【技术实现步骤摘要】
本专利技术主要涉及共晶焊接，特指一种基于全视点反馈的实时微控共晶焊接装置。
技术介绍
1、共晶焊接又称低熔点合金焊接。共晶合金的基本特征是：两种不同的金属可在远低于各自的熔点温度下按一定的重量比例形成合金。在微电子器件中最常用的共晶焊是把芯片焊到镀金的底座或引线框上去，即“金—芯共晶焊”。
2、在芯片采用共晶焊接的情况下，其晶粒底部由于使用纯锡或金锡合金作接触面镀层时，使得晶粒能直接焊接于镀有金或银的基板上。当基板被加热至适合的共晶温度时，使共晶层成份产生变化的同时，将芯片紧固的焊接于热沉或基板上。
3、共晶焊接已在航空、航天、武器及高温材料等领域得到广泛应用。它是一种高效、高质量的连接技术，在高性能的结构体系中发挥着重要作用。
4、专利公开号为wo2011113883的专利技术申请提出了一种在真空条件下进行共晶焊接的方法，可以有效避免氧化层和其他化合物的生成。真空条件也更加有利于原子扩散，可以在比较低的温度下获得理想的扩散效果。该方法可以很好地解决共晶焊接可能产生的氧化膜等问题，减轻工艺难度。真空焊接虽然可以避免氧化等问题，但真空系统投资高昂且操作复杂，且真空条件下也难以实现与正常压力下完全相同的扩散效果，可能产生真空固化现象，加工时间也较长，影响生产效率。
技术实现思路
1、本专利技术提供的一种基于全视点反馈的实时微控共晶焊接装置，解决了现有共晶焊接装置无法实时精确调整共晶焊接过程的气墙下压力度的技术问题。
2、为解决上述技术问题
3、取像组件，用于采集共晶焊接结构体的共晶焊接图像，共晶焊接结构体包括依次叠加的基板、焊料及芯片。
4、计算驱动组件，包括集成在集成电路板上的图像处理器和成像控制驱动单元，其中成像控制驱动单元用于根据图像处理器发送的成像控制信号，控制取像组件采集共晶焊接结构体的共晶焊接图像，以及将采集的共晶焊接图像发送给图像处理器。
5、图像处理器用于根据预设任务对共晶焊接图像进行处理和分析，且图像处理器包括依次连接的焊料空洞判断单元、空洞模拟体积计算单元以及下压力度调整单元，其中：
6、焊料空洞判断单元，用于根据共晶焊接图像，判断气墙步进下压周期中是否存在焊料空洞。
7、空洞模拟体积计算单元，用于在判定存在焊料空洞时，根据焊料空洞计算空洞模拟体积。
8、下压力度调整单元，用于根据空洞模拟体积，调整下一个气墙步进下压周期的下压力度，直至焊料空洞消失。
9、进一步地，取像组件包括设置于共晶焊接结构体四个侧面的双目相机，且双目相机中每一个相机包括rgb镜头以及与rgb镜头连接的ccd成像芯片。
10、进一步地，焊料空洞判断单元包括依次连接的共晶焊接灰度图获取模块、焊料区域获取模块、疑似焊料空洞获取模块以及真实焊料空洞判断模块，其中：
11、共晶焊接灰度图获取模块，用于对共晶焊接图像进行灰度化和去噪处理，获得共晶焊接灰度图。
12、焊料区域获取模块，用于对共晶焊接灰度图中的焊料区域轮廓曲线进行边缘检测，获得焊料区域。
13、疑似焊料空洞获取模块，用于对焊料区域进行边缘检测，获得疑似焊料空洞。
14、真实焊料空洞判断模块，用于判断疑似焊料空洞是否为真实焊料空洞。
15、进一步地，真实焊料空洞判断模块包括依次连接的局部畸变张量场构建子模块、投影计算子模块以及敛散趋势指数计算子模块，其中：
16、局部畸变张量场构建子模块，用于根据以步进下压周期为时间间隔的相邻两帧共晶焊接灰度图，构建与每一个疑似焊料空洞对应的局部畸变张量场，其中局部畸变张量场的具体形式为：
17、
18、其中，u(x,y)和v(x,y)分别为疑似焊料空洞在相邻两帧共晶焊接灰度图中坐标点(x,y)处的光流张量，u和v分别表示光流在位置(x,y)的x轴和y轴方向的分量，g表示t时刻坐标点(x,y)的灰度值，λ表示权重系数，和分别表示坐标点(x,y)在相邻两帧共晶焊接灰度图中的光流梯度，(x0,y0)表示与疑似焊料空洞对应的焊料空洞轮廓曲线h(x,y)＝0上的任意一点，d表示以(x0,y0)为中心构建局部畸变张量场的邻域范围。
19、投影计算子模块，用于求取局部畸变张量场中的坐标点的方向矢量在与坐标点对应的焊料空洞轮廓曲线的法向量上的投影，其中坐标点的方向矢量具体为坐标点与坐标点所处的局部畸变张量场的中心形成的方向向量，且与坐标点对应的焊料空洞轮廓曲线具体是指与坐标点对应的局部畸变张量场的中心所处的疑似焊料空洞的焊料空洞轮廓曲线，具体公式为：
20、
21、其中，s表示坐标点(x,y)在与坐标点对应的焊料空洞轮廓曲线的法向量上的投影，表示焊料空洞轮廓曲线的法向量，且表示与疑似焊料空洞对应的焊料空洞轮廓曲线的梯度，具体为和分别表示对和求模值。
22、敛散趋势指数计算子模块，用于根据局部畸变张量场中坐标点在与坐标点对应的焊料空洞轮廓曲线的法向量上的投影，求取整体畸变张量场敛散趋势指数，具体公式为：
23、
24、其中，e表示整体畸变张量场敛散趋势指数，为指示函数，sthr为预设局部阈值，且当疑似焊料空洞的整体畸变张量场敛散趋势指数小于预设整体阈值时，判定疑似焊料空洞为伪焊料空洞，并从疑似焊料空洞集合中剔除，否则为真实焊料空洞。
25、进一步地，空洞模拟体积计算单元包括依次连接的平均像素计算模块、位移映射模块、面积映射模块以及空洞微元体积计算模块，其中：
26、平均像素计算模块，用于计算焊接区域中焊料空洞外部的焊料光面区域的平均像素值，具体计算公式为：
27、
28、其中，表示焊料光面区域的焊料像素点平均灰度值，ss表示焊料光面区域的像素点集合，card(ss)表示焊料光面区域的像素点总数，g(i,j)表示焊料光面区域中像素点(i,j)的灰度值，rs表示共晶焊接灰度图中的焊料区域，hs表示焊料空洞集合，r(x,y)≤0表示共晶焊接灰度图中的焊料区域轮廓曲线及其内部，(x,y)表示共晶焊接灰度图中的坐标点。
29、位移映射模块，用于利用真实世界中的真实焊料光面区域中的实体点到双目相机的深度距离与焊料光面区域上与实体点对应的像素点在双目相机成像中构成的视差的关系，获取焊料光面区域中的单位像素位移映射到真实焊料光面区域上的映射位移。
30、面积映射模块，用于根据映射位移，获得真实焊料光面区域中与焊料光面区域中的单位像素对应的映射面积，具体的映射面积公式为：
31、
32、其中，s表示焊料光面区域中的单位像素映射到真实焊料光面区域上的映射面积，d表示真实焊料光面区域到双目相机的距离，f表示双目相机的焦距，d表示焊料光面区域中与真实焊料光面区域中的实体点对应的像素点在双目相机成像本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于全视点反馈的实时微控共晶焊接装置，其特征在于，所述共晶焊接装置包括依次连接的取像组件和计算驱动组件，其中：
2.根据权利要求1所述的基于全视点反馈的实时微控共晶焊接装置，其特征在于，所述取像组件包括设置于共晶焊接结构体四个侧面的双目相机，且所述双目相机中每一个相机包括RGB镜头以及与RGB镜头连接的CCD成像芯片。
3.根据权利要求1所述的基于全视点反馈的实时微控共晶焊接装置，其特征在于，所述焊料空洞判断单元包括依次连接的共晶焊接灰度图获取模块、焊料区域获取模块、疑似焊料空洞获取模块以及真实焊料空洞判断模块，其中：
4.根据权利要求3所述的基于全视点反馈的实时微控共晶焊接装置，其特征在于，所述真实焊料空洞判断模块包括依次连接的局部畸变张量场构建子模块、投影计算子模块以及敛散趋势指数计算子模块，其中：
5.根据权利要求1-4任一所述的基于全视点反馈的实时微控共晶焊接装置，其特征在于，所述空洞模拟体积计算单元包括依次连接的平均像素计算模块、位移映射模块、面积映射模块以及空洞微元体积计算模块，其中：
6.根据权利要
7.根据权利要求6所述的基于全视点反馈的实时微控共晶焊接装置，其特征在于，所述共晶焊接装置还包括依次连接的互相关系数单元和爬锡现象检测单元，其中：
8.根据权利要求7所述的基于全视点反馈的实时微控共晶焊接装置，其特征在于，所述共晶焊接装置还包括用于保护计算驱动组件的外壳组件以及由电源接口和外部通信接口组成外部接口组件。
9.根据权利要求8所述的基于全视点反馈的实时微控共晶焊接装置，其特征在于，所述计算驱动组件还包括存储模块和内存单元，其中所述存储单元用于存储焊料空洞判断、空洞模拟体积计算以及下压力度调整计算的预设任务，所述内存单元用于存储焊料空洞判断、空洞模拟体积计算以及下压力度调整计算过程中生成的过程数据和检测结果。
...【技术特征摘要】
1.一种基于全视点反馈的实时微控共晶焊接装置，其特征在于，所述共晶焊接装置包括依次连接的取像组件和计算驱动组件，其中：
2.根据权利要求1所述的基于全视点反馈的实时微控共晶焊接装置，其特征在于，所述取像组件包括设置于共晶焊接结构体四个侧面的双目相机，且所述双目相机中每一个相机包括rgb镜头以及与rgb镜头连接的ccd成像芯片。
3.根据权利要求1所述的基于全视点反馈的实时微控共晶焊接装置，其特征在于，所述焊料空洞判断单元包括依次连接的共晶焊接灰度图获取模块、焊料区域获取模块、疑似焊料空洞获取模块以及真实焊料空洞判断模块，其中：
4.根据权利要求3所述的基于全视点反馈的实时微控共晶焊接装置，其特征在于，所述真实焊料空洞判断模块包括依次连接的局部畸变张量场构建子模块、投影计算子模块以及敛散趋势指数计算子模块，其中：
5.根据权利要求1-4任一所述的基于全视点反馈的实时微控共晶焊接装置，其特征在于，所述空洞模拟体积计算单元包括依次连接的平均像素计算模...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈致蓬，姚至恒，王珲荣，肖鹏，潘果文，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：
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