本文關(guān)鍵詞：用概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行結(jié)構(gòu)損傷位置識別，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《上海交通大學(xué)》 2008年

基于特殊結(jié)構(gòu)光的BGA焊點氣孔缺陷檢測

袁肇飛  

【摘要】： BGA(球柵陣列)芯片是電子行業(yè)一種重要的SMT(表面安裝技術(shù))芯片,它很好的解決了芯片發(fā)展中芯片越來越小和I/O(輸入/輸出)端口急劇增加之間的矛盾。 BGA焊球與其它引腳形狀相比,在適應(yīng)多引腳數(shù)封裝的能力、封裝厚度、引腳剛性、回流焊時自對準(zhǔn)能力和有效面積利用率等方面有著不可比擬的優(yōu)勢,但是對BGA封裝質(zhì)量特別是氣孔缺陷的檢測一直是一大難題�，F(xiàn)有的方法主要采取X射線分層法,但這種方法成本太高。基于此,開發(fā)了一種簡單的BGA焊點氣孔缺陷的自動識別系統(tǒng),采用計算機(jī)視覺的方法實現(xiàn)NG和OK的自動判定。 本文的研究內(nèi)容和研究成果如下: 1)采用了特殊結(jié)構(gòu)光源。同時用環(huán)形紅色光和十字形綠色光發(fā)射二極管(LED)照明BGA芯片,由小球表面成像后產(chǎn)生一個紅色圓環(huán)和一個綠色十字。這樣在一幅圖像中融入了更多信息,為檢測打好了基礎(chǔ)。 2)將數(shù)理統(tǒng)計原理應(yīng)用于圖像特征提取。在芯片定位二值化圖像時,避免了單純依靠閾值分割提取特征的缺陷。 3)對稱Hough變換方法提取矩形。在提取芯片位置時,傳統(tǒng)的幾何參數(shù)提取方法采用提取直線圖形,但是對于矩形中四條直線的檢測不僅耗時、耗存儲空間,而且魯棒性也差,參數(shù)空間維數(shù)過高是該方法的主要缺點。而且得到的往往是幾條孤立的直線。我們把芯片作為一個整體考慮,問題變成了直接對矩形的檢測。對稱Hough變換方法充分利用矩形的對稱性能大大縮短計算時間,減小空間復(fù)雜度,從而提高效率。 4)首次提出對稱性度量的概念。在對圖像進(jìn)行特征提取的過程中,考慮到圖像的近似中心對稱性質(zhì),提出將圖像翻轉(zhuǎn)后相減的結(jié)果作為對稱度的量度,該方法還可以推廣到其它類似的情況中,具有很好的參考價值。 5)首次將紋理頻譜特征應(yīng)用于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。從能量的角度提取圖像的紋理頻譜特征,并成功應(yīng)用于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),解決了氣孔位置、大小和頻率復(fù)雜性的問題。 6)適用于不同光照條件和焦距變化,當(dāng)外界光照條件和內(nèi)部焦距參數(shù)發(fā)生變化時,通過訓(xùn)練新的圖像,檢測結(jié)果依然很好。 本文以特殊結(jié)構(gòu)光照射下的BGA焊點為研究對象,在國內(nèi)外現(xiàn)有的研究基礎(chǔ)上,開發(fā)了BGA焊點氣孔缺陷檢測系統(tǒng)。本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)巧妙,算法簡單,對今后的研究工作具有重要的指導(dǎo)意義。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：TN405;TP274.4
【目錄】：

摘要2-4

ABSTRACT4-10

第一章 BGA 芯片與表面安裝技術(shù)概要10-19

1.1 先進(jìn)封裝技術(shù)的發(fā)展10

1.2 BGA（球柵陣列）芯片簡介10-11

1.3 BGA 焊點缺陷問題11-12

1.3.1 幾種典型焊點缺陷11-12

1.3.2 氣孔缺陷12

1.4 BGA 檢測國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-17

1.4.1 自動光學(xué)檢測（Auto optical inspection, AOI）13-14

1.4.2 直射式X-射線檢測14

1.4.3 X 射線分層法檢測14-16

1.4.4 其他檢測方法16-17

1.5 本文主要研究內(nèi)容17-18

1.6 本章小節(jié)18-19

第二章 系統(tǒng)的總體設(shè)計19-28

2.1 機(jī)器視覺的基本原理19-20

2.2 系統(tǒng)的研究目標(biāo)20-22

2.3 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)22-27

2.3.1 硬件結(jié)構(gòu)22-25

2.3.2 軟件流程25-27

2.4 本章小結(jié)27-28

第三章 芯片定位與焊點分割28-40

3.1 芯片定位28-35

3.1.1 圖片二值化28-29

3.1.2 膨脹與腐蝕29-30

3.1.3 邊緣檢測30-31

3.1.4 提取芯片矩形外輪廓31-35

3.2 目標(biāo)圖像分割35-39

3.3 本章小節(jié)39-40

第四章 特征提取算法研究40-55

4.1 彩色空間與變換40-42

4.1.1 可見光譜空間40

4.1.2 RGB 顏色空間40-41

4.1.3 LAB 顏色空間41-42

4.1.4 RGB 空間轉(zhuǎn)換為LAB 空間并分離A 通道42

4.2 特征提取算法42-54

4.2.1 對稱度42-45

4.2.2 圓度45-47

4.2.3 重心偏移47-48

4.2.4 模版匹配48-49

4.2.5 隨機(jī)性紋理49-51

4.2.6 最大半徑51-53

4.2.7 紋理頻譜特征53-54

4.3 本章小節(jié)54-55

第五章 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計55-76

5.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)概述55-60

5.1.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展與特點55-56

5.1.2 BP 網(wǎng)絡(luò)概述56-59

5.1.3 概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)概述59-60

5.2 BP 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計60-67

5.2.1 BP 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計步驟60-62

5.2.2 BP 網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練62-64

5.2.3 BP 網(wǎng)絡(luò)檢測64-67

5.3 概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計67-70

5.3.1 概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計步驟67-68

5.3.2 概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練68-69

5.3.3 概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)檢測69-70

5.4 傳統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計70-71

5.4.1 特征向量提取70

5.4.2 概率網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練檢測70-71

5.5 檢測結(jié)果71-75

5.5.1 幾種方法對比71-72

5.5.2 光照焦距條件變化72-73

5.5.3 GUI 界面介紹73-75

5.6 本章小節(jié)75-76

第六章 總結(jié)與展望76-78

6.1 工作總結(jié)76

6.2 展望76-78

參考文獻(xiàn)78-81

致謝81-82

攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文82-84

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2 張曙光;何禮君;張少明;朱學(xué)新;石力開;;受激金屬射流表面波的形成及精密無鉛焊球制備研究[A];科技、工程與經(jīng)濟(jì)社會協(xié)調(diào)發(fā)展——中國科協(xié)第五屆青年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2004年

3 白潔;魏建友;秦飛;;球柵陣列(BGA)焊點在熱循環(huán)載荷下的應(yīng)力應(yīng)變分析[A];北京力學(xué)學(xué)會第12屆學(xué)術(shù)年會論文摘要集[C];2006年

4 夏鏈;韓江;方興;趙韓;;球柵陣列(BGA)半導(dǎo)體封裝技術(shù)的研究[A];2004“安徽制造業(yè)發(fā)展”博士科技論壇論文集[C];2004年

5 任輝;楊邦朝;蘇宏;顧永蓮;蔣明;;BGA焊點的失效分析及熱應(yīng)力模擬[A];第十四屆全國混合集成電路學(xué)術(shù)會議論文集[C];2005年

6 李桂云;;先進(jìn)電子組裝技術(shù)的發(fā)展趨勢[A];全國第六屆SMT/SMD學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2001年

7 朱學(xué)新;;適用于BGA、CSP的關(guān)鍵封裝材料—無鉛焊球[A];集成電路配套材料研討會及參展資料匯編[C];2004年

8 王豫明;崔增偉;王蓓蓓;季珂;陸磊;;焊膏選擇與評估方法[A];2007中國高端SMT學(xué)術(shù)會議論文集[C];2007年

9 李建輝;董兆文;秦先海;;LTCC BGA及其封裝技術(shù)研究[A];中國電子學(xué)會第十三屆電子元件學(xué)術(shù)年會論文集[C];2004年

10 徐振五;;適用于BGA、CSP的關(guān)鍵封裝材料—無鉛焊球[A];集成電路配套材料研討會及參展資料匯編[C];2004年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 Henkel電子集團(tuán) Mark Currie　Henry Wang;[N];電子資訊時報;2008年

2 中國電子材料行業(yè)協(xié)會經(jīng)濟(jì)技術(shù)管理部 魯瑾;[N];中國電子報;2005年

3 Emerson and Cuming公司 Tony DeBarros Doug Katze 環(huán)球儀器公司 Pericles Kondos;[N];中國電子報;2005年

4 美國環(huán)球儀器公司中國/香港總經(jīng)理 李林炎;[N];中國電子報;2000年

5 吳映紅;[N];中國電子報;2000年

6 Sachio Hamano;[N];中國電子報;2008年

7 YMG記者 孟憲臣　通訊員 李文廣 鄒新;[N];煙臺日報;2009年

8 新疆 陳汝泳;[N];電子報;2010年

9 ;[N];科技日報;2000年

10 Mark Sullivan Kulicke ＆ Soffa;[N];電子資訊時報;2008年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 陸向?qū)?基于主動紅外熱成像的倒裝焊缺陷檢測方法研究[D];華中科技大學(xué);2012年

2 陸寧;基于主動紅外熱成像的倒裝焊缺陷檢測方法研究[D];華中科技大學(xué);2012年

3 徐高衛(wèi);超級計算機(jī)子系統(tǒng)的熱管理與無線傳感網(wǎng)3D-MCM的設(shè)計制造及熱機(jī)械可靠性研究[D];中國科學(xué)院研究生院（上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所）;2007年

4 張承暢;多FPGA系統(tǒng)的關(guān)鍵問題及應(yīng)用研究[D];重慶大學(xué);2011年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 袁肇飛;基于特殊結(jié)構(gòu)光的BGA焊點氣孔缺陷檢測[D];上海交通大學(xué);2008年

2 許楊劍;球柵陣列尺寸封裝的有限元法模擬及焊點的壽命預(yù)測分析[D];浙江工業(yè)大學(xué);2004年

3 姜昊;熱循環(huán)載荷下球柵陣列電子封裝非線性有限元破壞分析[D];大連理工大學(xué);2008年

4 劉魯濰;無鉛焊球界面反應(yīng)的體積效應(yīng)研究[D];大連理工大學(xué);2011年

5 張禮季;塑料封裝球柵陣列溫度循環(huán)可靠性研究[D];中國科學(xué)院研究生院（上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所）;2002年

6 晏江;焊球分布模式對倒裝芯片填充膠流動的影響分析[D];廣州大學(xué);2012年

7 張文斐;SAC305球柵陣列無鉛焊點蠕變研究[D];華中科技大學(xué);2012年

8 趙勇;陶瓷芯片球柵陣列（CBGA）焊點彈塑性—蠕變計算分析及可靠度評估[D];浙江大學(xué);2003年

9 劉飛;基于子結(jié)構(gòu)方法的微電子集成電路封裝互連焊球可靠性的建模與仿真[D];浙江工業(yè)大學(xué);2010年

10 羅青;焊球粘貼生產(chǎn)工藝改進(jìn)提高良品率[D];復(fù)旦大學(xué);2010年

  本文關(guān)鍵詞：用概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行結(jié)構(gòu)損傷位置識別，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：221120