国内印制电路板产品失效现状与改进

对本实验室2019—2022年承接的国内印制电路板（PCB）制造商及相关用户委托的失效案例开展统计，发现PCB自身质量异常已成为引起印制电路板组装（PCBA）失效的最主要问题。进一步对PCB总体失效模式与失效原因分布、不同排名PCB企业失效案例数量分布、军用PCB失效模式分布及民用PCB失效模式分布等进行分析，发现导通失效、可焊性不良、分层爆板和绝缘失效是PCB行业最为常见的4大失效模式。生产制程缺陷是造成PCB失效的最主要原因（69%）；内资排前100名企业失效案例数量合计占比为48%，失效模式分布与整个PCB行业一致；军用PCB与民用PCB失效模式分布存在差异，军用PCB和民用PCB第一大失效模式分别为导通失效（49%）和可焊性不良（25%）。最后结合行业的失效问题现状，提出了改进建议。     

玻璃纤维复合材料缺陷的太赫兹光谱检测实验分析

复合材料压力容器缺陷无损检测成为目前的研究热点。基于太赫兹技术（透射式 THz-TDS 系统和BWO成像系统）在室温下对玻璃纤维样品进行无损检测,获得了分层缺陷样品在0.2～1.8 THz范围内的折射率谱和吸收谱、夹杂金属和热损伤缺陷样品的成像数据。结果表明,太赫兹技术对玻璃纤维分层缺陷、夹杂金属和热损伤缺陷检测效果明显,适用于局部检测对整体性能的判断。     

激光超声波无损检测技术

多年来，工业超声波无损检测技术是应用一个耦会介质由压电换能器将产生的超声信号耦合到测试样品表面并得到回波，通过传感器对这些返回信号的强度、频率和时限的测量而获取测试样品的内部缺陷参数。而采用激光耦会超声波检测，无需耦会介质，也不需要精确地控制表面和换能器之间的角度（因为测试样品的表面可起换能器的作用），可以进行小于10μm空间分辨率的更快速和远距离非接触（无损）超声波检测，且操作简便，较之传统的工业超声波无损检测方法，激光检测技术更具有优越性。一束聚焦的激光脉冲能量引入到材料表面引起温度上升并使材…     

印刷电路板光学检测用多角度光源

印刷电路板的表面缺陷光学检测是利用线阵CCD扫描获取PCB图像,再经过后续处理,找出PCB的表面缺陷。而获取高质量的图像需要一种分布均匀大功率线状光源。介绍了CCD扫描获取PCB图像的原理以及利用多组线光搭建多角度检测光源的设计原理和方法,并进行了理论分析和试验测试,包括在PCB表面图像检测中的应用。     

PE管道的近场微波成像及缺陷定量表征

为有效对聚乙烯（PE）管道内部缺陷进行检测,采用微波无损检测技术对PE管道进行检测及缺陷定量。针对PE管道缺陷图像的提取,提出了一种基于主成分分析（PCA）杂波抑制成像增强方法。针对已增强图像,使用阈值分割技术提取缺陷特征。实验结果表明,所提方法能有效对PE管道进行成像并对缺陷进行凸显,其成像质量优于未进行杂波抑制的图像,与理论值进行对比,缺陷定位的平均相对误差为2.38 mm,缺陷面积相对误差为13.25%。     

焊接、BGA组装和回流焊成为行业工程师最具挑战性的问题NPL缺陷诊所向IPC APEX EXPO 2012进军

350多个工程师参加了IPC网络研讨会，主题为焊接和组装缺陷。他们对印制电路板、PCB组件和PCB组装工艺失效中最让人头疼的问题进行了投票。结果表明焊接、球栅阵列封装（BGA）组装和回流焊是最大的挑战，同时为网络研讨会协办单位英国国家物理实验室（NPL）提供了有用的信息，帮助他们为2月28日至3月1日在圣地亚哥举行的IPC APEX EXPO 2012上的NPL工艺缺陷诊所做准备。     

基于接触式图像传感器的自动光学检测系统研究

为了检测印刷电路板（PCB）通孔的缺陷,提出一种基于接触式图像传感器（CIS）的自动光学检测（AOI）系统。系统采用线性光源从PCB异侧打光的方法来得到均匀的、亮度足够的光线,并使用相关双采样的方式来抑制和消除CIS产生的噪声,在对图像采样、量化后使用特定的补偿因子对CIS上一列光电传感器之间输出值的偏差进行修正。实验表明,本系统工作稳定,成本低廉,能很好地满足工程需求。     

基于改进YOLOv5网络的印刷电路板缺陷检测

针对印刷电路板（PCB）现存检测方法效率低和对小缺陷目标检测准确率低等缺点,提出针对YOLOv5网络进行改进,通过增加小目标检测层获取更多小缺陷特征,之后增加FPN算法融合深浅层的特征信息,提高深层的特征综合度。同时通过图像分割操作放大缺陷占比,提高精确度。结果表明,相比于优化前,设计的检测系统对PCB图片的检测准确性提高了1.89%,检测的缺陷平均检测精度均值提高了1.82%,并且减少了非必要的检测。这为完善PCB的高效检测提供了一定参考。     

基于接触式图像传感器的自动光学检测系统研究

为了检测印刷电路板（PCB）通孔的缺陷,提出一种基于接触式图像传感器（CIS）的自动光学检测系统。系统采用线性光源从PCB异侧打光的方法来得到均匀的、亮度足够的光线,并使用相关双采样的方式来抑制和消除CIS产生的噪声,在对图像采样、量化后使用特定的补偿因子对CIS上一列光电传感器之间输出值的偏差进行修正。实验表明,系统工作稳定,成本低廉,能很好地满足工程需求。     

红外成象技术在无损检测中的应用

红外成象技术在无损检测中的应用王景中（华北工学院太原０３００５１）本文介绍了红外成象技术在无损检测中的应用，给出了几种不同的热加载方式用于不同的无损检测的方法，如焊接缺陷的无损检测、铸件内部缺陷的无损检测、疲劳裂纹的无损检测、高级陶瓷的无损检测。就热...     

用透表法研究硅化钯二极管SBD与EBIC法的比较

应用透表法研究硅化钯-P型硅肖特基势垒二极管（SBD）比应用EBIC法研究它的p-n结特性，尤其结深时更有明显优势：样品不需要特殊制作；无损检测方法，容易操作和使用；获得的图像十分清晰。     

避免价格战在AOI市场重演

自动光学检测系统（AOI）是目前表面贴装工艺（SMT）组件生产线上的一种质量检测、控制方法，是基于光学图像处理和计算机视觉识别技术原理来对PCB组件生产过程中遇到的缺陷进行检测。在SMT过程中，线路板（PCB）组件贴装生产将要经历焊膏印刷、贴装、回流焊（波峰焊）等工序，每个工序都可能存在质量问题而直接影响产品的合格率。为了提高产品合格率，每个生产工序完成后都必须进行质量检测，尽早发现质量问题。     

乙醇对碳纤维复合材料界面的影响

碳纤维增强复合材料大量应用于航空领域,对其质量提出了更高的要求。但是传统人工检测方法工作强度高、效率低。为了提高碳纤维复合材料的缺陷检测效率,本文基于LabVIEW软件开发平台设计CFRP（carbon fiber reinforced plastics）缺陷检测系统,提取缺陷边缘并进行数量统计。本研究采用主动式红外热成像无损检测技术,通过红外热像仪获取激光扫描的损伤试样表面热图像。针对红外图像对比度及均匀性差的特点,使用HSL（hue, saturation, luminance）进行颜色平面提取,灰度变换,选用适用于处理光照分布不均匀图像的Niback局部阈值分割处理算法进行感兴趣区域图像阈值分割处理。最后通过形态学处理增强图像并实现缺陷特征提取和缺陷数量统计。本文通过搭建红外热成像缺陷检测实验平台完成红外热波缺陷图像的采集、处理,设计软件平台及用户界面以实现缺陷特征的提取。相比于人工检测,该系统的设计极大地减少了检测用时,有助于实现缺陷检测的自动化。     

基于L1-L2范数的正则项去噪模型的PCB图像去噪算法研究

电子行业常通过提取图像特征来对印刷电路板(Printed Circuit Board,PCB)进行缺陷识别。为了改善PCB图像的视觉效果,提升PCB无损检测的准确率,本文提出了一种基于L1-L2范数的正则项去噪模型的PCB图像去噪算法。首先采用非局部均值(Non Local Mean,NLM)滤波算法将提取的图像分解为结构和纹理两个部分,根据结构框架和纹理细节差异化的物理特性,分别使用Lasso回归算法和Ridge回归算法进行图像去噪,然后将Split Bregman迭代框架应用到去噪模型中,最后通过MATLAB软件平台对所提算法进行实验探究,并从视觉角度和去噪效果指标SNR、SSIM等多方面对算法进行评估。实验结果证明了基于L1-L2范数的正则项去噪模型的PCB图像去噪算法的有效性和可行性。     

基于可变形残差卷积与伸缩式特征金字塔算法的PCB缺陷检测

近年来深度学习技术在印刷电路板（Printed Circust Boord,PCB）缺陷检测上已获得快速进步,但现有算法针对PCB图像中多尺度高密度微小缺陷目标,如何精准高效地提取特征,提高检测精度及速度依然存在巨大挑战。提出了一种可变形残差卷积与伸缩式特征金字塔的PCB缺陷检测算法。在Faster RCNN的基础上,通过引入可变形残差卷积模块替换原始VGG16网络进行通道关系校准,提高算法对复杂缺陷目标特征的语义获取能力;利用一种伸缩式改进的特征金字塔NAS-FPN网络与原区域建议RPN网络融合,以改善算法对多尺度微小缺陷目标的识别能力;结合IoU Loss、Matrix NMS等tricks组合综合优化网络的检测精度及速度。通过实验,相比原始Faster RCNN,检测精度从90.08%提升到99.41%,检测速率从4.08 frame/s提升到6.47 frame/s。该方法能实现检测精度及速度双高的PCB缺陷检测,具有一定的实际意义。     

塑封器件无损检测技术探讨

塑封器件由于其结构和材料等因素的影响,存在一些特有的潜在缺陷,在其装入整机之前必须经过检验以降低风险.塑封器件的无损检测技术,不仅能剔除早期失效样品,而且能有效地识别和剔除有潜在缺陷的器件,从而达到提高电子整机可靠性的目的.     

基于定位孔的PCB孔坐标匹配算法研究

在PCB裸板孔径及孔位检测系统中,PCB放置在检测工作台时,不可能做到PCB与成像系统高精度对准,存在着角度旋转和坐标系不一致等问题。通过对PCB裸板图像检测与处理的一些关键技术进行了研究,提出一种基于定位孔的几何变换的方法实现PCB裸板图像中孔径及孔位的自动光学检测(AOI),该方法对PCB放置无严格要求,无需知道旋转角度及坐标平移量即可实现PCB图像与标准数据的匹配。     

PCB AOI检测中微小缺陷成像分析与检测

自动光学检测（AOI）已成为PCB检测的主要方式,线路板微小缺陷检测对于AOI系统是严峻的挑战。研究线路板微小缺陷的成像问题。运用成像理论,研究了欠采样条件下微小缺陷的成像特点,分析了缺陷尺寸与像素分辨率的比例及采样相位对成像的影响,并进行了实验验证。该研究对PCB AOI系统的设计和检测性能分析有重要意义。     

激光扫描热成像无损检测关键参数影响分析

对一种新型红外热波无损检测技术激光扫描热成像无损检测技术进行了研究。在深入分析检测机理的基础上建立了激光扫描热成像有限元数值计算模型,选取缺陷处和非缺陷处表面最大温差作为特征量,对样品材料、缺陷大小、缺陷深度、激光扫描速度和激光扫描功率等关键参数对激光扫描热成像检测的影响规律进行了仿真和分析,为该新技术的进一步发展和应用提供了参考;采用数据拟合方法得出了各参数和表面最大温差关系,并以此为基础提出了激光扫描热成像技术检测参数控制策略,实际检测过程中,可据此针对样品缺陷特征快速准确设置检测参数,提高检测能力。     

基于自动光学检测的PCB埋阻蚀刻不净可探测性研究

印制电路板（Printed Circuit Board,PCB）生产过程中,表观缺陷的准确探测能够有效保证产品质量、降低报废成本。当前,应用于PCB行业的自动光学检测（Automatic Optical Inspection,AOI）设备可有效地通过二值化过滤对铜及基材进行区分。然而,随着埋阻工艺、局部电金工艺的发展,PCB前中段外观检测不仅限于铜与基材的区分,由此诞生的缺陷也超出了原有AOI的检测范围。埋阻蚀刻不净作为铜与基材之外的检测元素,无法被有效地探测。而该缺陷的低可探测性将为产品的性能带来巨大风险,为高端电气领域的财产及人身安全埋下隐患。本文基于3D体式显微镜、自动光学检测设备,通过缺陷形貌观察、特征光源颜色分析及检测逻辑设计,对埋阻蚀刻不净缺陷提供了外观检测拦截方案。结果表明：特征光源强度为160时,埋阻区域的颜色值（R,G,B）分布在[33,25,24][61,59,56]之间。埋阻区域颜色值与铜区、基材区存在30以上的差异,在基材区域设立独立的颜色检测逻辑后,可通过外观检测手段对埋阻蚀刻不净进行稳定拦截。