印制电路板焊点虚焊的红外热像特征提取

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导师姓名
郑广花  杨耀东
学科专业
工程硕士(专业学位)
文献出处
北华航天工业学院   2019年
关键词
焊点虚焊论文  红外无损检测技术论文  算法处理论文  特征提取论文
论文摘要

焊点是印制电路板上的重要组成单元,除了作为电气连接的通道外,还为电子元器件与基板之间提供机械连接。虚焊是电路板焊接时的一种常见缺陷,虚焊的存在会造成电路工作不正常,出现时好时坏的不稳定现象给电路的调试、使用和维护带来重大隐患,因此电路板各焊点是否存虚焊在及虚焊程度的判断就显得尤为重要。目前,常用的无损检测方法,如X射线、光学检测方法、飞针检测方法等,对这类焊接缺陷无法实现有效检测。红外无损检测具有适用范围广、非接触测量、检测速度快、检测精度高、便于定性定量分析以及便于观察等优点,被认为是焊点虚焊缺陷检测一种新方法。本课题围绕利用红外无损检测技术对印刷电路板焊点虚焊及虚焊程度检测及判定进行研究。本文从焊点红外无损检测原理分析、焊点红外无损检测系统搭建、检测、工艺参数的选择、红外图像序列算法处理、缺陷特征识别与判定等技术开展论述。分析了焊点虚焊结构在激光激励下的焊点内部的热流传递过程,建立了焊点温度场分布的一维解析模型,确定了焊点表面温度与物性参数以及时间的关系。在此基础上提出了三种红外图像序列处理算法。并在理论上对三种算法模型的进行介绍。搭建了激光器激励的焊点虚焊的红外无损检测系统,通过试验研究确定了最优激光器光斑大小、入射角度、激励功率与激励时间等参数。介绍了红外热像仪的各项参数与软件。并使用MATLAB自主编写程序实现三种红外图像序列算法的处理。研究了脉冲相位法、红外信号趋势分析、视在吸热系数法对红外图像序列进行处理和特征提取,建立了虚焊程度与特征参数之间对应关系,以此作为判断虚焊程度的依据。

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摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题研究背景与意义

1.2 印制电路板焊点检测方法概述

1.3 印制电路板焊点红外无损检测研究现状

1.4 课题来源及主要研究内容

第2章 焊点虚焊红外无损检测理论

2.1 红外无损检测理论基础

2.2.1 传热学理论

2.2.2 红外成像理论

2.2 红外无损检测的原理

2.3 焊点虚焊缺陷红外热波一维热传导模型

2.4 焊点虚焊特征提取算法理论

2.4.1 脉冲相位法

2.4.2 红外信号趋势分析法

2.4.3 视在吸热系数法

2.5 本章小结

第3章 焊点虚焊试验检测系统

3.1 试验系统的组成

3.1.1 热激励装置

3.1.2 红外成像装置

3.1.3 试验件的设计与制备

3.2 热激励参数试验优化

3.2.1 激光器光斑大小

3.2.2 激光功率与加热时间

3.2.3 入射角度

3.2.4 激光器的波长

3.3 本章小结

第4章 焊点虚焊热像特征提取

4.1 图像序列的采集与处理

4.2 标准焊点与虚焊焊点红外热像采集

4.3 脉冲相位法处理结果及分析

4.4 红外趋势分析法处理结果及分析

4.5 视在吸热系数法处理结果及分析

4.6 本章小结

结论

参考文献

致谢

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