基于高光譜技術(shù)的電子元器件漏膠檢測(cè)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(shí)還需要進(jìn)行定期的質(zhì)量檢查和測(cè)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(shí)，膠水可能會(huì)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(shí)別這些光譜特征，從而檢測(cè)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(gè)來樣中抽檢出2個(gè)來樣作為本次實(shí)驗(yàn)的對(duì)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(zhǎng)下的能量分布。如圖當(dāng)一束光照射在樹葉上時(shí)，通過光柵面的反射，該點(diǎn)的入射光被分解成各個(gè)波長(zhǎng)段的能量。隨后，這些能量被高靈敏度的傳感器捕捉，每個(gè)傳感器象元負(fù)責(zé)測(cè)量特定波長(zhǎng)下的光強(qiáng)度。
這種成像方式具有顯著優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樗軌蛞淮涡蕴幚碚麠l線上的所有點(diǎn)。每個(gè)點(diǎn)的光譜數(shù)據(jù)，即不同波長(zhǎng)下的能量分布，可以在單次測(cè)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(zhǎng)光譜數(shù)據(jù)。由于這些數(shù)據(jù)是同時(shí)獲取的，我們可以立即對(duì)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(gè)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。在顏色測(cè)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(cè)中，通過分析水果表面的光譜數(shù)據(jù)，我們可以快速評(píng)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(shí)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(duì)每個(gè)點(diǎn)不同波長(zhǎng)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，記錄的地物的灰度值。無單位，是一個(gè)整數(shù)值，值大小與傳感器的輻射分辨率、地物發(fā)射率、大氣透過率和散射率等有關(guān)。

2.實(shí)驗(yàn)測(cè)試

2.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/strong>

利用高光譜成像技術(shù)測(cè)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(cè)試儀器列表

設(shè)備名稱型號(hào) 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(cè)試臺(tái)架 FS-826 測(cè)量平臺(tái)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(gè)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(tái)架上進(jìn)行圖像采集，曝光時(shí)間為20 ms,鏡頭與樣本之間的距離為32 cm。檢測(cè)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(cè)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(hào)樣品大孔芯片內(nèi)無漏膠，2號(hào)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(hào)樣品大孔芯片內(nèi)無漏膠，2號(hào)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(cè)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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FS1X系列線掃描高光譜相機(jī)

設(shè)備名稱	型號(hào)	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(cè)試臺(tái)架	FS-826	測(cè)量平臺(tái)10*15cm