第11期 2017年11月
组合机床与自动化加工技术
Modular Machine Tool & Automatic Manufacturing Technique
文章编号：10012265(2017)11009204
D0I:10. 13462/j. cnki. mmtamt.2017.11.024
基于Lamb波的复合材料PCB基板
缺陷检测仿真*
肖盛文，马祥龙，张应红，何业湖，罗远略
（桂林电子科技大学机电工程学院，广西桂林541004）
No.11 Nov.2017
摘要：针对复合材料PCB（PrintedCircuitBoard)基板缺陷的检测，研究了Lamb波在多层复合板中的传搭问题。利用有限元软件对Lamb波在复合板中的传播进行研究，并通过对复合板中缺陷的大小和尺寸对Lamb波的影响分别进行了仿具，得到相应的波形曲线。根据Lamb在板中的传播规律和传播特点，检测板中缺陷的存在。通过对波形模态的分析得到，缺陷越大，反射的回波的幅值越大：缺陷离激发点的距离越远，反射的回波幅值会越大。结果表明利用Lamb波检测复合材料PCB基板中缺陷具有一定的效果。
关键词：Lamb波；检测缺陷；仿真
中图分类号：TH140.7;TG115
文献标识码：A
Based on Lamb Wave Defect Detection Simulation of Composite Materials PCB Substrate
XIAO Sheng-wen,MA Xiang-long,ZHANG Ying-hong,HE Ye-hu,LUO Yuan-lue
(School of Electrical and Mechanical Engineering, Guilin University of Electronic Science and Technology, Guilin Guangxi 541004, China)
Abstract: Aiming at the defects of composite PCB substrate,the propagation of Lamb wave in multilayer eeeees ment software,Lamb wave influeced by the size and dimension of flaw in the composite plate was simula-ted,with the corresponding waveform curve obtained. According to Lamb in the board of the law of propaga-tion and transmission characteristics, detection of the existence of defects in the board. Through the analysis of wave mode, the larger the defect, the greater the amplitude of the reflected echo;Farther away from the shot point defects,back to the amplitude of reflection. Results show the Lamb wave detecting defects in com-
posite material PCB substrate validity and applicability of this method. Key words: Lamb wave;detection of defects; simulation
0引言
PCB基板存在脱层的缺陷，这些缺陷的存在会影响PCB板的电气性能和寿命，因此有必要对其进行缺陷检测。目前，使用的检测技术有时候并不能做到无损检测，而是需要对结构进行拆卸才能发现损伤的部应，或者是损伤的情况。而在拆卸之后，整体的结构不仅遭到了破坏，而且也不能继续使用。无损检测对于发现微小缺陷，降低产品的故障率，及时获取缺陷信息，得出产品继续使用的可靠性，增加PCB板的安全具有至关重要的意义!1]。Lamb波是在板状结构中传播的超声导波，由于其具有传播距离远、传播范围广能量衰减小等优点，便得Lamb波技术成为板状结无损检测方法中最受关注的检测技术之一，也是结构
收稿日期：2017-01-09；修回日期：2017-03-15
健康监测领域具有潜力的一种无损检测手段，在现代工业和国民经济的发展中有着很重要的作用[24]。 Lamb波检测技术是一种较为前沿的无损检测技术，但由于具有频散特性，限制了Lamb波在工业生产中的广泛应用[5]。为了分析Lamb波在板中的传播特性，本文对Lamb波在健康板中的情况和缺陷板中的情况进行了仿真研究，并进行结果的分析对比，从而得出缺陷基板的响应曲线，作为识别缺陷的依据。同时还对缺陷的位置和大小情况进行了仿真分析，得出不同情
况下的响应曲线。 1Lamb波简介
Lamb波，简单来说，就是在板中传播，而且满足板的两个边界条件的应力波。在用超声波探测对6mm
*基金项目：广西大学生创新创业训练计划项目（201410595013,201410595005）
作者简务劳数据995一），男。广西费港人，桂林电子科技大学学生，研究方向为无损检测技术，（E-mail)47134193@4g-com；通讯作者：张应红
(整增，男，贵州水城人，桂林电子科技大学高级工程师，研究方向为无损检测技术、工程力学，（E-mail)zyh1433@sina.com。