【摘 要】
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电子设备算力的提升及便携化的需求,带来狭小空间内高热密度芯片的散热难题。作为高效相变导热器件的热管,已成为电子设备的首选散热器件。随着产品质量要求的不断提升,热管质量检测的技术升级也迫在眉睫。本文针对压扁型热管的轮廓宽度与表面缺陷无损检测的实际生产需求,开展的研究内容如下:首先,针对压扁型热管生产工艺流程,阐明压扁型热管轮廓波浪状不规则边缘与表面凹陷类缺陷的主要特征,指明图像检测算法研究方向;设计
【基金项目】
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企业合作横向项目《超薄微热管及均热板关键技术开发》（项目号:D8206220）；
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电子设备算力的提升及便携化的需求,带来狭小空间内高热密度芯片的散热难题。作为高效相变导热器件的热管,已成为电子设备的首选散热器件。随着产品质量要求的不断提升,热管质量检测的技术升级也迫在眉睫。本文针对压扁型热管的轮廓宽度与表面缺陷无损检测的实际生产需求,开展的研究内容如下:首先,针对压扁型热管生产工艺流程,阐明压扁型热管轮廓波浪状不规则边缘与表面凹陷类缺陷的主要特征,指明图像检测算法研究方向;设计制造出检测系统机械结构与电控系统,完成压扁型热管质检实验样机硬件的构建。其次,针对压扁型热管轮廓边缘特征的不规则化,提出基于中心线的不规则轮廓宽度测量算法,解决现有轮廓宽度测量方案测量效率与精度低下的问题:基于轮廓边缘与中心线的对称性,在中心线的法线方向搜索边缘获取成对的宽度测量点对,再沿中心线方向逐点搜索实现密集的宽度测量;经成像模型标定、执行效率优化,对于3～10 mm宽度的轮廓,宽度测量算法的测量误差小于0.073 mm,执行时间小于0.98秒,并拥有对轮廓边缘波动的捕捉能力。然后,针对压扁型热管表面凹陷类缺陷的检测,提出改进的结合生成与识别结构的自监督异常检测网络模型:模型由缺陷模拟器、图像生成器与图像识别器三部分组成;构建了包含6类常见压扁型热管的缺陷数据集;根据表面凹陷类缺陷区域的特点,制定专用缺陷模拟算法,提供模型训练监督信息。本文模型Image-Level与Pixel-Level AUCROC值分别为0.994与0.997,精确率与召回率均超过98%。最后,实现压扁型热管质检实验样机软件与硬件的集成,并完成上述算法的应用验证实验。结果表明,实验样机测量误差小于0.070 mm,单次测量时间小于1.2秒,ImageLevel检测性能保持95%以上的召回率与精确率,单次缺陷检测时间小于0.2秒,能满足实际生产要求。
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