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基于高光譜技術(shù)的電子元器件漏膠檢測應(yīng)用

作者:彩譜科技
  • 電子元器件漏膠(也稱為“膠水溢出”或“膠水泄漏”)是指在電子元器件的生產(chǎn)或維修過程中,用于固定、封裝或連接電子元件的膠水或粘合劑從預(yù)期的應(yīng)用區(qū)域溢出或泄漏到不應(yīng)該存在的地方。漏膠可能導(dǎo)致元件短路、性能下降、增加故障率、外觀不良等為了避免漏膠問題,生產(chǎn)或維修過程中需要嚴(yán)格控制膠水的應(yīng)用量、操作技術(shù)、設(shè)備狀態(tài)等因素,同時還需要進(jìn)行定期的質(zhì)量檢查和測試,以確保產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性。由于高光譜成像技術(shù)能夠獲取物質(zhì)的光譜信息,因此可以區(qū)分不同的物質(zhì),包括電子元器件、膠水和電路板等。當(dāng)發(fā)生漏膠時,膠水可能會溢出到電路板或其他元件上,形成與周圍物質(zhì)不同的光譜特征。通過高光譜成像技術(shù),可以準(zhǔn)確地識別這些光譜特征,從而檢測出電子元器件的漏膠問題。

    1.材料與方法

    1.1材料與儀器

    電子元器件:采用“軒田”來樣,從30個來樣中抽檢出2個來樣作為本次實(shí)驗(yàn)的對象

      1.2高光譜成像原理

    光柵色散型高光譜相機(jī)是一種先進(jìn)的成像技術(shù),它巧妙地利用色散元件(如光柵或棱鏡)將入射光分解成不同波長下的能量分布。如圖當(dāng)一束光照射在樹葉上時,通過光柵面的反射,該點(diǎn)的入射光被分解成各個波長段的能量。隨后,這些能量被高靈敏度的傳感器捕捉,每個傳感器象元負(fù)責(zé)測量特定波長下的光強(qiáng)度。
    這種成像方式具有顯著優(yōu)勢,因?yàn)樗軌蛞淮涡蕴幚碚麠l線上的所有點(diǎn)。每個點(diǎn)的光譜數(shù)據(jù),即不同波長下的能量分布,可以在單次測量中得到。因此,大多數(shù)光柵型高光譜相機(jī)都被設(shè)計(jì)成線掃描相機(jī),以便迅速獲取線上每一點(diǎn)的所有波長光譜數(shù)據(jù)。由于這些數(shù)據(jù)是同時獲取的,我們可以立即對這些點(diǎn)的光譜特性進(jìn)行分析和計(jì)算。
    光柵型高光譜相機(jī)的這一特性使其在多個領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。在顏色測量方面,它可以精確捕捉物體的顏色細(xì)微差異。在水果品質(zhì)和糖度檢測中,通過分析水果表面的光譜數(shù)據(jù),我們可以快速評估其成熟度和口感。此外,在塑料垃圾回收領(lǐng)域,光柵型高光譜相機(jī)可以準(zhǔn)確識別不同種類的塑料,從而提高回收效率。這些應(yīng)用都依賴于對每個點(diǎn)不同波長數(shù)據(jù)的快速、準(zhǔn)確計(jì)算,而光柵型高光譜相機(jī)正好滿足這一需求

    1.3 DN值解釋

    DN值:是遙感影像像元亮度值,記錄的地物灰度值。無單位,是一個整數(shù)值,值大小與傳感器的輻射分辨率、地物發(fā)射率大氣透過率散射率等有關(guān)。

    2.實(shí)驗(yàn)測試

    2.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/strong>

    利用高光譜成像技術(shù)測量電子元器件的漏膠情況,從而以確保產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性。

    2.2實(shí)驗(yàn)測試儀器列表

    設(shè)備名稱型號配置明細(xì)備注
    高光譜相機(jī)FS-17光譜范圍:900-1700nm;光譜分辨率:8nm
    測試臺架FS-826測量平臺10*15cm

    2.3實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

    高光譜采集儀的光譜范圍為900-1700 nm,光譜分辨率為8nm,共1024個波段。在實(shí)驗(yàn)中將電子元器件樣本均勻的平鋪放在外置推掃臺架上進(jìn)行圖像采集,曝光時間為20 ms,鏡頭與樣本之間的距離為32 cm。檢測在元器件大孔周圍和孔內(nèi)芯片上膠水分布情況

    實(shí)驗(yàn)測量過程圖如下圖所示:

    2.4實(shí)驗(yàn)結(jié)果

    軟件截圖:

    非監(jiān)督聚類分析(1號樣品大孔芯片內(nèi)無漏膠,2號樣品大孔內(nèi)芯片有漏膠)

    3.結(jié)論

    本實(shí)驗(yàn)利用近紅外高光譜相機(jī)FS-17,結(jié)合軟件算法,基于光譜特征,采用非監(jiān)督聚類分析。結(jié)果顯示,1號樣品大孔芯片內(nèi)無漏膠,2號樣品大孔內(nèi)芯片有漏膠。從高光譜圖像分析得到漏膠區(qū)域和非漏膠區(qū)域存在明顯波形差異,結(jié)論:可以用來檢測漏膠點(diǎn)。因此,近紅外高光譜成像技術(shù)在電子元器件漏膠的應(yīng)用領(lǐng)域具有很大潛力。



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