激光红外热成像铝合金表面裂纹检测表面处理的研究

通过搭建激光红外热成像检测平台,对已制备的铝合金光滑表面及表面处理后裂纹缺陷试样进行检测,对裂纹处的红外热图和温度数据进行分析,并且为了突出表面处理检测效果,用差动式检测方法对比在不同功率下表面处理前后温差变化。实验结果表明,随着功率的增大,裂纹缺陷表面处理前后的温差都存在温差增大的变化,但是表面处理后裂纹缺陷温差变化更加明显。相同功率条件下,裂纹缺陷表面处理后温差幅度远大于表面处理前的温差幅度。可见对激光红外热成像铝合金表面裂纹检测进行表面处理,明显提高其热吸收率,而且相较于表面处理前,经过表面处理后,所需更小的功率,就能取得更大温差,检测效果更好,可检测性更强。     

激光激发表面波测量表面缺陷深度的数值研究

为了研究声表面波与表面缺陷的作用机理,实现激光超声技术对表面微缺陷定量检测,本文采用有限元法首先分别研究了声表面波与缺陷前沿、缺陷后沿的作用,然后讨论了缺陷宽度的存在对缺陷前沿与声表面波作用的影响,最后通过分析矩形缺陷与声表面波的作用,给出了能定量表征表面缺陷的特征量。研究结果表明:RS波(特征点Q)后的振荡信号(特征点W、E)来源于透射表面波在缺陷后沿所产生的振荡。特征点Q的到达时间随表面缺陷深度或宽度增大都呈现微小的线性增长；特征点W、E的到达时间差随表面缺陷深度的增大呈线性增长,与缺陷宽度的变化无关。最后,根据特征点的到达时间实现了缺陷深度的定量计算。研究结果为表面缺陷的定量检测提供了理论依据。     

弹性声波与表面缺陷相互作用的数值模拟

为了分析材料表面缺陷对声表面波传播的影响,以弹性动力学理论为基础,采用有限元方法数值模拟了声表面波沿金属表面传播及其与表面缺陷的相互作用.通过数值模拟弹性声表面波与不同深度、不同宽度的表面缺陷相互作用过程,得到了声表面波经不同表面缺陷后的反射和透射表面波波形,并对波形进行快速傅里叶变换分析.结果表明,弹性声表面波与表面缺陷相互作用后,产生反射Rayleigh波和透射Rayleigh波:随着表面缺陷深度和宽度的增加,Rayleigh波反射率相应增加,而透射率相应减小.     

基于红外热成像技术的材料表面缺陷识别研究

针对当前材料表面缺陷识别方法存在的误差大,实时性差等不足,为了提高材料表面缺陷识别精度,提出了基于红外热成像技术的材料表面缺陷识别方法.首先分析材料表面缺陷识别的原理,找到不同方法的局限性,然后计算材料表面的温度,判断材料表面是否完整,并采集材料表面缺陷识别的红外热图像,最后采用全局阈值分割对材料表面缺陷进行分割和边缘...     

无铅焊接工艺中常见缺陷及防止措施（1）

无铅化电子组装中，由于原材料的变化带来了一系列工艺的变化，随之产生许多新的焊接缺陷。本文针对“黑盘”现象、表面裂纹和焊点剥离三种缺陷进行了产生机理分析，并给出了相应的解决措施。     

Boosting优化决策树的带钢表面缺陷识别技术

基于图像信息的缺陷识别技术是带钢表面缺陷检测系统中的关健技术之一.通过采用单一的分类技术或者一步到位的创建分类器,对复杂带钢表面缺陷图像进行识别很难达到理想的效果.提出了用Boosting算法结合SLIQ决策树建立组合分类器来识别带钢表面缺陷的方法.Boosting算法通过适应性权重技术和带权重的投票方法,建立并组合多个功能互补的分类器,组合分类器通过优势互补的方法有效地提高单个分类器的性能;而SLIQ决策树算法的数据预排序和广度优先技术对大规模数据分类具有速度优势,适合于作为单个分类器的弱学习算法.对实际带钢表面缺陷数据集进行测试,Boosting优化SLIQ决策树的组合分类器对缺陷识别的准确率达到了90%以上.     

激光激发材料中近场声表面波的数值模拟

用有限元方法数值模拟了激光热弹机制下激发材料中的声表面波,分别建立了激光照射无表面缺陷的材料以及含有矩形凹槽缺陷情况下声表面波激发与传播的模型,通过数值计算分别得到了无表面缺陷和存在不同深度表面缺陷的情况下,位于激光光斑辐照半径内固定一点的垂直于材料表面方向的位移曲线.进而计算了固定缺陷尺寸情况下位于入射激光光斑半径之外几百微米范围内各点垂直于材料表面方向的位移.     

基于脉冲红外热像法的表面下识别的有限元模拟

利用ANSYS有限元分析软件对不锈钢平底孔两种深度4种缺陷试件进行建模,施加单面热流,模拟了脉冲红外热成像检测过程。计算被检不锈钢表面的温度变化和分布,提取相应缺陷表面对应区域的降温曲线,计算不锈钢缺陷界面热反射系数,并与实际脉冲红外热成像用于表面下识别检测实验结果进行对比。考察了有限元分析方法用于表面下缺陷类型识别的可行性,为进一步进行脉冲红外热成像用于表面下识别检测提供借鉴。     

半无限板条中任意形亚表面缺陷的热波散射

基于非傅里叶热传导方程,采用复变函数与保角映射方法,研究了半无限板条结构中任意形亚表面缺陷的热波的多重散射问题,给出了热波散射问题的一般解.温度波由调制光束在材料表面激发,缺陷表面的边界条件为绝热.分析了结构几何和物理参数对热波散射与温度分布的影响,并给出了温度变化的数值结果.分析方法和数值结果可为工程材料结构的热传导...     

基于图像增强与改进Cascade R-CNN的钢轨表面缺陷检测

针对钢轨表面缺陷检测中,钢轨表面图像存在背景不均匀、缺陷尺度变化大且样本数据不足的问题,提出一种基于图像增强与改进Cascade R-CNN的钢轨表面缺陷检测方法.首先,采用改进Retinex算法处理钢轨表面图像,增强缺陷与背景的对比度.然后,采用改进Cascade R-CNN对钢轨表面缺陷进行检测,并应用交并比(IoU)平衡采样、感兴趣区域对齐和完全交并比(CIoU)损失分别解决训练样本IoU分布与困难样本IoU分布不平衡、感兴趣区域池化中取整量化导致的感兴趣区域与提取的特征图不匹配和回归损失Smooth L1对于预测边框回归不准确的问题.最后,采用翻转变换、随机剪裁、亮度变换和生成对抗网络等方法增广钢轨表面缺陷图像数据集,消除样本数据不足导致的网络训练过拟合现象.实验结果表明,该方法以ResNet-50作为特征提取器,平均精度可达98.75％,相对于未改进的Cascade R-CNN提高了2.52％,且检测时间缩短了24.2 ms.     

球栅阵列器件焊接合格率预测及缺陷分析

应用数理统计结合工艺设计、制造工艺控制参数等因素及Surface Evolver软件仿真技术的方法,建立球栅阵列(BGA)器件焊接合格率的预测模型,运用该模型可以找出影响焊接合格率的制约因素。结合仿真技术模拟焊点形态,可以找出造成焊点缺陷时各参数之间的关系并提出相应的解决方案,从而优化工艺设计及制造工艺控制参数。     

几种SMT焊接缺陷及其解决措施

主要针对采用了表面组装技术 (SMT)生产的印制电路组件中出现的焊料球、立片、桥接等几种焊接缺陷现象进行分析 ,并将有效的解决措施进行了经验性总结。     

无铅焊膏工艺适应性的研究

无铅焊膏是适应环保要求的一种绿色焊接材料,其质量的优劣直接决定着现代表面组装组件品质的好坏,为了检测与评价无铅焊膏的性能,研究影响其焊接可靠性的因素,实验研制了一种Sn-Ag-Cu无铅焊膏,并根据其本身的材料特性和实际工艺性能结合IPC的有关标准设计了整套试验,包括:焊膏黏度测试、塌陷实验、焊球实验以及铜板腐蚀测试等。研究结果表明:焊粉的质量分数与焊膏黏度呈正比关系;高温高湿环境下焊膏的可靠性降低,焊后残留物的腐蚀性增强;焊膏过多暴露在氧化环境中易引起焊料成球等焊接缺陷。     

BGA器件焊接合格率的预测模型

在表面贴装技术(SMT)大规模生产过程中,如果能够对焊接合格率进行预测,无疑对提高SMT产品的生产率、产品可靠性及成本控制具有重要意义.以球栅阵列(BGA)器件为例,研究SMT焊接合格率的预测方法.通过统计分析,结合焊点成形软件的方法,建立了BGA器件焊接合格率的预测模型,运用该模型可以找出影响焊接合格率的制约因素.结合仿真技术模拟焊点形态,发现引起焊接缺陷各参数之间的关系,并提出相应的解决方案.     

In-situ observation and simulation of the solidification process in soldering a small outline package with the Sn-Ag-Cu lead-free alloy

The formation process of solidification defects in solder fillet of circuit boards with a small outline package (SOP) soldered with Sn-3wt.%Ag-0.5wt.%Cu has been examined primarily by using an in-situ observation system and solidification simulation software. The lead frames of the SOP are two kinds of materials: Cu and Fe-42wt.%Ni (42 alloy). Microstructural observations were made of the SOP solder joints using metallographic cross sections. The β-Sn dendrite structure in the solder fillet of a SOP with 42-alloy lead frames is larger than that of a Cu lead frame. This is attributed to the slower cooling speed of the 42-alloy lead-frame SOP than that of the Cu lead-frame SOP. The solidification of a SOP joint is not uniform and locally time dependent. The solder surface of the slowly cooled region of the 42-alloy lead-frame SOP exhibited shrinkage voids and a rough surface because of the coarsening of the dendrite structure. According to the simulation of the solidification process, the relationship between the solidification process and formation characteristics of solidification defects for a SOP joint can be clarified.     

Origin of Surface Defects in PCB Final Finishes by the Electroless Nickel Immersion Gold Process

We suggest a unique mechanism for surface defect generation causing solder joint or bonding failures in printed circuit boards (PCBs). Surface defects can be defined as corroded holes or spikes of the Ni-P layers on the soldering or wire bonding pads of PCBs. The typical defects are the black pad or pinhole pad defects generated after final finishing by the electroless nickel immersion gold (ENIG) process. Once corroded voids or spikes are plentifully created in nickel/gold interfaces, the bonding strength of solder or wire bonding joints is reduced. Therefore, it is important to characterize the details of these surface defects. In this paper, the defect microstructures and the P content variation with the ENIG processes are investigated. The surface defect selectivity with pad size and pad connectivity is suggested based on the key findings of P content variation. An overall mechanism is proposed based on a mixed mode of concentration cell corrosion and galvanic cell corrosion. Based on these results, more reasonable root causes are suggested.     

A novel approach for flip chip solder joint quality inspection:laser ultrasound and interferometric system

A novel, noncontact, nondestructive approach for flip chip solder joint quality inspection is presented. In this technique, a pulsed laser generates ultrasound on the chip's surface, exciting the whole chip into a vibration motion. An interferometer was used to measure the vibration displacement of the chip's surface. Because changes in solder joint quality produce a different vibration response, a value, "error ratio," is used to measure the difference between a good chip and a chip with defects. An automatic signal-processing algorithm to calculate the error ratio was developed and implemented, as well as a frequency analysis algorithm. The inspection system was characterized, and results are presented for two cases of flip chips with missing solder balls. Results indicate that a laser ultrasonic/interferometeric system offers great promise for solder bump inspection in flip chip, BGA, chip scale, and micro BGA packages     

BGA无铅焊点零空洞缺陷控制研究

在无铅BGA封装工艺过程中,通过不同组分的BGA焊球合金与焊膏合金组合焊接、焊膏助焊剂活性剂不同配比及其不同再流焊接条件等实验,对焊料合金和助焊剂配比、再流焊接峰值温度、再流保温时间等参数变化,以降低BGA焊点空洞缺陷进行了研究。结果表明选用相同或相似的BGA焊球和焊膏合金组合焊接、选用活性强的焊膏、选择焊接保温时间较长均有助于降低BGA焊点空洞缺陷产生的几率和空洞面积,BGA焊点最佳再流焊接峰值温度为240℃,当峰值温度设置为250℃时,BGA焊点产生空洞缺陷几率会比240℃高出25%～30%。     

氮气保护对无铅再流焊焊点外观质量的影响

由于无铅钎料润湿性较差,在实际生产中普遍采用氮气保护。通过新制定的氮气保护无铅再流焊工艺,对焊点外观质量进行了统计分析。其结果显示氮气保护可以减少元件偏移和桥连等缺陷,对竖碑、焊球和锡珠等缺陷也有一定影响。