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電子產品無損檢測手段介紹(壹):壹個西瓜引發的思考

2019-01-21  瀏覽量:979

如何知道壹個西瓜的好壞?

最直接的方法是將西瓜切開觀察,這就對西瓜本身造成了破壞,在檢測領域叫做對產品進行了破壞性試驗。

但事實上在挑瓜的時候是不允許壹個個切開來看的,這時就需要用無損的方式進行檢查,例如用手敲西瓜的表面,聽聲音來判斷。

 

無損檢測

(圖片來源:網絡)

 

其實不止是西瓜,很多的時候在我們想了解某物品內部情況時都需要或只能用無損的手段進行檢測並得出結果,例如壹些精密的零部件產品內部是否存在裂紋、孔洞、斷裂等缺陷。

 

我們都知道電子產品的無損檢測手段,常見有C-sam、X-ray、CT這三種,但如何能直觀的區分、理解和應用它們呢?

 

五十路

 

首先來直觀講述C-sam、X-ray、CT這三者的原理和各自在電子產品檢測中的優勢應用。

 

壹、原理介紹

 

超聲波掃描(C-SAM)

18世紀意大利教士,生物學家斯帕蘭紮尼揭示了蝙蝠能在黑暗中飛行自如的奧秘:它是用超聲波的回聲來確定障礙物的位置。由此,超聲波以其優異的性能(振動頻率大於20KHz以上,人耳聽不見,穿透性強,方向性好等)進入了人們的視線。

 

無損檢測

(圖片來源:網絡)

 

隨後,人類發明了各種利用超聲波進行檢測的儀器設備,例如在工業檢測領域嶄露頭角的C-sam( 超聲波掃描顯微鏡 )。其原理是用超聲波穿透構件,當聲波遇到不同密度或彈性系數的物質時會產生反射波,通過計算反射波成像來觀察構件內部狀況。原理和“敲西瓜”相同,都是邊敲邊“看”產品的內部情況。

 

使用C-sam對QFP封裝進行檢測示意圖

無損檢測

(圖片來源:豆丁網—C-SAM超聲波原理介紹_(Sonix))

 

X-ray透視檢測

1895年11月8日傍晚,德國維爾茨堡大學校長兼物理研究所所長倫琴教授在研究時,意外發現了壹種由真空管發出能穿透物體的輻射線——X射線。

X射線有多強大?X射線具有很高的穿透本領,能透過許多對可見光不透明的物質。原理是利用陰極射線管產生高能量電子與金屬靶撞擊,在撞擊過程中,因電子突然減速,其損失的動能會以X-Ray形式放出。大概就像是對西瓜拍了壹張“透視照”,直接觀察。

 

無損檢測

 

無損檢測

(圖片來源:美信檢測)

 

對於產品無法用肉眼查看的位置,利用紀錄X-Ray穿透不同密度物質後其光強度的變化,產生的對比效果形成影像(即顯示出待測物的內部結構),進而可在不破壞待測物的情況下觀察待測物內部有問題的區域。

 

CT掃描(3D X-ray)

隨著對X-ray應用的不斷加深,它的缺點愈發明顯起來:由於其是將三維立體的實物樣品顯示在二維的顯示屏上成像,不同深度方向上的信息都重疊在壹起,極易混淆,並且對於產品的剖面結構也無法觀察到。

由此,人們開始探尋能呈現三維立體圖像、具有高密度分辨率和高空間分辨率、可實現模擬斷層掃描圖像等功能的新的無損檢測手段——CT掃描應運而生!

 

無損檢測

(圖片來源:ZEISS)

 

CT技術能準確快速地再現物體內部的三維立體結構,能夠定量地提供物體內部的物理、力學等特性(如缺陷的位置及尺寸、密度的變化及水平、異型結構的型狀及精確尺寸,物體內部的雜質及分布等)。就如同直接將“西瓜”壹刀壹刀的切開看,只不過此時的“西瓜”是與西瓜這個實物完全壹致的三維立體模型。

 

無損檢測

二維斷層圖像

 

無損檢測

三維立體圖像

 

二、優勢應用

至此,C-sam、X-ray、CT開始在無損檢測領域大放異彩。既然這三種手段在電子產品檢測領域應用廣泛,那具體應用到底是怎樣的呢?

? C-sam在電子產品檢測中通常用於觀察芯片內部層與層之間的缺陷檢查和印制板基板的粘合程度。

? X-ray在電子產品檢測中通常用於觀察印制板的焊接質量和結構缺陷。

? CT在電子產品檢測中通常用於觀察焊接質量和結構缺陷。

 

但上述應用是對於壹般情況而言的。很多時候為了保證結果的準確性,我們需要多種手段結合使用。

那麽,此時出現了壹個問題:在電子產品檢測中,如何正確地選擇無損檢測手段呢?

首先我們要明確產品的基本信息和檢測的目的,然後根據實際的問題類型,選擇最適宜的檢測方法。

接下來,我們將在下篇文章“電子產品無損檢測手段介紹(二):如何正確地選擇無損檢測手段?”中,系統、直觀的講述正確選擇無損檢測手段的原則和方法。

壹步步和妳壹起縷清思路,尋求解決問題的正確途徑。每個步驟都將以案例來講解,最後還將列出3個典型案例來與大家進行分析討論,快點擊查看下篇內容吧~

 

 

*** 以上內容均為原創,如需轉載,請註明出處 ***

 

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