印刷电路板无铅焊点假焊的检测

通过分析由三色LED环形结构光源和3-CCD彩色相机获取的印刷电路板(PCB)焊点图像特征,设计了一种PCB无铅焊点假焊的检测方法,以提高自动光学检测系统检测焊点质量的准确率,降低误判.该方法通过对焊点及其元器件的定位,采用重心法检测假焊;根据焊点及元器件的边缘确定焊点区域及元器件区域,采用面积法二次检测假焊;最后,采...     

基于焊点虚拟成形技术的SMT焊点质量保证技术研究

基于焊点形态理论和焊点虚拟成形技术的表面组装技术焊点质量检测与控制技术的基本思想是,将利用图像获取及处理技术得到的实际焊点形态,与通过焊点虚拟成形技术形成的合理焊点形态进行比较,根据比较的差异,通过智能鉴别得出实际焊点组装故障的类型与产生主因,然后形成调整组装工艺参数的反馈信息对相关组装工艺进行调整控制,以达到提高和保证焊点组装质量的目的。在阐述其基本思想和原理的基础上,结合实例介绍了该技术的实现方法与步骤,对其中焊点图像的获取与处理、焊点质量的分析评价等主要内容与关键技术进行了研究和探讨,并对结果进行了分析验证。     

基于FPGA图像处理的内窥镜焊点检测系统

电子内窥镜作为现代医疗仪器中的重要设备,随着产量的不断增加,实现内窥镜信号线自动化焊接已成为一个必然趋势。为精确高效采集内窥镜镜头模组的焊点坐标,设计了一种基于现场可编程逻辑门阵列（field programmable gate array,FPGA）图像处理的内窥镜焊点检测系统。整个系统以OV5640作为图像采集器件对目标板的图像数据进行采集,通过Verilog HDL硬件描述语言进行图像处理,实现焊点检测和瑕疵判别算法的设计。硬件测试结果表明,该系统能实时采集焊点坐标并检测焊点之间的瑕疵,采集到的焊点坐标最大误差小于0.1 mm,检测精度高,实时性强,具有广泛的应用前景。     

基于LabVIEW的扬声器焊点检测算法研究

利用LabVIEW以及LabVIEW Vision视觉模块,对工业相机拍摄的扬声器图像进行ROI区域提取,抽取饱和度平面,二值化,腐蚀,二值图像反转,去除不必要粒子等图像处理操作,直至识别出扬声器焊点,并对扬声器焊点定位信息进行计算。实验表明:在不同光强下,该算法都能对扬声器焊点位置进行精准识别与定位。     

基于模式匹配及其参数自适应的PCB焊点检测算法

为了提高在线自动光学检测(AOI)系统检测印刷电路板(PCB)焊点的准确率和速度,对PCB焊点进行了研究。通过研究由特定结构光源和3CCD彩色相机获取的PCB焊点图像,基于常见的良品、多锡、少锡、假焊等焊点类型,提取焊点图像关键子区域的面积特征,在此基础上,建立了五种焊点类型的特征矩阵模型,并根据同类焊点相似程度最大为原则设计了检测焊点的模式匹配算法。此外,本文还给出了一种参数自适应方法对各检查项所用到的阀值参数进行学习与校正。在实验研究中,对含有1040个Chip焊点的PCB进行了检测,结果显示本文所提算法对焊点检测的准确率可达96.5%,检测所用时间为9秒。研究结果表明,本文算法具有较高检测准确率和检测速度。     

基于最小二乘拟合法的焊点形状检测

自动光学检查是利用图像处理算法进行电路板故障检测与定位的技术。电路板焊点形状不规则故障，涉及到焊点几何形状的测量。本文提出一种新颖的基于最小二乘拟合法的焊点形状检测算法，对焊点形状轮廓图像进行曲线拟合，确定焊点形状近似的理想圆参数，即圆心和半径，以及焊点形状与理想圆之间的偏差，实验证实了该算法的性能。     

手机U盘表面焊点缺陷自动检测系统研究

针对手机U盘加工生产中焊点缺陷问题,研究基于机器视觉和图像处理技术的缺陷自动检测系统。使用专用光源与工业相机进行图像采集;经过预处理、倾斜校正、阈值分割、质心提取等图像处理步骤进行焊点区域定位;采用水平投影直方图和连通区域面积作为特征对焊点缺陷进行识别。实验表明,该系统能对任意角度摆放的样品中的焊点区域进行准确定位,且具有良好的缺陷识别效果。     

基于FPGA的高速图像采集卡的研究

介绍了一种基于FPGA的前端图像采集卡的设计,充分利用FPGA的高性能实现了整个系统的逻辑控制。系统通过专用Camera1ink接口芯片获取CCD相机图像数据,通过PCI9054芯片和PCI总线通讯;以高速CMOS静态RAM作为图像帧存储器来暂存图像数据,解决了FPGA芯片与PCI总线之间的速率不同步的问题。     

七彩LED金丝球焊机图像识别系统设计

在对七彩LED引线键合工艺及芯片图像特征分析的基础上,通过芯片、焊点示教方案以及目标搜索、对中方案的规划,设计了一个七彩LED芯片、焊点自动识别及自动对中系统.将图像识别系统应用于七彩LED金丝球焊机上,实现了多芯片、多引线电子元器件的自动焊线作业,提高了生产效率,降低了焊线成本.     

一种基于SIFT的图像拼接算法及其FPGA实现

图像拼接技术是进一步做图像理解的基础,为了得到更好的拼接效果并满足实时性要求,给出了一种基于SIFT匹配算法的图像拼接算法及其FPGA实现。用摄像头OV5640获取两路分辨率为1 280×720的图像数据,用Xilinx公司的FPGA完成对图像数据的采集、图像配准以及图像融合,图像融合后通过VGA显示。图像融合通过SIFT匹配算法获取左右摄像机拍摄图片的位置关系参数,用欧式距离变换算法对图像进行融合,拼接后的图像显示在屏幕上效果良好。     

SnAgCu/SnAgCuCe焊点的显微组织与性能

针对SnAgCu和SnAgCuCe两种无铅焊点,研究焊点内部组织、力学性能及热疲劳特性。研究结果表明,稀土元素Ce的加入可以提高焊点的力学性能,稀土元素的添加可以使SnAgCu焊点拉伸力提高近12.7%。稀土元素的添加细化SnAgCu基体组织,同时减小金属间化合物颗粒(Cu6Sn5和Ag3Sn)的尺寸,这是SnAgCuCe焊点力学性能提高的主要原因。拉伸断裂后的扫描电镜分析表明,两种焊点的断裂呈现明显的韧性断裂特征。另外在温度循环载荷下,稀土元素可以显著提高SnAgCu焊点的疲劳寿命。基于有限元模拟发现SnAgCuCe的抗蠕变性能显著高于SnAgCu焊点。     

稀土元素对SnAgCu焊点内部组织的影响机制

随着人们环保意识的逐渐增强,新型无铅钎料的研究成为电子工业中的研究热点,而稀土元素的添加可以显著改善钎料的性能,基于含稀土Ce无铅钎料的钎焊试验,采用扫描电镜和能谱仪研究稀土元素Ce对SnAgCu焊点内部组织的影响机制。结果表明,稀土元素在SnAgCu焊点内部以CeSn3的形式存在,且稀土相形态各异。采用化学亲和力来表征稀土元素Ce与Sn、Ag、Cu之间的内在联系,从理论上证明Ce的“亲Sn性”。采用乌尔夫原理研究稀土元素的吸附现象,解释稀土元素Ce对SnAgCu焊点内部金属间化合物的细化作用。由SnAgCuCe焊点组织分析,发现基体组织中颗粒尺寸大小排序为CeSn3>Cu6Sn5>Ag3Sn,从理论上证明纳米Ag3Sn颗粒在SnAgCuCe焊点强化中发挥着主要的作用。研究结果可以为新型无铅钎料的研究提供理论支撑。     

Algorithm of locating PCB components based on colour distribution of solder joints

This paper investigates the methodologies for locating and identifying components on a printed circuit board used for surface mount device inspection. It is the foundation of other inspections, such as solder joint inspections. The proposed approach analyzes the colour distribution patterns of solder joints under three layers of ring-shaped LEDs. All solder joints are recognized and located according to colour distribution patterns and their highlight properties. At the same time, other highlight components, such as markings and via-holes are also recognized and removed. The colour distribution direction of each solder joint is also evaluated. The determined directions offer important clues for the clustering of solder joints. All the solder joints of a component are clustered based on their colour distribution directions and some additional constraints. The protective coating of each component is located based on the position of all clustered solder joints. The experimental results show that the proposed method can recognize most of components effectively.     

Using BP network for ultrasonic inspection of flip chip solder joints

Flip-chip technology has been used extensively in microelectronic packaging, where defect inspection for solder joints plays an extremely important role. In this paper, ultrasonic inspection, one of the non-destructive methods, was used for inspection of flip chip solder joints. The image of the flip chip was captured by scanning acoustic microscope and segmented based on the flip chip structure information. Then a back-propagation network was adopted, and the geometric features extracted from the image were fed to the network for classification and recognition. The results demonstrate the high recognition rate and feasibility of the approach. Therefore, this approach has high potentiality for solder joint defect inspection in flip chip packaging.     

基于图像特征统计分析的PCB焊点检测方法

提出了一种基于图像特征统计分析的炉后焊点检测方法,以提高在线自动光学检测系统的检测性能和可操作性.提出双阈值的AdaBoost算法用于设计分类器,在训练的同时进行最优特征选择和分类器的增强,实现了焊点图像特征的自动提取和检测参数的自动设定.采用分类和回归树方法将焊点缺陷决策方法优化为一棵二叉决策树,提高了检测速度.实验结果表明,该方法训练速度较快,可以满足实际生产需要.与目前已经实用化的图像对比算法和图像分析算法相比,在保持现有检测速度基本不变的情况下,该方法的检测精度更高.     

微小高度检测系统设计

高度信息是分析物体三维形貌的最重要信息。为了研究微小焊点的三维形貌,需要对焊点高度进行测量。针对传统测量技术的缺点,设计了一种检测系统。系统应用白光平行照射条纹板,将其像投影到被测物体上,受到物体高度轮廓的调制作用,形成变形的亮暗相间的条纹。该条纹图携带着焊点的三维信息,再用照相系统把变形的条纹图拍摄在CCD上,通过对CCD上像的处理,可以还原出高度信息。该方法可将条纹板的像等间距地投射到被测物体的表面上,避免了由于投影条纹宽度不同所带了的图像处理过程的误差。实现了测量范围大、重复性好、图像处理简单的优点,为微小高度的测量提供了新方法。     

稀疏重构SAM芯片焊点检测方法研究

提出了基于稀疏表示的声扫描显微镜(Scanningacousticmicroscope,SAM)图像超分辨率重构方法,以解决其空间检测分辨率受超声波频率和穿透深度的限制,原始SAM图像分辨率较低,不利于封装缺陷辨识等问题。通过字典设计训练和稀疏系数α求解获得了重构的高分辨率SAM图像,利用Levenberg-Marquardt算法改进BP神经网络(LM-BP),并用于倒装芯片焊点缺陷识别。与原始图像及双三次插值图像相比,稀疏重构图像的峰值信噪比明显增大,提高了SAM图像质量,减小了芯片焊点的错误识别数目,错误率降至2.76%。试验结果表明稀疏表示的SAM重构算法和LM-BP神经网络训练速度快、识别精度高,可用于高密度半导体封装缺陷的检测及可靠性评估。     

BGA结构无铅微焊点的低周疲劳行为研究

基于塑性应变能密度概念提出微焊点低周疲劳裂纹萌生、扩展和寿命预测模型,阐明其与连续介质损伤力学的联系,评估应力三轴度对预测模型的影响,并通过试验和数值计算相结合的方法确定出微米尺度球栅阵列(Ball grid array,BGA)结构单颗Sn3.0Ag0.5Cu无铅焊点(高度为500～100 μm,焊盘直径为480 μm)疲劳裂纹萌生和扩展模型中的相关常数。研究结果表明,疲劳裂纹萌生和扩展循环数与每个循环所产生的塑性应变能密度均呈幂函数关系;应力三轴度会影响疲劳裂纹扩展速率,并最终影响焊点的疲劳寿命;应力三轴度与加载方式有关,拉伸载荷下焊点的应力应变行为受异种材料界面和封装结构力学约束作用的影响,应力三轴度随焊点高度降低而明显升高;而剪切载荷作用下焊点中的力学约束十分有限,焊点高度变化对应力三轴度的影响非常小;测得的高度为100 μm焊点的疲劳裂纹扩展相关常数可以很好地用于预测其他不同高度焊点的疲劳寿命,表明所提出的预测模型可以有效地减小由几何结构和体积变化造成的塑性应变能集中现象对焊点疲劳寿命的影响。