[发明专利]采用红外多点测温热阻法检测电路板焊点可靠性的检测系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种采用红外多点测温热阻法检测电路板焊点可靠性的检测系统，属于印刷电路板的焊点虚焊检测技术领域。

背景技术

焊点虚焊是印刷电路板PCB生产过程中的常见问题，由于产生焊点虚焊的因素十分复杂，无法做到在生产工艺上将其完全去除，因此，对虚焊焊点的检测至关重要。目前主要采用的虚焊焊点的检测方式有自动光学检测(AOI)、自动X射线检测(AXI)和飞针测试。

自动光学检测(AOI)法通过CCD照相机抓取电路板元件表面的贴装图像，然后经过软件进行图像处理，将待测焊点的参数与数据库中已知合格的参数进行比较，从而判断该焊点有无缺陷。这种方法的程序设计繁琐，编程调试时间长，误判、漏判率高。

自动X射线检测(AXI)法使用的自动X射线检测仪有两种：一种是直射式X射线检测仪，另一种是断层剖面X射线检测仪，直射式X射线检测仪的价格低廉，但无法进行焊料不足、气孔及虚焊等缺陷的检测；断层剖面X射线检测仪通过在同一焊点的不同处取“水平切片”，然后对这些“切片”进行处理，最后得到该焊点的三维检测结果。这种检测仪适合检测开路、焊料不足、气孔、移位等缺陷，但是它的价格昂贵，操作复杂，效率低，并且对裂纹及冷焊缺陷无法检测。

飞针测试是利用PCB的电原理图来检测，它通过测试电路板上的每个电子元件，来找出电子元件的次品、误贴装、极性错误、焊点短路、未连接、虚焊等，这种测试方法适合大批量检测，测试所使用的装置价格昂贵，操作复杂，并且只能检测彻底断路的虚焊焊点。

电路板上的焊点的缺陷种类很多，常见的SMT焊点缺陷有：错焊、漏焊、虚焊、冷焊、桥梁、脱焊、焊点剥离、不润湿焊点、锡球、拉尖、孔洞、焊料爬越、过热焊点、不饱和焊点、过量焊点、助焊剂剩余、裂纹和焊角剥离等。

上述的检测技术不能实现对所有类型的焊点缺陷进行检测，例如一些冷焊、局部润湿不良、油污氧化等焊点，其外观正常，又有电气连接，对这类焊点缺陷的检测成为世界性难题。

目前自动光学检测机和自动射线检测机主要应用于大批量的民品生产线上，以减轻工人劳动强度，提高生产效率。基于其工作原理和现有技术，在航空航天及军工等对产品可靠性有极高要求的领域，现有检测系统均无法满足检测要求，因此迫切需要一种能对焊点虚焊作出可靠性检测的技术和仪器。

发明内容

本发明的目的是解决现有检测技术对外观正常，又有电气连接的虚焊焊点无法识别的问题，提供一种采用红外多点测温热阻法检测电路板焊点可靠性的检测系统。

本发明系统包括系统平台、XY旋转载物台、载物台驱动控制器、红外激光器、激光器控制器、光学显微摄像机、红外热像仪和计算机，

XY旋转载物台设置在系统平台上，

光学显微摄像机和红外热像仪位于XY旋转载物台的正上方，红外激光器位于XY旋转载物台的侧上方，光学显微摄像机、红外热像仪和红外激光器均固定于系统平台的支架上，

载物台驱动控制器的位移信号输出端连接XY旋转载物台的位移信号输入端，

红外激光器的控制信号输入端连接激光器控制器的控制信号输出端，

光学显微摄像机的图像信号输出端连接计算机的图像信号输入端，

红外热像仪的采集信号输出端连接计算机的热像仪信号输入端。

本发明的优点是：本发明系统目的的实现，采用了热传导及热阻定律。任何一种虚焊焊点，都表现为界面连接横截面的面积变小，根据热传导及热阻定律，其热阻要明显大于良好焊点。基于此，本发明利用红外激光器以一定功率及一定时间照射电路板的待测焊点，瞬间加热钎料；以红外热像仪同时截取焊点与该焊点引线两处的温升曲线，将两曲线叠加，即可看出该焊点与引线之间的连接情况。连接良好的焊点，其焊点与引线处的温升曲线极为吻合，虚焊焊点热阻较大，其两处温升曲线差异较大，由此即可诊断出该焊点的可靠性。

本发明系统将光学显微摄像机、红外激光器和红外热像仪有机的组合在一起，构成一种新的电路板焊点可靠性的检测系统，它的检测结果可靠性高，对于虚焊缺陷大于50％的焊点可100％检出，为现有其它检测系统所无法比拟，具有良好的发展前景。

本发明采用的红外热像仪，集光电成像技术、计算机技术和图像处理技术于一体，通过接收被检测焊点及其引线发出的红外线(红外辐射)，并将其热像显示出来，从而准确判断该焊点及其引线表面的温度分布情况，具有准确、实时、快速等优点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为合格焊点的两条温度分布曲线的同比叠加图；