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微電子組裝焊點表面形狀三維實體化技術(shù)及其應(yīng)論文
伴隨著我國科技的不斷發(fā)展，各個領(lǐng)域技術(shù)也在不斷的進行革新，在微電子組裝焊點表面形狀三位實體化技術(shù)方面的研究也在加大力度，從而促進三維實體化的發(fā)展。本文主要對微電子組裝焊點的二維圖像轉(zhuǎn)化成為三維實體技術(shù)進行探討，并通過灰度重構(gòu)方法從而得到焊點表面的三位點云，實現(xiàn)將三維點云轉(zhuǎn)化為三維實體化技術(shù)。文中主要對微電子組裝焊點同圖像的特點進行研究，并應(yīng)用灰度重構(gòu)方法重構(gòu)焊點的高度，還要依據(jù)點成面、面成體的原理在ANSYS軟件中進行編程，從而實現(xiàn)將焊點轉(zhuǎn)化為三維實體。
在微電子組裝中，主要應(yīng)用的是混合微電子技術(shù)和微電子技術(shù)，就是在電路基板上的芯片等其他元件應(yīng)用微細焊接技術(shù)而形成的工藝技術(shù)。其中，微電子的組裝技術(shù)主要應(yīng)用于航天、航空等平臺中，并得到廣泛應(yīng)用。微電子組裝焊點表面形狀三維實體化可以在很大程度上確保焊點和其他元件的安全可靠性，并具有長度短、質(zhì)量輕的特點，因此，焊點的三維實體化成為了焊點三位質(zhì)量檢測中比較困難的問題，并逐漸成為焊點質(zhì)量三位檢測與質(zhì)量控制的重要內(nèi)容。當前比較常用的三維方法主要有灰度重構(gòu)方法、激光掃描法、SFS法等，其中SFS這一方法相對來說重構(gòu)的時間短、速度快等特點。在下文中主要針對電力組裝焊點同圖像進行分析，進而發(fā)現(xiàn)焊點的模型，通過SFS方法進行重構(gòu)得到點陣，應(yīng)用APDL語言，將點陣進行離散直至成為三維實體化。
1 微電子組裝焊點表面形狀三維實體化技術(shù)的基本原理
微電子組裝焊點表面形狀三位實體化在工作中具體的工作流程為：第一步，對事前所采集到的微電子組裝焊點的二維圖像進行細化處理，圖像的細化處理過程包括圖像的平滑、漸變、灰度等;第二步，主要以光的反射理論為依據(jù)，并通過對焊點表面的反射成分進行進一步分析，從而得出比較適合微電子組裝焊點的反射模版;第三步，就是對焊點進行重組的工作，其中以SFS技術(shù)為重組基礎(chǔ)，還需要設(shè)置對應(yīng)的約束條件，應(yīng)用焊點表面光照的反射模版，這樣就可以順利的完成重組工作;第四步，根據(jù)三維實體化技術(shù)的根本原理，并對三維狀態(tài)的自動化技術(shù)進行深度研究，這樣就可以很好的將微電子組裝焊點二維圖像轉(zhuǎn)化為焊點的三維實體圖像。
2 微電子組裝焊點表面的三維實體化的重構(gòu)
在SFS的方法中，可以更加快速的進行三維重構(gòu)，在重構(gòu)中也只需一幅灰度圖像進行。對于光的反射模型，就是對光的照射反射角同入射角間的聯(lián)系，這種聯(lián)系方法通過數(shù)學(xué)方式進行表達出來，應(yīng)用數(shù)學(xué)方法表達出來的可以準確的對物體表面上的點進行計算，還可以將點投向?qū)嶒炚叩难壑校ㄟ^眼中看到的點的光亮度和色彩度組成大小進行計算。計算完成后，還可以建立Oren-Nayar模型，這個模型是最常用的漫反射物理光照的模型。當然，除了漫反射之外，一些物體還要進行鏡面反射，鏡面反射中比較常用的模型是光照模型。在一般情況下，微電子組裝焊點在取得的這一時間段內(nèi)，光源的方向與拍攝的方向是同步的，因此，我們可以得到簡化的漫反射模型為：
Ld=(Acosθ+Bsin2θ)×
焊點主要由金屬構(gòu)成的，因此，焊點中除了漫反射還有鏡面反射，這樣就會有相對來說比較明亮的區(qū)域，所以在焊點表面三維實體化重構(gòu)中一定要注意鏡面反射帶來的影響。還要根據(jù)相應(yīng)的實際情況調(diào)整鏡面反射數(shù)據(jù)和漫反射數(shù)據(jù)，這樣可以使計算的更加準確。
3 應(yīng)用APDL語言，將微電子組裝焊點三維形狀進行實體化
在SFS的方法中，重構(gòu)出來的圖不能得出有焊點的三維實體圖，只能是焊點表面三維離散的點陣，因此，就需要將點陣進行三維實體化，這樣就可以更好的把焊點的點陣轉(zhuǎn)換為焊點的三維實體。在將微電子組裝焊點三維形狀進行實體化時，需要將關(guān)鍵點找到，并根據(jù)三角形的生成辦法，然后將相互挨著的多個關(guān)鍵點連接形成面，最后就要把連接成的面進行合成，相鄰的面之間也要進行合成，這樣就可以將焊點三維形狀進行實體化。在這一過程中還需要應(yīng)用到ANSYS軟件來進行微電子組裝焊點表面形狀自動三維實體化的工作，要注意關(guān)鍵點的格式，避免出現(xiàn)錯誤，創(chuàng)建關(guān)鍵點后還要按照步驟創(chuàng)建關(guān)鍵線、關(guān)鍵面，最后創(chuàng)建關(guān)鍵體，關(guān)鍵體完成后就可以快速的將微電子組裝焊點三維形狀實體化。
4 對微電子組裝焊點表面三維實體化進行實驗
在實驗過程中，可以獲得微電子組裝元件和焊點的圖像，并建立焊點表面的光照反射的模型，通過模型對焊點表面進行三維重構(gòu)工作，然后就可以得出焊點表面的三維離散點陣。與此同時，為了使重構(gòu)的效果更加明顯，可以根據(jù)漫反射模型和鏡面反射模型來進行對比，得出焊點表面三維離散點陣。在三維實體化實驗中可以看出，焊點表面光照反射模型中中間剖面的曲線連續(xù)性比較強，其顯示的效果是最好的，這是因為，在實驗中，充分考慮到了漫反射模型和鏡面反射模型而產(chǎn)生的結(jié)果。根據(jù)此方法，在ANSYS的軟件中，可以自動的實現(xiàn)三維實體化操作，這樣就可以更好的將二維圖像轉(zhuǎn)化為三維圖像，也使轉(zhuǎn)化中的可操作性大大增強。
5 總結(jié)
微電子組裝焊點表面形狀三維實體化技術(shù)的應(yīng)用，在很大程度上增強了焊點的可靠性。在本文中，主要利用了焊點表面的漫反射模型和鏡面反射模型從而得出了焊點表面的三維離散點陣，并通過ANSYS軟件進行了具體的微電子組裝焊點表面的三維實體化操作。在這一過程中，很好的解決了微電子組裝焊點質(zhì)量檢測與控制中的難題，為以后更好的應(yīng)用打下了堅實的基礎(chǔ)。
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