[发明专利]一种印制电路板虚焊点的红外检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及红外热像无损检测技术，特别是一种印制电路板虚焊焊点的红外热像无损检测方法。

背景技术

焊点虚焊是印制电路板生产过程中的常见问题，产生焊点虚焊的因素十分复杂，目前还无法做到从生产工艺上去根除，焊点的检测目前是世界性的难题。现阶段，焊点的检测方法主要有自动光学检测、自动X射线检测、和飞针测试。上述三种检测技术各有利弊、互为补充，但仍无法做到检测各种类型的焊点虚焊，如一些冷焊、局部润湿不良、油污氧化等的焊点。

随着需求的不断提高，上世纪90年代后期，红外热像无损检测技术由于其自身的优点发展起来，并随着计算机和电子技术的发展应用领域不断拓展。目前，红外热像无损检测技术已经逐步应用到了印制电路板虚焊的检测上，如专利申请号为200710030000.6，名称为《一种芯片焊点在线和缺陷辨识装置及芯片封装装置》公开的一种芯片焊点在线检测方法，其方法首先对整个芯片进行被动加热，后采用红外热像仪获取加热后芯片表面的温度图，然后对所述温度图分三种模式进行处理，模式一通过关键点的温度值与温度判据(预设温度区间)进行比较来判断是否存在缺陷，模式二根据缺陷点的温度与正常点的温度差值来定位缺陷点，模式三根据芯片的实际温度值来获取芯片的热阻等性能参数，上述检测方法存在以下不足之处：采用被动加热的方式，只有虚焊比较严重的点温度变化才能有所体现，大部分虚焊不严重的点由于加载电流产生的热量不足、产热不明显或内部产生的少量热量通过热传导辐射反映到焊点外表面造成温度变化并不明显，导致红外热像仪获得的焊点表面温度变化并不明显，再加上不同焊点的外观、体积、形态的差异，因此通过实际温度值来检测方法存在理论和工艺上的不足。

当然目前可以采用主动加热的方式来替代上述被动加热的方式，可以使虚焊点得到足够的热量或温度，根据热传导理论热量在虚焊点处传导时会发生相应的变化如反射、折射等，反映在温度上则是温度趋势的变化，因此这种加载方法的优势相对明显，但不同焊点的外观、体积、形态差异较大，因此在同样的热加载条件下不同焊点处的温度值各不相同，即便是对同一个焊点，随着热加载角度的不同会引起焊点表面反射的变化，从而温度值也不会完全相同，甚至有较大的差异。可见由温度值差异分析的方法实现检测与焊点外观的无限差异性相悖，现又无法排除焊点在外观、体积、形态不确定性的影响，以及不易对加载入射角度进行准确控制，这些都造成了这种采用绝对温度值进行检测方法的局限性。

特别是在航天领域，由于航天器的工作条件相对比较恶劣，因此对在航天器上搭载的各电子设备中电路板的虚焊点检测问题提出了更高的要求，现有的采用绝对值点的检测方法显然无法满足这样的高可靠性要求。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种可靠性高、操作简便的印制电路板虚焊点的红外检测方法。

本发明的技术解决方案是：一种印制电路板虚焊点的红外检测方法，步骤如下：

(1)使用脉冲热加载装置对被检测焊点进行热加载，同时使用红外热像系统对热加载过程中被检测焊点的表面温度进行连续采集，得到序列热像图；

(2)根据得到的序列热像图确定被检测焊点上被热加载装置加热的区域；

(3)在序列热像图上提取被检测焊点上被热加载装置加热的区域在热加载前后温度场的变化曲线图；

(4)在温度场变化曲线图上根据热加载前后温度曲线上升和下降过程中是否出现拐点来判定焊点是否虚焊。

所述步骤(4)中判定焊点是否虚焊的方法为：在温度曲线图上如果温度上升和下降过程中都存在至少一个拐点，则说明焊点存在虚焊的情况，拐点前后温度曲线的斜率变化度越大则焊点的虚焊程度越高。

所述的脉冲热加载装置为点状加载热源，包括脉冲激光器，或高能聚光灯，或红外加热装置，或微波加热装置。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明方法以红外热传播理论为依据，利用脉冲热能量加载焊点处时热量在焊点内进行热传导、反射以及表面辐射、对流等原理，通过判断焊点表面温度曲线是否存在温度变化趋势的改变即拐点，来实现对印制板虚焊焊点的检测，可以有效避免因温度值随焊点本身各个物理状态以及加载条件不同造成的差异，不再利用绝对温度值来进行虚焊点的检测，只需根据温度曲线的趋势变化即可完成判断，大大了提高了检测的可靠性，特别是像航天等对可靠性要求特别高的领域，更显示出了本发明方法的优势，其操作简便，可以极大的提高检测的可靠性，防止航天器在轨运行时由于虚焊点的存在而造成无法估量的损失，当然，本发明也可应用民品中涉及的电路板虚焊点检测问题，因此本发明方法还具有通用性强的优点；