芯片引线键合的快速图像定位研究

为实现芯片引脚及引线框架的精确定位,提出了一种改进型的视觉定位方法.该方法结合LOG算子的定位方法和Zernike正交矩的最小二乘椭圆拟合亚像素定位方法,分别对芯片引脚和引线框架进行了定位:对于芯片引脚采用LOG算子算法进行匹配定位,而针对引线框架图像则采用Zernike正交矩的最小二乘椭圆拟合亚像素方法进行定位.通过构建的芯片自动视觉定位平台,进行了相关定位实验.实验表明,芯片引脚及引线框架定位精度小于0.6像素,满足芯片封装应用要求.     

小尺度薄型封装焊点失效机理和可靠性设计

通过实验研究了印刷电路板（print circuit board,PCB）设计对小尺寸薄型封装（thin small outline package,TSOP）焊点可靠性的影响.实验制作了包含引脚焊盘的长度、焊盘的表面处理方式及背靠背的双面贴装偏移量3种设计参数的可靠性测试板,并采用表面贴装工艺（surface mount technology,SMT）将TSOP器件焊接到测试板上;经-40～85 ℃的高低温循环试验后,收集了TSOP引脚焊点裂纹的生长数据;讨论了焊点失效的机理,相应考虑了2种可靠性判断准则,并对各参数条件下的裂纹数据进行比较.结果表明,长尺寸焊盘、有机保焊膜（organic solderability preservatives,OSP）及不对称的两面布置方式有助于提高TSOP引脚的焊点可靠性.     

基于全面析因试验的塑封球栅阵列器件焊点可靠性

采用全面析因试验设计方法设计了多种不同工艺参数组合的1．0mm引脚间距塑封球栅阵列(PB—GA)器件测试样件，进行了500h的可靠性热循环试验；基于试验数据进行了极差分析和方差分析；用有限元方法分析了PBGA器件焊点内的应力分布．试验结果和有限元分析结果均表明，失效焊点裂纹出现于焊点与芯片基板的交界面上。极差分析表明，最优的工艺参数组合为：钢网厚度0．14mm，焊盘直径0．34mm，芯片配重质量11．0384g或17．1084g．方差分析表明，芯片配重质量对1．0mm引脚间距PBGA器件焊点的可靠性有显著的影响，而焊盘直径和钢网厚度对可靠性无显著影响．     

3D叠层封装集成电路的缺陷定位方法

三维(3D)叠层封装集成电路是高性能器件的一种重要封装形式,其独特的封装形式为失效定位带来了新的挑战.文中融合实时锁定热成像和X射线探测技术,提出了一种3D叠层封装集成电路缺陷定位方法.该方法首先利用X射线探测技术从器件的正面、侧面获取电路内部结构并成像,进而确定芯片的装配位置及面积、芯片叠层层数、引线键合方式;然后利用锁定热成像技术获得缺陷在封装内部传播的延迟信息及在封装内部xy平面上的信息,通过计算不同频率下的相移来确定叠层封装中缺陷在z轴方向的位置信息.对某型号塑料封装存储器SDRAM中缺陷的定位及对缺陷部位的物理分析表明,锁定热成像与X射线探测技术相结合,可以在不开封的前提下进行3D叠层封装集成电路内部缺陷的定位.     

陶瓷球栅阵列封装的有限元模拟与焊点应力分析

文章运用有限元分析软件ANSYS,建立了陶瓷球栅阵列(CBGA)封装的三维有限元模型,模拟出热载荷作用下CBGA封装的三维热应力应变分布,研究了焊点的形状对焊点的应力、应变的影响,为在实际焊接过程中,从焊点形态的角度去控制焊点质量提供了理论依据.     

一种焊点缺陷检测方法的研究

利用基于X射线所采集的图像检测BGA器件焊点在PCB板上所存在的缺陷.介绍了采用基于X射线焊点图像的检测方法,讨论了缺陷检测算法的实现过程,提出了焊点粗糙度的概念和计算方法,最后给出了实验结果,结果表明提出的检测方法在BGA焊点的缺陷检测中是有效的.     

无铅BGA封装可靠性的跌落试验及焊接界面微区分析

通过进行BGA封装的可靠性力学试验(高加速度跌落试验),研究了机械冲击和应力对无铅BGA封装焊点的可靠性的影响,并通过对失效BGA封装焊点的微观结构和成分的SEM/EDX分析,寻找影响焊点可靠性的主要因素,研究结果表明,焊点的失效模式较为复杂,而在多数情况下,焊点的疲劳失效与焊接界面处的金属间化合物IMC层断裂有关,并对无铅焊料IMC的性质也作了研究.     

基于区域生长法的QFP芯片引脚缺陷检测算法

为降低贴片机的废品率,提出了基于机器视觉的小型方块平面封装(quad flat package,QFP)芯片引脚缺陷检测算法,以在贴装前对芯片的引脚进行质量检测。利用区域生长法获取引脚的总数及各个引脚主体部分的形心坐标及面积。通过与实际引脚总数进行对比,判断是否存在引脚缺失的缺陷,并和实际引脚的间距、面积的设定值进行对比,当测定值超过设定值一定范围时,认为该芯片存在引脚位置偏移以及高度偏移等缺陷,从而吸取新的芯片进行判断,实现持续自动的测试。测试结果表明,该方法具有检测速度快、误检率低的优点,可以较好地满足生产工艺要求。     

超高速低功耗4:1复接器设计、封装及测试

采用CSM 0.35 μm CMOS 工艺,设计了低功耗2.5～3.125 Gbit/s 4∶1复接器.该芯片既可以应用于光纤通信系统SDH STM-16(2.5 Gbit/s)速率级别的光发射机,又可以应用于万兆以太网IEEE 802.3ae 10GBASE-X(3.125 Gbit/s)速率级别的通道接口发送器.系统采用树型结构,核心电路由锁存器、选择器、分频器组成,并采用了CMOS逻辑实现.最高工作速率可达3.5 Gbit/s.芯片供电电压3.3 V,核心功耗为25 mW.该芯片采用SOP-16封装.芯片封装后焊接在高速PCB板上进行测试,封装后芯片最高工作速率为2.3 Gbit/s.     

手工焊接操作基本步骤及焊点质量检查修改

详细地介绍了手工焊接五步法和操作注意事项、焊点质量检查及不合格焊点的修改,为初学者学习提供了参考。     

BGA焊点空洞缺陷的数学形态学分析

BGA焊点焊接过程中容易产生气泡,形成空洞缺陷,检测时如何自动分析一直是个难题。提出使用Otsu算法分割焊球,使用数学形态学中的开闭运算、顶帽变换提取空洞缺陷的技术方案,实现每个焊点空洞缺陷的准确提取和自动分析。实验结果表明,提出的技术方案鲁棒性强,可应用于BGA焊点的空洞缺陷检测。     

基于极坐标Hough变换的焊点检测标定方法

针对探头在粗定位情况下对车身焊点检测效率和准确率方面存在的不足,提出了一种结合焊点形态结构特点,利用极坐标Hough变换算法和改进的边缘检测算子,以精确获取焊点坐标的方法.此方法通过形态结构决策降低参数存储,用极坐标构造二维参数极大地提高了运算速度,再结合滤波、最小二乘法、双阈值法等算法,能在高噪声的背景下对焊点进行检测标定,以提高机械臂末端探头检测焊点质量的效率和准确率,对于工业上车身焊点检测具有重要的实际意义.实验结果表明,该方法处理焊点图像的准确率达到99.2%,且快速性也有很大的提高.     

无铅焊点鲁棒定位的灰度积分投影算法

针对自动光学检测系统因焊点定位不准确而导致的误判问题,基于灰度积分投影技术提出了一种焊点定位的鲁棒算法。首先对焊点图像进行预处理,利用焊点的颜色特征对图像进行二值化,将焊点从PCB图像中分割出来,然后分别利用焊点特征的水平和垂直灰度积分投影曲线,以焊盘窗内焊点像素的面积最大化为目标,找到焊点的定位坐标,以实现准确的焊点定位。另外,在算法中,通过引入Blob评价函数区分焊点与噪声,从而有效地减少噪声的干扰,提高了定位算法的鲁棒性。实验结果表明,对变化多样的Chip元件焊点,该算法具有较高的定位精度。     

图像处理技术在焊点检测中的应用

将图像处理技术引入PCB焊点检测中,对焊点进检测：用LOG算子进行图像滤波和增强,然后利用最优阈值法进行图像分割,接下来进行形态学处理,最后用颗粒分析获得目标特征参数实现焊点分析．经过试验表明,该系统操作简单,效率高,可以很好地实现对焊点质量的检测．     

基于无损探伤的高精度电路板缺陷检测系统

为了实现电路板焊盘、焊点焊接情况的快速缺陷分析,采用无损探伤技术结合大比例成像结构设计了高精度电路板缺陷检测系统.系统由X射线机、MV-M1000型高分辨率图像采集卡以及MN39750PA型CCD探测器构成,在分析了无损探伤基本原理的基础上,设计了大比例电路板成像结构,并提出了累计采样降噪算法.针对存在焊接问题的电路板进行实验,实验结果显示:通过无损探伤系统可以清楚地观察电路板的焊接情况.经光学系统计算分析可知,对缺陷的检测精度可达30 μm,可以有效地满足工业应用等的设计要求.     

基于改进活动轮廓模型的焊接接头缺陷分割

针对焊接接头的X射线图像存在光照不均、对比度低、缺陷边缘模糊等特点,提出了一种改进活动轮廓模型的分割方法.在传统活动轮廓模型中,引入平均滑动直方图进行非参数概率密度估计,使模型的驱动按照梯度力和统计压力值进行,解决了初始化受限和对焊接接头缺陷边界难准确分割的问题.实验结果表明,应用本文所提改进算法,能够准确地从X射线图像中提取出焊接接头缺陷,图像分割精度得到显著提高.      

不锈钢薄板激光点焊工艺对金相组织的影响分析

以厚度为0.5 mm的304不锈钢薄板作为研究对象,通过实验探讨了不同工艺下激光点焊的金相组织、力学性能.经过焊点金相微观组织的观察和焊点拉伸强度的试验,可得出结论:激光点焊焊接质量良好,很少出现气孔、飞溅、焊接裂纹、未熔透、未熔合等焊接缺陷,而且不同的激光功率密度或加热时间,对焊点的形貌、尺寸和金相组织有很大影响; 焊点处的耐腐蚀性强度比母材低,而且大部分焊点拉伸位移达到1.5 mm左右就会断裂,平均拉伸强度比母材低281.2 MPa,但平均屈服强度比母材高,满足不锈钢薄板作为换热器的需求.     

文本性的盛宴：美国汉学现当代文学研究的亮点和拐点

由于传统焊缝区域检测算法难以准确提取模糊和对比度低的厚钢管焊缝区域,提出一种新的基于鲁棒PCA模型的焊缝区域检测算法,该算法能克服传统方法的不足,并能准确提取焊缝区域.首先,收集一序列X射线图像,并对其进行空域对齐及亮度归一化预处理.其次,计算得到系列图像的背景图像,并将背景图像与待测试X射线图像张成一个观测矩阵.最后,使用鲁棒PCA算法对观测矩阵进行低秩与稀疏分解,测试图像中的不均匀强度及噪声被消除,焊缝区域被凸显出来,通过全局阈值可将焊缝区域较好地分割出来.实验结果表明,该算法能较大地消除厚钢管X射线图像中噪声及不均匀强度分布带来的干扰、同时增强模糊的焊缝边缘及对比度低的区域,相比传统焊缝区域检测算法,具有更高的检测灵敏度(0.952)和精度(0.989),能更好地将模糊和对比度低的焊缝区域完整检测出来.     

应变片外观缺陷检测方法

应变片是用于测量应变的关键元件,在实际中应用广泛,其外观缺陷检测在工业生产中具有重要意义。本文针对应变片图像缺陷检测存在的难点和人工目视检测应变片外观缺陷存在的成本高、检测结果不稳定、效率低等问题,提出了一种自动检测应变片外观缺陷的方法。其中提出了方向canny边缘检测算法,在准确检测出应变片图像边缘的同时,有效解决了传统canny边缘检测算法的耗时问题;针对应变片图像灰度分布不均、光照剧烈变化等情况,提出了动态阈值法来分割丝栅区和焊接区。首先,对应变片图像采用双边滤波进行预处理,在去除噪声干扰的同时保留边缘信息;然后,根据方向canny算子分割出感兴趣区域;其次,根据动态阈值法分割出丝栅区和焊接区;最后,采用形态学操作的方法,检测应变片存在的缺陷。实验结果表明,本文所提检测方法能够准确有效的检测出应变片外观缺陷,算法稳定性高,满足实时性要求;同时系统人工干预少,检测效率高,能实现自动检测。     

焊料层空洞对IGBT模块温度分布的影响

作为如今新能源发电、电动汽车和智能电网的重要单元,IGBT模块得到越来越广泛的应用,其安全可靠性也受到更多的关注。当前功率绝缘栅双极型晶体管 (IGBT) 器件封装形式主要有焊接式和压接式两种,而其中焊接式发展较成熟,应用较广泛。作为构成IGBT模块的关键单元和实现IGBT模块功能的关键部分,焊料层的可靠性更加显得尤为重要。焊料层的失效形式主要有：空洞扩大、各材料的热膨胀系数不匹配导致的热疲劳,其中焊料层空洞是由于焊接工艺局限性而难以避免的。本文应用多物理场有限元仿真软件COMSOL,建立IGBT模块的三维模型,研究焊料层空洞不同位置、不同大小对IGBT模块芯片最高温度的影响,并研究新型材料Sn-Ag-Cu-0.5Sb较传统焊料层材料Sn-Ag-Cu的优势,仿真结果表明同工况下,焊料为Sn-Ag-Cu-0.5Sb时,芯片温度都比焊料为Sn-Ag-Cu时低一些,显示出较好的焊料性能。