焊點是印制電路板上的重要組成單元,除了作為電氣連接的通道外,還為電子元器件與基板之間提供機械連接。虛焊是電路板焊接時的一種常見缺陷,虛焊的存在會造成電路工作不正常,出現(xiàn)時好時壞的不穩(wěn)定現(xiàn)象給電路的調(diào)試、使用和維護帶來重大隱患,因此電路板各焊點是否存虛焊在及虛焊程度的判斷就顯得尤為重要。目前,常用的無損檢測方法,如X射線、光學檢測方法、飛針檢測方法等,對這類焊接缺陷無法實現(xiàn)有效檢測。紅外無損檢測具有適用范圍廣、非接觸測量、檢測速度快、檢測精度高、便于定性定量分析以及便于觀察等優(yōu)點,被認為是焊點虛焊缺陷檢測一種新方法。本課題圍繞利用紅外無損檢測技術(shù)對印刷電路板焊點虛焊及虛焊程度檢測及判定進行研究。本文從焊點紅外無損檢測原理分析、焊點紅外無損檢測系統(tǒng)搭建、檢測、工藝參數(shù)的選擇、紅外圖像序列算法處理、缺陷特征識別與判定等技術(shù)開展論述。分析了焊點虛焊結(jié)構(gòu)在激光激勵下的焊點內(nèi)部的熱流傳遞過程,建立了焊點溫度場分布的一維解析模型,確定了焊點表面溫度與物性參數(shù)以及時間的關(guān)系。在此基礎(chǔ)上提出了三種紅外圖像序列處理算法。并在理論上對三種算法模型的進行介紹。搭建了激光器激勵的焊點虛焊的紅外無損檢測系統(tǒng),通過試驗研究確定了最優(yōu)激光器光斑大小、入射角度、激勵功率與激勵時間等參數(shù)。介紹了紅外熱像儀的各項參數(shù)與軟件。并使用MATLAB自主編寫程序?qū)崿F(xiàn)三種紅外圖像序列算法的處理。研究了脈沖相位法、紅外信號趨勢分析、視在吸熱系數(shù)法對紅外圖像序列進行處理和特征提取,建立了虛焊程度與特征參數(shù)之間對應(yīng)關(guān)系,以此作為判斷虛焊程度的依據(jù)。
【學位單位】：北華航天工業(yè)學院
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TP391.41;TN41
【部分圖文】：

第 1 章 緒論究背景與意義焊點除了作為電氣連接的通道外，還為電子元器件與基板之間提的破壞往往會造成整個器件甚至整個系統(tǒng)的失效[1]。為了保障電子，提高焊點的可靠性是相當關(guān)鍵的。備的制備和裝接過程中，焊接缺陷是由于工藝參數(shù)的改變或者環(huán)境它從生產(chǎn)工藝上根除難以實現(xiàn)，而焊點的虛焊缺陷就是一種典型的焊業(yè)總公司航天工業(yè)行業(yè)標準 QJ2828-96 中，虛焊的定義是：焊料與它污物或氧化層所隔離，沒有熔化形成金屬合金、只是簡單地依附焊接缺陷。虛焊缺陷是由空氣間隙組成的面積型缺陷，這類缺陷的氣連接，但在工作時，會因結(jié)構(gòu)缺陷而產(chǎn)生較大的工作電流，使焊焊錫附著力小，使焊點的可靠性嚴重降低。

印制電路板焊點虛焊的紅外熱像特征提取的紅外無損檢測過程中，紅外熱像儀不需要接觸試件表面便可獲得焊點使之升溫）后的溫度分布及走勢，且響應(yīng)較快。當焊點內(nèi)部存在缺陷時塞”而發(fā)生不連續(xù)變化，而這反映在熱像圖上體現(xiàn)為溫升曲線的斜率發(fā)熱特征參數(shù)變化能夠反映虛焊類缺陷的存在及虛焊程度。無損檢測技術(shù)分為：主動紅外熱像無損檢測、被動紅外無損檢測[9]。主是利用外部熱源作為激勵源向被測材料注入熱量，利用紅外熱像儀拍攝信息，根據(jù)圖像的時間序列分析技術(shù)來判斷缺陷的存在與否[10]。主動勵方式如下圖 1.2 所示。

建立焊點虛焊的一維導(dǎo)熱模型的基礎(chǔ)。（2）熱對流熱對流是指在存在溫差時，熱量從高溫流體向低溫流體流動的現(xiàn)象。其公式如下=(-)∞qhTTconvS(convq ——固體表面在溫度 下的熱損失，2W /m；h ——對流換熱的表面換熱系數(shù)， /(m )2W K；ST ——物體表面的絕對溫度，K；∞T ——周圍環(huán)境的絕對溫度，K；熱對流過程表明，焊點在受熱激勵加載時，熱流在空氣介質(zhì)傳遞時會有部分能量損的熱量與焊點物體的表面溫度以及環(huán)境溫度兩者的溫度差有關(guān)。因此需要在試驗檢意，盡量保證焊點表面與周圍環(huán)境溫差較小，減小因熱對流產(chǎn)生的能量損失。（3）熱輻射高于絕對零度的物體都會向外輻射電磁波，對于波長范圍在 nm~mm 的紅外輻射如下圖 2.1 所示

【參考文獻】

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本文編號：2811971