【摘 要】
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随着电子产品性能的不断提升以及结构的轻薄短小化,PCB也呈现出密度不断增大、多层化和便携化的发展趋势。PCB作为电子元器件安装与插接的基板,实现电子元器件之间的电气互连,因此为了保证电子产品的可靠性必须对其进行准确有效的质量检测。当前,无损检测作为一种对被检测样品不会造成任何损伤的技术手段,在PCB的质量检测中扮演着越来越重要的角色。传统的PCB无损检测方法有自动光学检测简称AOI和自动X射线检测
【基金项目】
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自研项目:面向电子行业的X射线三维分层成像仪研制、应用及产业化;
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随着电子产品性能的不断提升以及结构的轻薄短小化,PCB也呈现出密度不断增大、多层化和便携化的发展趋势。PCB作为电子元器件安装与插接的基板,实现电子元器件之间的电气互连,因此为了保证电子产品的可靠性必须对其进行准确有效的质量检测。当前,无损检测作为一种对被检测样品不会造成任何损伤的技术手段,在PCB的质量检测中扮演着越来越重要的角色。传统的PCB无损检测方法有自动光学检测简称AOI和自动X射线检测简称AXI。AOI的技术缺点是无法在不破坏样品的前提下对内部结构形貌进行观测。而对于AXI技术,仅仅通过获取到的PCB二维透视图像来确定内部缺陷信息,PCB内部缺陷的空间位置以及三维结构大小则无法确定。针对当前存在的问题,本文提出基于显微CT的PCB无损检测技术,该技术首先可以将微小尺寸产品内部三维结构形貌以及内部互连问题以三维图像的形式进行表征,另外能够对PCB的加工精度和产品缺陷大小开展进一步的定量化测量。本文的主要研究内容如下:(1)建立印制板X射线无损检测方法行业标准,首先依据PCB的结构材料特性,通过对比试验解析针对PCB的显微CT扫描检测方法流程。然后基于该方法流程开展PCB常见缺陷的CT检测与分析,高质量的呈现出缺陷的三维形貌特征,以及通过与传统二维检测进行实例化对比分析,从有效性的角度验证该检测方法。最终进行印制板X射线无损检测方法行业标准的撰写。(2)研究显微CT对PCB检测的成像特点,从计算效率、特征保护及鲁棒性等角度,通过对比分析选择中值滤波、Sobel边缘锐化、限制对比度的自适应直方图均衡的滤波增强算法组合。针对PCB图像分割中像素种类多样性问题,结合Otsu单与多阈值分割算法,实现PCB多种材料的分割。关于PCB孔定位的高效准确性,提出优化版的Hough圆算法,大大增强算法的计算效率与鲁棒性。(3)进行PCB阵列孔加工精度测量的仿真算法研究,通过使用图像处理技术实现PCB阵列孔加工精度的测量。首先总体阐述PCB阵列孔加工精度测量的方法流程,然后开展相关的试验研究,对三维CT图像数据进行建模与算法仿真。最后计算得到过程能力指数、圆柱度误差和三维粗糙度等加工参数指标,并与传统方法对比验证测量算法的准确性。(4)进行树脂塞孔空洞体积无损测量的实验研究,针对树脂塞孔空洞体积现有检测技术中存在的问题,提出基于显微CT无损测量树脂塞孔空洞体积的方法。通过分别采用图像处理技术统计计算以及三维软件测量的方法,对比验证得出测量算法的正确性。
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