成像技术在电子产品质量控制中的作用

发布时间：2023-11-10 00:00:00

　　制造商必须为其生产的电子产品制定一套全面的测试方案。成像技术使他们能够对这些精密部件进行无损检测。制造商如何利用它来生产高质量的电子产品？

成像技术在电子产品质量控制中的作用xx

　　依靠超声波扫描来检查分层情况

　　分层是一种印刷电路板 (PCB) 缺陷，当组件层的部分分离导致间隙或起泡时就会发生这种缺陷。制造环境中的热量和湿度是造成此问题的典型原因。然而，制造商必须致力于在 PCB 出厂前发现问题。

　　除了 PCB 表面上的视觉缺陷外，分层还会因干扰部件内层而导致电路故障。制定有效的缺陷检测计划可以降低制造成本，并使生产商能够改进其流程以加强质量控制。

　　超声波扫描是一种基于成像的方法，可以发现这个问题。在一个案例中，研究人员研究了使用激光激发超声波来改进更成熟的超声波测试形式。该技术涉及使激光穿过透镜

　　一些电子产品生产商使用 CCD电荷耦合器件线扫描相机来满足他们的需求。它们的光敏像素排列在一条线上，当被检查的物体沿着生产线移动时，它们会被逐行扫描。有些相机每次扫描可以捕获四张图像，从而保持高输出。

　　制造商使用这些线扫描相机来检查 PCB 和半导体。尽管存在小型化趋势并从单个面板生产多个 PCB，但这种方法仍然有效。面板化和越来越小的 PCB 增加了复杂性，但这些相机可提供准确的结果。

　　无论是选择 CCD 线扫描相机还是其他成像设备，决策者必须始终考虑具体细节，例如每小时或每天检查的平均元件数量、测试的电子产品类型以及生产是否可以相对较快地扩大规模。这将使研究市场的选择变得更容易，并找到适合他们当前和未来需求的最佳解决方案。

　　模拟电子产品必须承受的环境

　　制造商进行质量控制的目的不仅仅是为了维护自己的声誉。一些标准要求证明制造的产品能够承受其预期的环境。振动是导致电子故障的常见因素。如果暴露在极端温度下，这些部件也可能会出现意外性能。

　　因此，运输或航空航天等行业使用的组件可能需要通过模拟起飞、着陆和在崎岖地形上行驶的测试。这些检查让制造商放心，如果使用正确，他们的产品将达到预期的使用寿命。然而，他们还证明这些组件可以应对从工厂到目的地运输过程中的碰撞。

　　这些测试通常是非视觉的，需要专用工具，例如振动台和热设备来模拟温度。然而，其他行业的人们已经研究了基于视觉的振动测试方法。最基本的选项包括拍摄测试对象并通过整数像素跟踪其运动。

　　研究人员通过开发一种使用基于图像的系统进行实时振动测量的算法来改进该方法。该小组还在该实验中使用了激光传感器。他们测试了空气循环排气泵和电机旋转引起的振动。他们的系统以每秒 300 帧的速度捕获连续图像，从而实现双轴振动测量。

　　参与该项目的人员相信这是无损检测的一个可行选择。他们看到它聚焦并照射在测试物体的表面上。人们还可以选择特定的镜头来将激光束精确定位在小区域。

　　该团队选择了 1.6 毫米厚的带有聚酯基板的 PCB 进行实验。超声波扫描显示出高分辨率的分层证据，即使缺陷直径很小。

　　这项研究表明制造商应该愿意使用超声波扫描来发现 PCB 中的分层问题。尽管他们可能会使用其他测试方法以及此选项，但值得考虑。

　　使用线扫描相机进行高速分析

　　制造商的目标是找到基于图像的测试方法，使他们能够在很少或没有延迟的情况下保持高生产率。与此同时，他们不能过于重视速度，以免缺陷在工厂被忽视，最终给消费者带来问题。对于核电站等潜在危险场所的结构监测特别有前景。

　　然而，这项工作也可能为将算法应用于电子产品环境测试提供新的机会。训练有素的算法可以处理比人类更多的数据，这可以使此类设置在跟踪振动和其他环境影响方面非常有效。

　　使用人工智能获得更好的成像结果

　　许多制造商在探索如何在充满挑战的工业环境中保持竞争力时，考虑将某些流程自动化。这种方法可以让工人从事更有价值的工作，并可以防止受伤和疲劳。

　　人们还研究了使用人工智能 (AI) 来减少对手动质量控制流程的依赖的选项。在一个示例中，安装在龙门机器人上的视觉系统将装配线上的零件与显示理想参数的计算机辅助设计图纸进行了比较。这种方法加快了周期时间，并让制造员工验证组件是否符合规格。

　　机器视觉算法的最新进展也使人们能够通过人工智能发现有缺陷的电子产品，即使这些缺陷具有锯齿状边缘或不寻常的图案。这可以通过边缘学习来实现，边缘学习是工业流程的两步选择。

　　首先，技术供应商利用大量通用工业化自动化数据进行预训练。然后，客户继续使用与其所需应用相关的更小、更具体的图像集进行培训。这种方法适用于比深度学习所需的少一到两个数量级的图像。

　　边缘学习特别适合检查电子产品。它可以按类型识别零件，然后按质量对它们进行分类。将边缘学习与光学字符识别相结合还可以检测蚀刻到零件表面的字母或数字。

　　计划使用各种测试方法

　　这些例子代表了利用成像方法测试电子产品的成熟和新兴可能性。然而，它们并不是唯一的选择。X 射线扫描也可以在不损坏电子部件的情况下检查其内部特性。同样，热成像也能揭示与设计缺陷或制造错误相关的异常热量。

　　需要记住的主要一点是，即使是一种非常先进的测试方法，也可能无法满足公司生产的不同电子产品的所有需求。应该乐于尝试多种方案，并调整流程以优化它们。