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电子元器件产品质量自动检测技术的研究与应用

作　者: 李志阔
导　师: 魏泽鼎
学　校: 河北科技大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 电子元件质量检测电磁驱动模块化设计可焊性 CCD图像传感器
分类号: TN606
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

近年来,我国的电子元器件产业发展迅速,而电子元器件的质量检测与筛选是提高产品质量与可靠性的重要环节。目前,企业对电子元器件的质量检测大多采用抽检方式,并由专门的质检工来完成。这种检测方式劳动强度大,检测效率低,而且不能做到全检。为此,以石英晶体振荡器、电阻、电容等通用电子元器件为研究对象,开发了一套电子元件质量自动检测设备,并对检测方法进行了深入的研究和分析。电子元件质量自动检测设备采用电磁振动自动上料的方法,并设计了电磁驱动定位检测机械结构,采用直动电磁铁和弹簧定位块相结合的方式实现了电子元器件的精确定位。检测触头将被测元件引脚与质量检测系统相连,然后对其进行检测。为了实现一次定位多参数检测目的,质量检测系统电路采用了模块化设计方法,首先独立设计各个检测模块电路,然后由单片机控制模拟开关和继电器将待测元件引脚分时切入各模块中进行检测,并将检测结果读入到单片机中,由单片机综合判断该元件质量是否合格,最后根据判断结果控制分选机构的动作,以完成筛选的功能。质量检测系统实现了以下几个创新点:1)对电子元件等效电阻和等效电容提出了采用过渡过程法进行检测,将具体电阻值和电容值转化为单片机的定时值。2)提出了干法测量电子元件引脚可焊性的方法,并设计了基于单片机控制的击穿电压测量电路,实现了对引脚可焊性的量化评估。3)针对石英晶振,实践了一种气密性检测方法:对石英晶振进行乙醇渗透操作后,再由单片机控制检测电路检测晶振内部等效电阻,进而判断其气密性。4)采用CCD图像传感器对电子元件引脚的外形进行非接触测量,使得外形有瑕疵的元件能够自动剔除。另外,在Microsoft VB6.0编程平台下利用MSComm通信控件实现了计算机串口与单片机的数据通讯,设计了上位机控制软件,提高了人机交互功能,实现了电子元件检测数据的显示、统计、保存、调阅等功能。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第1章绪论  10-15
  1.1 课题研究的背景和意义  10-11
  1.2 电子元件质量检测国内外研究现状  11-12
  1.3 机器视觉技术在尺寸测量方面的发展及应用  12-13
  1.4 本课题主要工作  13-15
    1.4.1 主要研究内容  13-14
    1.4.2 需要解决的关键技术  14-15
第2章总体方案的设计  15-18
  2.1 电子元件质量检测设备的性能要求  15
  2.2 电子元件质量检测设备的总体设计方案  15-16
  2.3 本章小结  16-18
第3章系统整体机械结构的设计  18-25
  3.1 机电系统的机械结构及其设计要求  18
  3.2 电磁振动自动上料装置  18-19
  3.3 定位检测机械结构的设计  19-23
    3.3.1 定位检测机械结构的方案设计  19
    3.3.2 定位检测机械结构的总体设计  19-21
    3.3.3 双直动电磁铁的配合运动设计  21
    3.3.4 直动电磁铁的选用  21-23
    3.3.5 检测触头机构的设计  23
  3.4 分选机构的设计  23-24
  3.5 本章小结  24-25
第4章定位检测装置控制部分的设计  25-33
  4.1 定位检测装置控制方案的确定  25
  4.2 CPU 的选择  25-26
  4.3 定位检测装置控制部分程序设计  26
  4.4 电磁兼容性设计  26-32
    4.4.1 硬件抗干扰性设计  27
    4.4.2 软件抗干扰性设计  27-32
  4.5 本章小结  32-33
第5章电子元件质量检测系统的设计  33-67
  5.1 质量检测系统的总体设计  33-34
  5.2 等效电阻与等效电容的检测  34-39
    5.2.1 过渡过程法测量原理  34-36
    5.2.2 具体测量方法  36-37
    5.2.3 实验数据及误差分析  37-38
    5.2.4 AT24C32 存储器  38-39
  5.3 谐振频率的检测  39-42
    5.3.1 石英晶振的等效电路  39-40
    5.3.2 传统石英晶振频率检测方法  40-41
    5.3.3 本课题采用的频率检测方法  41-42
    5.3.4 实验过程及数据  42
  5.4 电子元件引脚可焊性的检测  42-49
    5.4.1 电子元件引脚可焊性综述  42-43
    5.4.2 电子元件引脚可焊性退化的原因  43-44
    5.4.3 可焊性检测的重要性  44
    5.4.4 通用的润湿能力检测方法  44-46
    5.4.5 干法测量电子元件可焊性研究  46-47
    5.4.6 干法测量电子元件可焊性具体应用  47-49
    5.4.7 电路中电子器件的选择  49
  5.5 气密性的检测  49-51
    5.5.1 电子元件气密性检测的重要性  49-50
    5.5.2 通用电子元件气密性检测方法  50-51
    5.5.3 电子元件气密性检测新方法的探讨  51
  5.6 电子元件引脚的外形检测  51-64
    5.6.1 CCD 图像传感器及其工作原理  52-53
    5.6.2 CCD 测量系统方案的确定  53
    5.6.3 线阵CCD 测量系统方案设计  53-54
    5.6.4 线阵CCD 测量系统的结构设计  54-56
    5.6.5 线阵CCD 图像传感器的选择  56-57
    5.6.6 CCD 控制系统的硬件电路设计  57-61
    5.6.7 CCD 检测系统的软件设计  61-62
    5.6.8 CCD 光路系统的调试  62-63
    5.6.9 实验结果及误差分析  63-64
  5.7 电子元件质量检测系统整体程序设计  64
  5.8 本章小结  64-67
第6章电子元件质量检测上位机软件的设计  67-73
  6.1 串口通信基础  67
  6.2 MSCOMM 控件  67-68
    6.2.1 MSComm 控件的一些常用属性  68
    6.2.2 MSComm 控件的通讯处理方式  68
  6.3 PC 机与单片机的串口通讯设计  68-72
    6.3.1 硬件实现  68-69
    6.3.2 上位机界面设计  69-71
    6.3.3 程序设计  71-72
  6.4 本章小结  72-73
结论  73-74
附录  74-75
参考文献  75-79
攻读硕士学位期间所发表的论文及科研成果  79-80
致谢  80

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