smt片式元器件焊点质量信息视觉检测的若干技术研究

桂林理工大学硕士学位论文SMT片式元器件焊点质量信息视觉检测的若干技术研究姓名：吴媛申请学位级别：硕士专业：检测技术与自动化装置指导教师：周德俭20090401SMT片式元器件焊点质量信息视觉检测的若干技术研究作者：吴媛学位授予单位：桂林理工大学相似文献(9条)1.会议论文张如明开发应用新技术,提高我国SMT总体水平1999SMT技术是现代电子设备的先进组装技术.本文通过介绍国际上片式元器件、材料、互连组装技术及设备的发展动态,提出我国可以应用和能够开发的新技术,以及经不断发展可以达到的总体水平.2.会议论文张药西片式元器件和表面组装技术的现状及发展前景19913.会议论文王德贵表面组装技术的发展和微组装技术的兴起19934.会议论文熊祥玉ＳＭＴ中锡浆漏印模板制造技术探讨19935.学位论文黄春跃基于焊点虚拟成形技术的SMT焊点质量检测和智能鉴别技术研究2007采用表面组装技术(SurfaceMountTechnology，SMT)形成的焊点的可靠性是SMT产品的生命。焊点组装故障检测与组装质量的控制技术是保障SMT产品质量和可靠性的关键技术。在组装过程中及时检测、发现组装故障，并予以实时反馈，进行及时的组装工艺参数调整和消除故障处理，实现组装过程中的质量检测和反馈控制，以求达到高的产品合格率或一次通过率，是SMT产品生产中刻意追求的目标。本文基于焊点虚拟成形技术，对SMT焊点组装质量检测与鉴别技术进行了较为全面地研究，解决了焊点三维表面形状重构、焊点三维质量信息提取、焊点缺陷智能鉴别、焊点缺陷原因智能分析等关键技术，在此基础上形成了相应的系统及其软件，研究成果具有焊点组装质量信息获取、反馈和控制实时性强，组装工艺参数调整时间短等特点，能适用于要求快速完成组装工艺参数调整进入稳定组装生产、达到高的组装一次通过率的小批量SMT产品组装生产场合。论文研究具有很强的工程背景和现实需求，研究结果具有很强的实用价值和经济、技术价值。基于最小能量原理建立了在表面势能、重力势能和外力作用下的片式元器件焊点、无引脚陶瓷片式载体(LeadlessCeramicChipCarrier，LCCC)器件焊点、四方扁平无引脚(QuadFlatNo-lead，QFN)器件焊点和塑料球栅阵列(PlasticBallGridArray，PBGA)器件焊点等典型SMT焊点三维形态预测模型，实现了上述焊点三维形态预测并分析了钎料量、焊盘长度、焊盘宽度和间隙高度等相关工艺参数对焊点形态的影响。结果表明所分析的工艺参数对焊点形态均有影响，任一参数的变化都会对焊点形态产生相应的影响。对采用无铅焊料的片式元器件焊点以及采用有铅焊料的PBGA焊点进行了焊点形态预测结果的试验验证，结果表明焊点形态预测结果与实际焊点形态吻合良好。研究结果为SMT焊点形态的设计和控制奠定了基础。采用统一粘塑性Anand模型描述了SMT钎料合金的本构关系，建立了基于焊点三维形态的LCCC焊点、片式元器件焊点、QFN焊点和PBGA焊点的有限元分析模型，对上述焊点在热循环条件下的力学行为进行了有限元分析与热疲劳寿命预测。对多工艺参数(样件规格、芯片配重、焊盘直径和钢网厚度)组合下的PBGA器件焊点可靠性进行了研究，获得了多工艺参数对PBGA焊点可靠性的影响顺序及其显著性结论。研究了空间域的SMT焊点图像处理算法，在对各种算法的处理效果进行分析比较的基础上，确定了适用于SMT焊点计算机视觉信息获取与处理系统的算法。建立了基于激光三角法的SMT焊点测量系统的数学模型，完成了SMT焊点测量系统硬件设计与搭建，对SMT焊点测量系统参数进行了标定；研究并应用了基于激光三角法的SMT焊点三维表面形状重构方法；运用实体模型切片算法对重构的焊点模型进行切片，获取了焊点关键切面并提取润湿角、焊点高度及切面面积等焊点形态参数，实现了焊点三维质量信息提取。通过三维重构精度检测试验及误差分析得到了重构焊点的准确度，结果验证了本文所研究的焊点三维表面形状重构方法的有效性和准确性。利用最小二乘法进行相关性分析确定了表征焊点缺陷的特征信息参数，提取出用于焊点缺陷智能鉴别和缺陷原因智能分析的样本数据信息；对标准反向传播(BackPropagation，BP)算法进行了改进研究，通过算法测试证明所提出的改进措施能够满足使用要求；利用虚拟成形的表征片式元件焊点缺陷特征信息的数据样本对改进的BP算法模型进行了成功的训练，对片式元件焊点缺陷进行了智能鉴别，所获得的结果与实际结果基本吻合，满足焊点质量智能鉴别精度的基本要求。建立了基于模糊神经网络的焊点缺陷原因智能分析评价模型，利用智能鉴别中训练样本的输出变量作为模糊神经网络的训练样本的输入变量，完成对模糊神经网络的训练，利用智能鉴别中测试样本的输出变量作为模糊神经网络的训练样本的输入变量，完成对模糊神经网络的测试，智能分析结果较为合理。基于本文所研究的SMT焊点图像处理技术、焊点三维形状重构技术、焊点质量信息提取技术、焊点缺陷智能鉴别和缺陷原因智能分析技术，开发了SMT焊点质量评估软件和SMT焊点质量智能鉴别与分析软件。通过在实际SMT生产线上进行实际组装焊点的图像采集、图像预处理、焊点三维形状重构、焊点重构模型形态参数提取、焊点缺陷检测与焊点缺陷原因鉴别试验验证了本软件的实用性。6.期刊论文宋长发高速发展的SMT漫谈-大众科技2004(3)SMT是Surfacemountingtechnology的缩写,可译为表面组装技术.该技术是指将片式元器件(适合表面组装,具有微小型化、无引线或短引线特点的元器件)组装到PCB(印刷电路板)表面指定位置上并通过焊接实现电路互连的一种技术.7.期刊论文杨邦朝.陈庆移动通信终端的高频片式电感器-世界电子元器件2001(5)近年来随着电子产品向高频化、高速化和小型化发展,要求元器件在适应实现高密度组装、表面组装技术方面得到极大的改进,片式元器件由于具有短、小、轻、薄、可靠性高等多种优点而被广泛采用.片式电阻、片式电容与片式电感是三种使用最多的片式无源元件.8.期刊论文李志勇SMT在视频记录摄像系统镜头控制中的应用-电光与控制2001(2)表面安装技术(SMT)也称为表面组装技术,它是一种新型电子装联技术.片式元器件体积小、重量轻、成本低、可靠性高,在电子设备上得到广泛的应用.视频记录摄像系统镜头控制中应用SMT,实现了镜头组件的小型化,提高了组件的性能指标.9.学位论文许建秀采用银/导电陶瓷复合内电极浆料制造多层器件的工艺研究2009随着表面组装技术和电子设备小型化、轻量化、高性能化的发展，多层片式元器件成为社会发展的主流产品，多层技术的发展使器件内部电极的面积大大增加，因此，多层电子元件的成本中电极材料所占的比例越来越大，而且现在用于生产的内电极浆料多是Pd、Ag、Bd-Ag、Pt等贵金属材料，这样器件的成本就很高，基于这样的背景，研发一种适于生产又价格便宜的内电极浆料成为本课题的出发点。由于导电陶瓷具有电阻率低、熔点高、性质稳定、与陶瓷介质热胀系数相近等优点，所以本文采用向传统内电极浆料银浆中掺入导电陶瓷粉的办法制得了银/导电陶瓷复合内电极浆料，期望银/导电陶瓷复合内电极浆料能够取代银浆料，达到生产要求。对银/导电陶瓷复合内电极浆料本课题组已经对其烧成电极的微观相貌及导电性做了研究，本文重点是对银/导电陶瓷复合内电极浆料的热性能进行研究，并设计了将银/导电陶瓷复合内电极浆料用于生产的中试实验工艺设计。通过对银/导电陶瓷复合内电极浆料烧成的电极做SEM和XRD分析，得到其烧成的电极与银浆料烧成的电极一样，有很好的烧成表面，表面光亮、平滑、致密。银/导电陶瓷复合内电极浆料在烧结过程中，导电陶瓷和银在结构上没有发生变化，它们只是简单的物理机械混合，银/导电陶瓷复合电极形成网络通道结构。在银/导电陶瓷复合内电极浆料的电性能方面研究了导电陶瓷含量、导电陶瓷种类、导电陶瓷的细度和烧结温度对银/导电陶瓷复合内电极浆料的导电性的影响。当导电陶瓷含量比例12％时，银/导电陶瓷复合电极的室温电阻率一直和银电极的电阻率在一个数量级上，而且增加速率很小；当导电陶瓷含量很小时（质量分数小于15％），银/导电陶瓷复合内电极浆料中导电陶瓷种类对银/导电陶瓷复合内电极浆料导电性能的影响不是太明显；在导电陶瓷含量相同的情况下，导电陶瓷的颗粒越小，银/导电陶瓷复合电极的室温电阻率越低；银/导电陶瓷复合内电极浆料的烧成温度对银/导电陶瓷复合电极室温电阻率的影响不大。本文重点对银/导电陶瓷复合内电极浆料的热性能进行了研究，首先对两种种类四种目数的银/导电陶瓷复合内电极浆料、工业用银浆料、工业用NiCuZn铁氧体粉料做了差热分析实验，分析实验结果得到镍酸镧（LaNiO3）系列和镍酸铁镧（LaFe0．25Ni0．75O3）系列导电陶瓷的复合浆料的差热曲线大致相似，失重温度范围基本都在80℃到300℃之间，失重量偶有差别，但在允许范围内，之后无明显的失重，DTA曲线也无明显杂项峰，表现为吸热；银/导电陶瓷复合内电极浆料的失重情况与工业用内电极银浆料的失重情况、与NiCuZn铁氧体粉料的失重情况在失重区间及失重量上能够达到匹配，进而得到银/导电陶瓷复合内电极浆料在烧结过程中能与NiCuZn铁氧体粉料达到热反应的匹配。其次对银/导电陶瓷复合内电极浆料和NiCuZn铁氧体粉料做了收缩率实验，通过实验分析得到银/导电陶瓷复合内电极浆料与NiCuZn铁氧体粉料的收缩区间理论上基本一致，收缩率大小也基本一致，初步得出结论是两者收缩性基本相匹配。从电特性和热特性等方面银/导电陶瓷复合内电极浆料都能在理论上取代银浆料，因此本研究做了将银/导电陶瓷复合内电极浆料用于生产的中试实验工艺设计，此工艺设计特色是把内电极浆料分为了两种，线圈电极浆料和点电极浆料，这样更节省浆料，适合大规模生产。本文链接：：北京服装学院(bjfzxy)，授权号：037a2297-0486-49c2-a5a4-9e7000cd2b14下载时间：2011年1月19日