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电子元器件漏胶检测:高光谱相机的应用

发布时间:2024-03-18
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随着科技的飞速发展,电子元器件的质量和性能成为了确保设备稳定、高效运行的关键。在这一过程中,电子元器件漏胶检测成为了一项至关重要的任务。近年来,高光谱相机技术的崛起为电子元器件漏胶检测带来了变革。本文将详细探讨高光谱相机在电子元器件漏胶检测中的应用,以及其相较于传统检测方法的优势。一、引言电子元器件....

随着科技的飞速发展,电子元器件的质量和性能成为了确保设备稳定、高效运行的关键。在这一过程中,电子元器件漏胶检测成为了一项至关重要的任务。近年来,高光谱相机技术的崛起为电子元器件漏胶检测带来了变革。本文将详细探讨高光谱相机在电子元器件漏胶检测中的应用,以及其相较于传统检测方法的优势。

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一、引言


电子元器件在生产过程中,常常需要使用胶水进行固定或封装。然而,由于生产过程中的各种因素,可能会导致胶水漏出,从而影响到电子元器件的性能和寿命。传统的电子元器件漏胶检测方法往往依赖于人工目检或简单的图像处理技术,这些方法不仅效率低下,而且容易受到人为因素的影响。因此,寻找一种高效、准确的电子元器件漏胶检测方法成为了业界的迫切需求。


高光谱相机作为一种新型的光学成像技术,具有光谱分辨率高、成像速度快、信息量大等特点。它能够在可见光和近红外波段内获取物体的光谱信息,从而实现对物体表面细微特征的高精度识别。在电子元器件漏胶检测中,高光谱相机能够准确识别出胶水与电子元器件之间的细微差异,为漏胶检测提供了一种全新的解决方案。


二、高光谱相机技术原理


高光谱相机是一种集成了光谱成像技术和数字图像处理技术的高端光学仪器。它通过在一个宽波段内获取物体的连续光谱信息,能够实现对物体表面微小细节的高精度识别。高光谱相机的核心技术包括光谱成像技术、图像处理技术和数据分析技术。


1. 光谱成像技术:高光谱相机通过特殊的光学设计,能够在可见光和近红外波段内获取物体的光谱信息。这些光谱信息包含了物体表面的反射率、透射率等物理特性,为后续的图像处理和数据分析提供了丰富的信息源。


2. 图像处理技术:高光谱相机获取的光谱图像数据量庞大,需要通过图像处理技术对其进行预处理和特征提取。图像处理技术包括去噪、增强、分割等操作,旨在提高图像的质量和辨识度,为后续的数据分析提供可靠的基础。


3. 数据分析技术:经过图像处理后的光谱图像数据需要进行深入的数据分析,以提取出与电子元器件漏胶相关的特征信息。数据分析技术包括光谱曲线拟合、特征提取、分类识别等操作,旨在从海量的数据中发现规律,为漏胶检测提供准确的判断依据。


三、高光谱相机在电子元器件漏胶检测中的应用


1.材料与方法

1.1材料与仪器

电子元器件:采用“轩田”来样,从30个来样中抽检出2个来样作为本次实验的对象

1.2高光谱成像原理

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光栅色散型高光谱相机是一种先进的成像技术,它巧妙地利用色散元件(如光栅或棱镜)将入射光分解成不同波长下的能量分布。如图当一束光照射在树叶上时,通过光栅面的反射,该点的入射光被分解成各个波长段的能量。随后,这些能量被高灵敏度的传感器捕捉,每个传感器象元负责测量特定波长下的光强度。

这种成像方式具有显著优势,因为它能够一次性处理整条线上的所有点。每个点的光谱数据,即不同波长下的能量分布,可以在单次测量中得到。因此,大多数光栅型高光谱相机都被设计成线扫描相机,以便迅速获取线上每一点的所有波长光谱数据。由于这些数据是同时获取的,我们可以立即对这些点的光谱特性进行分析和计算。

光栅型高光谱相机的这一特性使其在多个领域具有广泛的应用价值。在颜色测量方面,它可以精确捕捉物体的颜色细微差异。在水果品质和糖度检测中,通过分析水果表面的光谱数据,我们可以快速评估其成熟度和口感。此外,在塑料垃圾回收领域,光栅型高光谱相机可以准确识别不同种类的塑料,从而提高回收效率。这些应用都依赖于对每个点不同波长数据的快速、准确计算,而光栅型高光谱相机正好满足这一需求

1.3DN值解释

DN值:是遥感影像像元亮度值,记录的地物的灰度值。无单位,是一个整数值,值大小与传感器的辐射分辨率、地物发射率、大气透过率和散射率等有关。


2.实验测试

2.1实验目的

利用高光谱成像技术测量电子元器件的漏胶情况,从而以确保产品的质量和可靠性。

2.2实验测试仪器列表

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2.3实验内容

高光谱采集仪的光谱范围为900-1700 nm,光谱分辨率为8nm,共1024个波段。在实验中将电子元器件样本均匀的平铺放在外置推扫台架上进行图像采集,曝光时间为20 ms,镜头与样本之间的距离为32 cm。检测在元器件大孔周围和孔内芯片上胶水分布情况


实验测量过程图如下图所示:


2.4实验结果

软件截图

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非监督聚类分析(1号样品大孔芯片内无漏胶,2号样品大孔内芯片有漏胶)

3.结论

本实验利用近红外高光谱相机FS-17,结合软件算法,基于光谱特征,采用非监督聚类分析。结果显示,1号样品大孔芯片内无漏胶,2号样品大孔内芯片有漏胶。从高光谱图像分析得到漏胶区域和非漏胶区域存在明显波形差异,结论:可以用来检测漏胶点。因此,近红外高光谱成像技术在电子元器件漏胶的应用领域具有很大潜力。



四、高光谱相机与传统检测方法的比较


与传统的人工目检或简单的图像处理技术相比,高光谱相机在电子元器件漏胶检测中具有明显的优势。首先,高光谱相机能够实现高精度识别,避免了人工目检中可能出现的误判和漏判现象。其次,高光谱相机的成像速度快、自动化程度高,大大提高了生产效率。最后,高光谱相机对不同类型、不同材质的电子元器件都具有良好的适应性,使得漏胶检测更加全面、彻底。


五、结论与展望


随着科技的不断发展,高光谱相机在电子元器件漏胶检测中的应用将会越来越广泛。未来,随着光谱成像技术、图像处理技术和数据分析技术的不断进步,高光谱相机将会为电子元器件漏胶检测带来更加高效、准确、智能的解决方案。同时,我们也期待更多创新的检测方法和技术能够在电子元器件质量检测领域发挥重要作用,为提升产品质量、保障设备稳定运行做出更大的贡献。


本文标签: 电子检测高光谱相机

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