基于渦流脈沖熱成像的表面貼裝器件缺陷檢測(cè).pdf

1、近年來，表面貼裝元器件越來越廣泛地應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)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(yán)重。器件散熱不良會(huì)導(dǎo)致局部過熱，由此引發(fā)焊點(diǎn)失效，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致整個(gè)電路系統(tǒng)的故障。由于焊點(diǎn)缺陷尺寸較小，其檢測(cè)的難度較大，傳統(tǒng)的檢測(cè)方法或操作復(fù)雜、成本過高，或檢測(cè)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(cè)技術(shù)應(yīng)用到微小結(jié)構(gòu)的焊點(diǎn)缺陷檢測(cè)中，基于表面溫度分布進(jìn)行缺陷識(shí)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(cè)機(jī)理對(duì)焊點(diǎn)檢測(cè)過程進(jìn)行分析，確定焊點(diǎn)檢測(cè)過程中電、磁、熱這三個(gè)物理場(chǎng)之間的相互作用。然后確定其加熱方式、激勵(lì)參數(shù)，同時(shí)對(duì)焊點(diǎn)檢測(cè)中的影響因素進(jìn)行分析并提出相應(yīng)的改善措施。最后，對(duì)焊點(diǎn)的熱傳導(dǎo)模型進(jìn)行解析求解。
　　根據(jù)渦流脈沖熱成像檢測(cè)機(jī)理，對(duì)三種位置的虛焊缺陷進(jìn)行重新歸納定義。確定焊點(diǎn)檢測(cè)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(jìn)行建模分析。在模型中引入虛焊

3、缺陷，研究缺陷對(duì)渦流場(chǎng)和溫度場(chǎng)分布的擾動(dòng)情況。同時(shí)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(duì)經(jīng)由焊點(diǎn)的熱量傳遞過程的影響，進(jìn)而表征焊點(diǎn)的熱性能。同時(shí)分析不同尺寸虛焊缺陷對(duì)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(shí)驗(yàn)研究提供依據(jù)。
　　搭建渦流脈沖熱成像實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，對(duì)虛焊缺陷進(jìn)行對(duì)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(jìn)行缺陷定位，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果可以確定器件內(nèi)部連接對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響較小，故而忽略不計(jì)。并且利用主成分分析和傅里葉變換對(duì)焊點(diǎn)檢測(cè)的熱圖像進(jìn)行處理，基于重構(gòu)后的熱圖像進(jìn)行虛焊的辨識(shí)。利用不同的虛焊面積來表征不同程度的虛焊，對(duì)虛焊缺陷進(jìn)行簡(jiǎn)單的量化分析。根據(jù)焊點(diǎn)檢測(cè)熱圖像及其溫度變化曲線，對(duì)比三種不同封裝尺寸（SOIC型、QFP型和TSOP型）器件的虛焊檢測(cè)效果。由此可知，器件引腳區(qū)域面積越大，其焊點(diǎn)檢測(cè)效果越好。