一种基于模式布线的柔性电路板布线规划算法

为解决柔性电路板整板自动化布线算法布线效率低、布线效果较差的问题,提出基于模式布线的柔性电路板布线规划算法,采用模式布线近似拟合详细布线,缩小详细布线和布线规划之间的精度误差。同时,根据人工经验设计4种布线模式和若干扇出模式,模拟扇出区内部资源分配和扇出区间排列组合可能出现的情况。针对层分配问题,设计了根据当前布线结果以及未来对其他线网的影响综合评价的层分配算法,针对通道区不允许打孔的约束,根据通道连接扇出区的位置顺序求得通道内布线线网拓扑不交叉序列,并作为分割线上过点位置排列顺序约束。最后,综合比较每个模式下的结果,选择代价最小的结果作为最终布线规划的结果。使用多个工业用例进行测试,实验结果表明,与已有柔性电路板布线规划算法相比,本文布线规划算法可以提升详细布线效率和布线结果。

基于三重注意力的轻量级YOLOv8印刷电路板缺陷检测算法

在全球产业中,印刷电路板的生产和应用持续增长,已经成为各种电子设备的核心组成部分。由于缺陷尺度较小的问题以及检测模型轻便嵌入便携式设备的需求,印刷电路板图像的自动缺陷检测是一项具有挑战性的任务。为了满足智能制造和使用中对高质量印刷电路板产品日益增长的需求,提出一种基于YOLOv8的印刷电路板缺陷检测改进方法。首先,采用轻量级网络MobileViT作为主干网络,减小模型体积和计算量。其次,引入Triplet Attention模块,增强张量中不同维度间特征的捕捉能力。最后,将边界框损失函数替换为LMPDIoU,直接最小化预测框与实际标注框之间的左上角和右下角点距离。实验表明:改进后的检测模型能够在拥有极小参数量的同时保证小尺寸缺陷检测精度较高,模型参数量降低率为89.38%,满足轻便嵌入便携式检测设备和计算机资源受限的场景应用,证实了在印刷电路板缺陷检测领域具有良好的应用前景。

星敏感器CMOS电路板靶面自动装调系统

CMOS电路板靶面是星敏感器结构中的关键部分,其安装姿态影响离焦距离的准确性,进而影响星敏感器成像性能。因此,靶面的装调是确保星敏感器成像质量的重要环节。当前,靶面装调主要依靠人工装调完成,存在装调精度低、产品一致性差、周期长等问题,导致产品的良品率较低。为此,研制了一台星敏感器CMOS电路板靶面自动装调设备。采取非接触式测量方式,集成测量模组与微动平台完成CMOS靶面与基准面的相对位姿测量,解决由星敏感器特殊结构造成的狭小空间内高精度测量难题。设计调整机构实现零件任意角度翻转,消除测量方向与装配方向不一致造成系统结构布置复杂的影响。最后,对测量系统进行精度分析,采用局部枚举法开发了调整垫片研磨量算法,解决由平面姿态单一已知量反求多垫片研磨量的欠定问题。实验结果表明:该系统可实现靶面自动装调功能,测量系统的重复性为1.6′,满足技术指标要求。

基于改性PP成型的工控机电路板支撑架注射模设计

针对工控机电路板支撑架大型塑件的成型,选用了一种玻纤改性增强聚丙烯(PP)复合材料用于塑件的注射成型。模具结构为三板模结构,分3次开模打开。为保证塑件模腔充填均衡性、饱满性而设计了两个点浇口用于模腔的浇注。针对塑件二级子特征较多,特别是异型螺柱深筋位较多的特点,设计了多个局部镶件用于这些局部特征的成型,在提高局部成型镶件强度的同时,降低了这些成型件的加工难度。针对模腔局部位置排气难点,设置了多个透气镶件以增强排气。设置了锁扣机构、定距拉杆机构用于模具的开模闭模控制;设计了弹料机构用于流道废料的可靠脱模、定位机构以确保塑件的成型精度和模具工作寿命;3个滑块机构用于塑件侧壁直壁及直壁上侧孔的成型与脱模。模具结构形式合理,成型件便于加工且实用可靠,能为同类模具设计提供有益借鉴。

湿热盐雾大气环境印制电路板防护棚下试验研究

目的 试验研究不同防护工艺的印制电路板在湿热盐雾大气环境下的适应性。方法 结合无防护试件,在严苛的濒海棚下环境开展4种印制电路板防护工艺的暴露试验,通过观察电路板外观,测量计算绝缘电阻、介质耐压、品质因数,以及扫描电镜、能谱分析等技术手段评价印制电路板防护工艺的性能。结果 濒海棚下环境中,无防护印制电路板腐蚀严重,电气性能显著下降。改性硅、有机硅三防漆防护的印制电路板在整个试验周期内腐蚀程度轻微,电气性能较好,表面涂层仅存在轻微起泡现象。丙烯酸三防漆防护印制电路板防护性能不稳定,印制电路板出现腐蚀现象,品质因数总体低于改性硅、有机硅三防漆防护。聚氨酯三防漆防护印制电路板在电气测试性能中表现良好,但涂层出现太多破损、起泡等缺陷,铜导线出现异常生锈现象。在介质耐压测试中,多周期呈现击穿状态。结论 在濒海区域棚下湿热盐雾环境中,涂覆有机硅、改性硅三防漆的印制电路板防护状态最好,可优先选择作为防护手段。

基于PA-YOLO v5的印制电路板缺陷检测

针对印制电路板裸板布局复杂,在对其表面进行缺陷检测时存在被检测图像对比度不高、亮度不均匀、缺陷位置小、形状不规则等特点,在增加网络深度时会造成参数量大、出现过拟合现象、丢失部分特征信息等问题,提出了基于YOLO v5与混合注意力机制融合,精度更高的印制电路板检测模型PA-YOLO v5(precision and attention-YOLO v5),抑制一般特征的干扰,保证网络提取特征时更加关注缺陷目标细节特征。并引用自适应双向特征融合模块(Bi FPN)网络,对每个特征图的尺度不同进行充分利用,对不同的检测目标赋予不同权重,提高网络的各个特征表达能力,最后利用FRe LU激活函数,通过将ReLU增加空间拓展成为一个2D激活函数,增强感受野对细节捕捉的能力,提高模型的鲁棒性和泛化性。在DeepPCB数据集中对6种缺陷分别进行测试,实验结果表明,文中提出的PA-YOLO v5的检测模型在该数据集上的准确率可达99.4%,并同时设置消融实验和对比实验验证了该模型的有效性。

基于多通道特征融合学习的印制电路板小目标缺陷检测

提出了一种多通道特征融合学习的印制电路板小目标缺陷检测网络YOLOPCB,首先删除YOLOv7主干网络中最后一组MPConv层与E-ELAN层,去掉融合层的ECU模块与20×20的预测头,使用跨通道信息连接模块串联精简后的主干和融合网络;其次设计了浅层特征融合模块与新的anchors匹配策略,增加了两个低层次、高分辨率检测头;最后将YOLOv7主干网络中的3个E-ELAN作为输入,将融合层中最底部的E-ELAN和两个拼接模块作为输出,使用自适应加权跳层连接以增加同维度内信息量。在PCB Defect公开数据集上平均精度达到94.9%,检测速度达到45.6 fps;最后在企业现场制作的Self-PCB数据集中,YOLOPCB达到了最高精度76.7%,比YOLOv7检测精度提升了6.8%,能有效提高印制电路板小目标缺陷检测能力。

基于质量4.0的印制电路板智能缺陷检测研究

新一代信息技术的高速发展为制造业的转型与发展提供了机遇,同时也推动了制造质量管理方式的重大变革。本文结合制造业发展实际情况,概述了质量4.0的基本理论及关键技术,并进一步探讨了质量4.0的实施与落地应用。具体而言,将印制电路板(printed circuit board,PCB)缺陷检测作为研究案例,设计了基于质量4.0的PCB智能缺陷检测方案,并提出了缺陷检测的5个关键评价标准;提出的检测方案可有效帮助PCB制造企业过滤缺陷假点、控制产品良率、获取缺陷解决建议,并为员工掌握专业检测技能提供学习和培训平台。本文旨在研究质量4.0环境下的智能缺陷检测及其PCB中的应用,以推动制造业质量管理数字化和智能化转型。

热应力模型下的电路板陶瓷组件绿色拆解与再资源化研究

本文旨在研究基于热应力模型的电路板与陶瓷组件的绿色拆解与协同再资源化技术。通过深入分析电路板与陶瓷组件的材料特性及热应力响应,构建了一种高效且环保的热应力拆解模型。该模型通过精确控制加热温度与速率,实现了电路板与陶瓷组件的高效分离,有效避免了传统拆解方法中的环境污染和资源浪费。同时,研究还探索了拆解产物的协同再资源化途径,通过优化再资源化流程,提高了资源的回收利用率。本研究不仅为电路板与陶瓷组件的绿色拆解提供了理论依据和技术支持,也为电子废弃物处理领域的可持续发展做出了积极贡献。

基于图像的电路板反求测绘方法研究

为解决近年来军民航和民用电子产品修理中经常出现的新产品内部原理图缺失、排故时间长和效率低等问题,本文提出了一种基于图像反求电路板内部原理图的测绘方法,给出了测绘思路,以及获取图像、处理图像、元件及线路信息采集、校正功能电路并形成规范电路原理图的具体测绘流程,可满足单层和多层电路板的测绘需求,为同类产品排故提供参考。

高温熔盐印刷电路板式换热器的热工水力特性研究

印刷电路板式换热器(Printed Circuit Heat Exchanger,PCHE)换热效率高,结构紧凑,可作为小型模块化熔盐堆热量传输的关键设备,对其流动换热特性的研究具有重要意义。采用数值模拟方法,以翼型通道的熔盐(FNaBe)-氦气换热器为研究对象,通过计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)数值模拟计算对其熔盐侧的传热特性和阻力特性进行对比分析,分别得到不同温度、翅片类型和不同节距结构下的熔盐(FNaBe)-氦气换热器的流动换热特性,并与传统直通道结构对比进行综合评估。研究结果表明,数值模拟的计算结果与实验结果对比符合较好,翼型翅片流道结构相较于直通道结构能够强化传热、降低阻力,其中节距为8 mm的NACA0025翼型翅片流道结构的流动传热特性最好。本研究建立的数值模拟方法能够用于印刷电路板式换热器的流动传热特性的预测,拟合出节距为8 mm的NACA0025翼型翅片结构的经验关联式,为后续换热器的设计提供理论基础。

热重分析法对废旧电路板热解过程动力学和热力学分析

废旧电路板(SPCB)是一种典型的有机废弃物,可通过热解技术实现其资源化利用。采用热重分析技术(TGA)对其热解特性进行研究,揭示热解过程反应动力学和热力学。实验在氮气气氛下,考察了不同升温速率(5、10、15℃/min)对SPCB热失重特性的影响,结果表明热解过程主要发生在250~400℃温度区间,随着升温速率增大,SPCB热失重(TG)曲线逐渐向高温方向偏移,在对应的热失重速率(DTG)曲线中,存在一个明显的失重峰,且峰值温度不断增加,热滞后现象显著。采用Flynn-Wall-Ozawa(FWO)模型、Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)模型和Friedman(FM)模型进行动力学分析,拟合得到平均表观活化能(Ea)分别为168.46、167.31、234.84 kJ/mol,活化能均随转化率增加而相应增大。利用FWO模型对热力学参数进行计算,在相同升温速率下,随着转化率的增大,吉布斯自由能变(ΔG)逐渐降低,对应的焓变(ΔH)和熵变(ΔS)不断增加;在相同转化率时,ΔH和ΔS随升温速率增加稍有降低,而ΔG逐渐增加。

基于颜色直方图的电路板表面缺陷检测

为了提高废旧电路板的回收再利用率,针对回收电路板常见表面缺陷,在均匀分块基础上,提出了四叉树分裂颜色直方图缺陷检测方法。该方法能快速定位电路板表面缺陷,并通过支持向量机(SVM)实现缺陷分类,进而为电路板的二次利用提供质量保障。重点分析了分块大小与判断阈值对缺陷定位结果的影响,在保证检测精度的同时,检测速度相比均匀分块方法得到明显提升。与Faster-RCNN网络方法进行对比,结果表明该方法定位效果好,分类准确率平均达81%。

超临界CO_(2)印刷电路板换热器热工水力特性研究

对于超临界CO_(2)布雷顿循环中的印刷电路板换热器,其复杂结构与工作介质的特殊物理性质将导致集总参数方法出现较大的计算误差。为提升印刷电路板换热器的换热参数的计算精度,本文基于Modelica语言,采取分节点建模方法,开发了印刷电路板换热器的热工水力特性计算程序,对其稳态运行时的换热参数进行了分析。结果表明:印刷电路板换热器的通道内超临界CO_(2)的对流换热系数沿流动方向发生显著变化。与设计值相比,分节点计算程序的最大相对误差小于3%,计算精度相比于集总参数方法显著提升,因此有必要采取分节点计算方法以提高计算精度。研究结果可为超临界CO_(2)布雷顿循环系统中印刷电路板换热器的设计和仿真提供参考。

通道高度对翼型翅片印刷电路板换热器流动传热性能的影响

基于通道几何尺寸对印刷电路板换热器(PCHE)流动与传热特性的影响,采用数值方法研究了通道高度对翼型翅片PCHE流动传热性能的影响。结果表明:通道高度显著影响PCHE的紧凑性、阻力与传热性能;在相同雷诺数条件下(R_(e)=6000~14000),随着通道高度H的减小(通道高度与横向节距之比H/S_(T)=0.12~0.60),范宁摩擦因子f先降低后升高,H/S T=0.24翼型翅片通道的f最低;H/S_(T)=0.24~0.60翼型翅片通道的柯尔本-j因子j几乎相同,H/S_(T)=0.12翼型翅片通道的j有所增加;j/f适合于评价不同高度翼型翅片通道的综合性能,以j/f作为综合性能评价指标时,H/S_(T)=0.24翼型翅片通道的综合性能最佳。

印刷电路板换热器内翅片布置方式的场协同分析与讨论

为了研究超临界CO_(2)的传热性能并提高其换热性能,通过采用超临界CO_(2)作为传热流体,以翼型翅片为例,使用数值模拟的方法探究印刷电路板换热器内的不连续翅片通道,分析几种翅片布置方式的传热和阻力性能,得出翅片的最佳布置方式。同时通过场协同理论,即通过分析温度场、压力场和速度场之间的协同性对模拟结果进行分析与讨论。结果表明,当交错距离为4 mm时,其传热性能与阻力性能均为最优,拥有最小的温度场与速度场协同角和最大的压力场与速度场协同角,表明这种布置方式可以使温度场与速度场的协同性和压力场与速度场的协同性均为最优,且它们之间的协同性均随着入口质量流量的增大而变差。

印制电路板盲孔电镀铜整平剂的合成及其性能

[目的]采用2−甲基咪唑和1,4−丁二醇二缩水甘油醚为原料,合成印制电路板(PCB)盲孔电镀铜整平剂。[方法]使用红外光谱、核磁共振氢谱及凝胶色谱分析了投料温度不同时所得整平剂的结构。通过循环伏安曲线、阴极极化曲线、电化学阻抗谱和计时电位曲线测试,分析了整平剂对铜电沉积的影响,并通过电镀试验验证了它们用于盲孔电镀铜时的整平性能。[结果]投料温度为85℃时所得整平剂ADT-3的整平效果最好,盲孔填充率达94%。[结论]本研究合成整平剂所用原料易得、成本低,合成路线简单,整平效果良好,有望实现工业化生产。

挠性印制电路板细线路微蚀及化学镀镍工艺研究

[目的]化学微蚀作为前处理工艺,被广泛应用在印制电路板(PCB)制造的各大环节。[方法]分别采用硫酸-过硫酸钠(用SA-SP表示)、硫酸-双氧水(用SA-HP表示)和甲酸-氯化铜(用FA-CC表示)3种体系对挠性印制电路板(FPCB)的细线路进行微蚀。通过激光光谱共聚焦显微镜(LSCM)对比了采用不同体系时的微蚀量、微蚀速率及微蚀后线路的表面粗糙度。通过扫描电镜(SEM)研究了不同微蚀体系处理前后铜线路的表面形貌,以及微蚀液对化学镀镍的影响。[结果]3种体系微蚀能力大小顺序为:SA-SP>SA-HP>FA-CC。采用不同微蚀液时铜线的表面粗糙度均随微蚀时间延长而增大。采用甲酸-氯化铜体系微蚀后铜线表面有少量氯化亚铜形成。微蚀液对化学镀镍效果的影响显著。采用硫酸-双氧水体系微蚀时镍镀层光亮,但有渗镀现象;采用甲酸-氯化铜体系微蚀时,化学镍渗镀现象严重;采用硫酸-过硫酸钠微蚀时,细线路化学镍渗镀现象得到有效控制,但镀层较暗。[结论]可尝试通过在化学镀镍液中添加光亮剂来提高镀层光亮度。

废电路板资源化利用研究动态及展望

巨大的环境压力和循环经济发展需求推动了废电路板资源化利用产业的快速发展,但该产业目前面临废电路板有价组分回收缺乏系统性的瓶颈。详细介绍废电路板资源化利用技术,展望废电路板资源化回收的发展趋势,提出废电路板“全利用、零污染、高增值”的新发展思路,明确系统地回收利用废电路板全组分,实现回收过程零污染,助力可持续循环经济是废电路板发展的方向。

废旧电脑电路板预处理及常规和微波热解特性研究

废旧印刷电路板中含有丰富的金属及非金属资源,具有较高的资源回收价值与潜在环境危害性。在常规和微波热解条件下,对废旧电脑电路板脱锡预处理及相关热解条件对热解产物的分布规律及影响机制进行研究。结果表明:脱锡预处理对废旧电脑电路板的热解有正向影响,可以使废电路板中的有机材料热解更充分,脱锡预处理后Sn含量从4.10%降低至1.54%,Sn的回收率达68.49%;在常规和微波热解条件下,升高温度可以获得更多的液体和气体产物,但相同温度下微波热解得到的固体产物更多,常规热解后铜含量从热解前的19.17%升高到25.37%,微波热解后铜含量从热解前的19.17%升高到23.32%,铜的回收率达到99.22%以上;热解后绝大部分的溴元素进入到热解油与热解气中,微波热解油中酚类物质含量大于常规热解,呋喃类物质少于常规热解,常规和微波热解气中H_(2)、CO、CH_(4)总量分别达到76.4%和80.7%,热解气体热值分别为18.78 MJ/Nm^(3)和19.97 MJ/Nm^(3),热解气热值介于煤气与天然气之间,可作为燃气使用。综合对比常规热解与微波热解,微波热解金属回收率更高,热解气体中呋喃类物质更少、热解气热值更高,更有利于电子废弃物中有价金属的综合回收利用。