Geri Dön

Baskı devre kartlarında lehim hatası denetimi

Solder joint inspection on printed circuit boards

PDF İndir

  1. Tez No: 846282
  2. Yazar: FURKAN ÜLGER
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. SENİHA ESEN YÜKSEL ERDEM
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 92

Özet

Elektronik baskı devre kartı (BDK) üretiminde yüzey montaj elemanlarının (YME) BDK'ya yerleştirilmesi sırasında oluşan hataların büyük kısmı lehim hatalarından kaynaklanır. Lehimlerin boyutlarının küçük olması ve farklı şekiller alabilmeleri sebebiyle denetimleri zordur. Bu tez kapsamında lehim denetimini farklı koşullarda yapabilmek için iki farklı yöntem önerilir: Gözetimsiz derin üretken modeller ile anomali tespiti ve entropi düzenlileştirmesi tabanlı ince taneli gözetimli sınıflandırma. İlk olarak, lehim denetimi sınırlandırılmamış bir bağlamda yani hatasız referans kart veya özel bir aydınlatma olmadan hem entegre hem de entegre olmayan devre elemanları denetimi için beta-Değişimsel Özkodlayıcı (beta-VAE) mimarisi tasarlanmıştır. Önerilen modelin, verinin daha ayrıştırılabilir çözülmüş bir temsilini öğrendiği, niteliklerin bağımsızlığını arttırdığı gösterilmiştir. Anomaliyi karakterize etmede kullanılan aktivasyon ve gradyan tabanlı temsiller karşılaştırılmıştır. Farklı beta değerlerinin daha ayrıştırılabilir temsil öğrenimine ve model başarımına olan etkisi araştırılmıştır. Beta-VAE ile anomali lehimlerin model eğitiminde yalnızca hatasız lehimler kullanarak yüksek başarı oranı ile sınıflandırılabileceği gösterilmiştir. Lehim denetimi için önerilen bir diğer yaklaşım ise ince taneli sınıflandırmadır. Hatalı ve hatasız lehim nitelikleri birbirine benzer olduğundan lehim denetiminin ince taneli sınıflandırma problemi olduğu gösterilmiştir. Lehim denetiminin ince taneli sınıflandırmasında entropiyi düzenlileştirici yöntemler karşılaştırılmış ve önerilen çarpık Jensen-Shannon ıraksamasının (JSD), farklı mimarilerde diğer yöntemlerden daha başarılı olduğu gösterilmiştir. Ayrıca, çarpık JSD ile entropi düzenlileştirilmesinin lehimler üzerinde daha ayrıştırıcı bölgelerden çıkarım yapılmasını sağladığı gösterilmiştir. Gözetimsiz derin üretken modeller, model eğitimi sırasında nadir bulunan hatalı lehim örneklerine ihtiyaç duymazken gözetimli evrişimsel ağlar kadar yüksek başarı oranı elde edemezler. Dolayısıyla önerilen gözetimli ince taneli sınıflandırma ile gözetimsiz derin üretken model tabanlı yöntemler arasında bir ödünleşim vardır.

Özet (Çeviri)

In the assembly process of printed circuit boards (PCBs), most of the errors are caused by solder joints in surface mount devices (SMDs). We propose using beta-Variational Autoencoder (beta-VAE) that learns from normal solder joints and disentangles factor of variations in data for anomaly detection of solder joints. Latterly, skewed Jensen-Shannon divergence (JSD) is proposed to maximize entropy of the probability distribution over data to classify fine-grained solder joints. In this thesis, two different methods are proposed to carry out solder inspection under different conditions: anomaly detection with an unsupervised deep generative model and fine-grained image classification with entropy regularization. At first, in order to solve the optical inspection problem in unrestricted environments with no special lighting and without the existence of error-free reference boards, we propose a new beta-VAE architecture for anomaly detection that can work on both integrated circuit (IC) and non-IC components. We show that the proposed model learns disentangled representation of data, leading to more independent features and improved latent space representations. We compare the activation and gradient-based representations that are used to characterize anomalies and observe the effect of different beta parameters on accuracy and untwining the feature representations in beta-VAE. Finally, we show that anomalies on solder joints can be detected with high accuracy via a model trained directly on normal samples without designated hardware or feature engineering. The next proposed method for solder joint inspection is fine-grained image classification. Entropy-regularization based methods are compared in fine-grained classification of solder joints and it is shown that the proposed skewed JSD outperforms others on different model architectures. Besides, regularizing entropy with skewed JSD enables the model to focus on more class discriminative regions. While unsupervised deep generative models do not require defective solder joints that are rarely found, they can not achieve as high accuracy as the supervised fine-grained methods. Consequently, there is a trade-off between the proposed methods.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    493850

    DMAIC approach to solder printing process in printed circuit boards

    Baskılı devre kartlarında lehim baskı işlemi üzrinde DMAIC yaklaşımı

    BEYZA NUR GİDER SEZGİN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Endüstri ve Endüstri MühendisliğiNecmettin Erbakan Üniversitesi

    Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ KEMAL ALAYKIRAN

  2. Tez No

    600320

    Güdümlü füzelerde kullanılan baskı devre kartlarındaki gerinimlerin deneysel olarak tespiti ve füze ateşleme mekanizmasına etkisinin araştırılması

    Experimental measurement of strain on printed circuit boards that are used in guided missiles and determining its effect on missile firing mechanism

    MEHMET ARINÇ DEMİRTAŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Makine MühendisliğiGazi Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ABUZER KADİR ÖZSUNAR

  3. Tez No

    888352

    Determination of equivalent elastic properties of printed circuit boards

    Baskı devre kartlarının eşlenik elastik özelliklerin belirlenmesi

    ERDİNÇ YAKUT

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AYTAÇ ARIKOĞLU

  4. Tez No

    547066

    Lehim/mikro topçuk teknolojileri için mikroelektronik test yapılarından daisy chain test yapısı

    The daisy chain structure, a microelectronic test structure for solder/micro ball technology

    AHMET ŞAMİL ÇELİK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiNecmettin Erbakan Üniversitesi

    Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MEHMET AKİF ERİŞMİŞ

  5. Tez No

    782513

    Yüksek hızlı baskı devre kartlarında sinyal bütünlüğünün incelenmesi

    Investigation of signal integrity in high speed printed circuit boards

    KÜBRA AÇELYA PEHLİVAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MUSTAFA BERKE YELTEN

Geri Dön