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微電子組裝焊點(diǎn)表面形狀三維實(shí)體化技術(shù)及其應論文
伴隨著(zhù)我國科技的不斷發(fā)展，各個(gè)領(lǐng)域技術(shù)也在不斷的進(jìn)行革新，在微電子組裝焊點(diǎn)表面形狀三位實(shí)體化技術(shù)方面的研究也在加大力度，從而促進(jìn)三維實(shí)體化的發(fā)展。本文主要對微電子組裝焊點(diǎn)的二維圖像轉化成為三維實(shí)體技術(shù)進(jìn)行探討，并通過(guò)灰度重構方法從而得到焊點(diǎn)表面的三位點(diǎn)云，實(shí)現將三維點(diǎn)云轉化為三維實(shí)體化技術(shù)。文中主要對微電子組裝焊點(diǎn)同圖像的特點(diǎn)進(jìn)行研究，并應用灰度重構方法重構焊點(diǎn)的高度，還要依據點(diǎn)成面、面成體的原理在A(yíng)NSYS軟件中進(jìn)行編程，從而實(shí)現將焊點(diǎn)轉化為三維實(shí)體。
在微電子組裝中，主要應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)主要應用于航天、航空等平臺中，并得到廣泛應用。微電子組裝焊點(diǎn)表面形狀三維實(shí)體化可以在很大程度上確保焊點(diǎn)和其他元件的安全可靠性，并具有長(cháng)度短、質(zhì)量輕的特點(diǎn)，因此，焊點(diǎn)的三維實(shí)體化成為了焊點(diǎn)三位質(zhì)量檢測中比較困難的問(wèn)題，并逐漸成為焊點(diǎn)質(zhì)量三位檢測與質(zhì)量控制的重要內容。當前比較常用的三維方法主要有灰度重構方法、激光掃描法、SFS法等，其中SFS這一方法相對來(lái)說(shuō)重構的時(shí)間短、速度快等特點(diǎn)。在下文中主要針對電力組裝焊點(diǎn)同圖像進(jìn)行分析，進(jìn)而發(fā)現焊點(diǎn)的模型，通過(guò)SFS方法進(jìn)行重構得到點(diǎn)陣，應用APDL語(yǔ)言，將點(diǎn)陣進(jìn)行離散直至成為三維實(shí)體化。
1 微電子組裝焊點(diǎn)表面形狀三維實(shí)體化技術(shù)的基本原理
微電子組裝焊點(diǎn)表面形狀三位實(shí)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(diǎn)的二維圖像進(jìn)行細化處理，圖像的細化處理過(guò)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，并通過(guò)對焊點(diǎn)表面的反射成分進(jìn)行進(jìn)一步分析，從而得出比較適合微電子組裝焊點(diǎn)的反射模版;第三步，就是對焊點(diǎn)進(jìn)行重組的工作，其中以SFS技術(shù)為重組基礎，還需要設置對應的約束條件，應用焊點(diǎn)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，根據三維實(shí)體化技術(shù)的根本原理，并對三維狀態(tài)的自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行深度研究，這樣就可以很好的將微電子組裝焊點(diǎn)二維圖像轉化為焊點(diǎn)的三維實(shí)體圖像。
2 微電子組裝焊點(diǎn)表面的三維實(shí)體化的重構
在SFS的方法中，可以更加快速的進(jìn)行三維重構，在重構中也只需一幅灰度圖像進(jìn)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(guò)數學(xué)方式進(jìn)行表達出來(lái)，應用數學(xué)方法表達出來(lái)的可以準確的對物體表面上的點(diǎn)進(jìn)行計算，還可以將點(diǎn)投向實(shí)驗者的眼中，通過(guò)眼中看到的點(diǎn)的光亮度和色彩度組成大小進(jìn)行計算。計算完成后，還可以建立Oren-Nayar模型，這個(gè)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(jìn)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(diǎn)在取得的這一時(shí)間段內，光源的方向與拍攝的方向是同步的，因此，我們可以得到簡(jiǎn)化的漫反射模型為：
Ld=(Acosθ+Bsin2θ)×
焊點(diǎn)主要由金屬構成的，因此，焊點(diǎn)中除了漫反射還有鏡面反射，這樣就會(huì )有相對來(lái)說(shuō)比較明亮的區域，所以在焊點(diǎn)表面三維實(shí)體化重構中一定要注意鏡面反射帶來(lái)的影響。還要根據相應的實(shí)際情況調整鏡面反射數據和漫反射數據，這樣可以使計算的更加準確。
3 應用APDL語(yǔ)言，將微電子組裝焊點(diǎn)三維形狀進(jìn)行實(shí)體化
在SFS的方法中，重構出來(lái)的圖不能得出有焊點(diǎn)的三維實(shí)體圖，只能是焊點(diǎn)表面三維離散的點(diǎn)陣，因此，就需要將點(diǎn)陣進(jìn)行三維實(shí)體化，這樣就可以更好的把焊點(diǎn)的點(diǎn)陣轉換為焊點(diǎn)的三維實(shí)體。在將微電子組裝焊點(diǎn)三維形狀進(jìn)行實(shí)體化時(shí)，需要將關(guān)鍵點(diǎn)找到，并根據三角形的生成辦法，然后將相互挨著(zhù)的多個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)連接形成面，最后就要把連接成的面進(jìn)行合成，相鄰的面之間也要進(jìn)行合成，這樣就可以將焊點(diǎn)三維形狀進(jìn)行實(shí)體化。在這一過(guò)程中還需要應用到ANSYS軟件來(lái)進(jìn)行微電子組裝焊點(diǎn)表面形狀自動(dòng)三維實(shí)體化的工作，要注意關(guān)鍵點(diǎn)的格式，避免出現錯誤，創(chuàng )建關(guān)鍵點(diǎn)后還要按照步驟創(chuàng )建關(guān)鍵線(xiàn)、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(diǎn)三維形狀實(shí)體化。
4 對微電子組裝焊點(diǎn)表面三維實(shí)體化進(jìn)行實(shí)驗
在實(shí)驗過(guò)程中，可以獲得微電子組裝元件和焊點(diǎn)的圖像，并建立焊點(diǎn)表面的光照反射的模型，通過(guò)模型對焊點(diǎn)表面進(jìn)行三維重構工作，然后就可以得出焊點(diǎn)表面的三維離散點(diǎn)陣。與此同時(shí)，為了使重構的效果更加明顯，可以根據漫反射模型和鏡面反射模型來(lái)進(jìn)行對比，得出焊點(diǎn)表面三維離散點(diǎn)陣。在三維實(shí)體化實(shí)驗中可以看出，焊點(diǎn)表面光照反射模型中中間剖面的曲線(xiàn)連續性比較強，其顯示的效果是最好的，這是因為，在實(shí)驗中，充分考慮到了漫反射模型和鏡面反射模型而產(chǎn)生的結果。根據此方法，在A(yíng)NSYS的軟件中，可以自動(dòng)的實(shí)現三維實(shí)體化操作，這樣就可以更好的將二維圖像轉化為三維圖像，也使轉化中的可操作性大大增強。
5 總結
微電子組裝焊點(diǎn)表面形狀三維實(shí)體化技術(shù)的應用，在很大程度上增強了焊點(diǎn)的可靠性。在本文中，主要利用了焊點(diǎn)表面的漫反射模型和鏡面反射模型從而得出了焊點(diǎn)表面的三維離散點(diǎn)陣，并通過(guò)ANSYS軟件進(jìn)行了具體的微電子組裝焊點(diǎn)表面的三維實(shí)體化操作。在這一過(guò)程中，很好的解決了微電子組裝焊點(diǎn)質(zhì)量檢測與控制中的難題，為以后更好的應用打下了堅實(shí)的基礎。
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