焊的辨識。利用不同的虛焊面積來表征不同程度的虛焊，對虛焊缺陷進行簡單的量化分析。根據(jù)焊點檢測熱圖像及其溫度變化曲線，對比三種不同封裝尺寸（SOIC型、QFP型和TSOP型）器件的虛焊檢測效果。由此可知，器件引腳區(qū)域面積越大，其焊點檢測效果越好。