FIX 锡膏能量检测原理

功能概述

锡膏能量(Energy)检测是空洞检测中的一项可选功能，主要用于检测空焊（冷焊、虚焊、少锡、露铜）。

在 X-ray 图像中，焊锡和空焊盘的灰度可能非常接近，仅靠灰度阈值难以区分。锡膏能量检测通过分析焊点区域的纹理细节强度来解决这个问题——有焊锡的地方表面纹理丰富，没有焊锡（露铜）的地方表面光滑平坦。

该功能在以下两个检测标签页中均可使用，算法原理完全相同：

• 锡膏检测：针对单个 ROI 区域，判定结果为范围判定（From ~ To 之间为 PASS）
• 多焊点检测：针对 QFN/BGA 等多焊点阵列，判定结果为下限判定（低于阈值为 NG），每个焊点可单独设阈值

典型应用场景

锡膏能量检测最常见的应用是 3D BGA 切层检测中的空焊判定。

在 3D X-ray 检测中，设备会对 BGA 焊球进行多层切片扫描。不同切层所看到的内容不同：

• 焊球中心层：能清晰看到焊锡，纹理明显，能量值高
• 焊球边缘层/过渡层：焊锡变薄，可能只看到焊盘铜面，表面光滑，能量值低
• 空焊/虚焊位置：在所有切层上都没有明显的焊锡纹理，能量值始终偏低

通过在每个切层上检测能量，可以辅助判断：

• 该切层是否真正穿过了焊球（有焊锡覆盖）
• 某个焊点是否存在空焊或少锡的问题

这在传统的空洞率检测之外提供了额外的判断维度，特别适合捕捉"看起来有灰度但实际没有焊锡"的空焊情况。

检测原理

锡膏能量检测的核心思路是：对图像做边缘增强处理后，统计焊点区域内的纹理强度。

处理步骤

1. 图像锐化：先对原始 X-ray 图像进行锐化处理，增强图像中的细节和纹理信息。能量核参数控制锐化的程度。

2. 边缘提取：对锐化后的图像计算拉普拉斯变换，提取图像中的边缘和纹理响应。有纹理细节的区域响应值大，平坦光滑的区域响应值接近零。

3. 限定焊点范围：只保留焊点区域内部的响应值，排除焊点边缘和焊点外部的干扰。边缘区域会做少量收缩处理以避免边界噪声。

4. 计算平均能量：对每个焊点，将其内部所有像素的边缘响应绝对值求和，再除以像素数量，得到该焊点的平均能量值。

5. 判定：根据能量值判断焊点是否合格（具体判定方式见下方参数说明）。

能量值的含义

情况	能量值	说明
正常焊锡	高	焊锡表面有自然的纹理、微小气泡痕迹和颗粒感
空焊/冷焊/虚焊/少锡/露铜	低	表面平坦光滑，缺少纹理细节
空洞区域	不参与计算	已被焊锡掩码自动排除

简单来说，能量值反映的是焊点表面的纹理丰富程度。正常的焊锡面有细微的凹凸和颗粒感，能量值高；空焊位置露出焊盘底部的光滑铜面，能量值低。

参数说明

锡膏检测标签页中的参数

• 锡膏能量（勾选框）：是否启用能量检测
• 能量名称：评估结果中显示的标题文字，默认为"锡膏能量"
• From / To（默认 10 ~ 1000）：能量的合格范围，值在此范围内为 PASS，超出范围为 NG
• 能量核（默认值 4）：控制锐化处理的纹理尺度

多焊点检测标签页中的参数

• 能量检测（勾选框）：是否启用能量检测
• 能量阈值（默认值 10）：能量低于此值则判定为 NG。每个焊点可以在表格中单独设置不同的阈值
• 能量核（默认值 2）：控制锐化处理的纹理尺度。调整此参数时，软件会实时在图像上显示每个焊点的能量值，方便直观调参

能量核参数说明

能量核控制图像锐化的尺度。值小时关注细小纹理，值大时关注粗糙纹理。一般保持默认值即可；如果焊点面积很大（如大尺寸 BGA 焊球），可以适当增大。

调参建议

• 如果正常焊点被误判为空焊 NG，可以适当降低阈值或扩大合格范围
• 如果空焊漏检，可以适当提高阈值或缩小合格范围
• 在多焊点检测中，建议先调整能量核并利用实时预览功能观察各焊点的能量数值分布，再据此设定合理的阈值
• 锡膏能量检测适合作为空洞率检测的补充手段，两者配合使用效果更好——空洞率检测气泡面积，锡膏能量检测空焊