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电子产品无损检测手段先容(一):一个西瓜引发的思考

2019-01-21  浏览量:551

如何知道一个西瓜的好坏?

最直接的方法是将西瓜切开观察,这就对西瓜本身造成了破坏,在检测领域叫做对产品进行了破坏性试验。

但事实上在挑瓜的时候是不允许一个个切开来看的,这时就需要用无损的方式进行检查,例如用手敲西瓜的表面,听声音来判断。

 

无损检测

(图片来源:网络)

 

其实不止是西瓜,很多的时候在大家想了解某物品内部情况时都需要或只能用无损的手段进行检测并得出结果,例如一些精密的零部件产品内部是否存在裂纹、孔洞、断裂等缺陷。

 

大家都知道电子产品的无损检测手段,常见有C-sam、X-ray、CT这三种,但如何能直观的区分、理解和应用它们呢?

 

小编本着深入浅出的原则,将对这三个无损检测手段的原理和实际的选择、应用进行全面解析,让大家轻松获得电子产品无损检测技术手段专题内容!

 

首先来直观讲述C-sam、X-ray、CT这三者的原理和各自在电子产品检测中的优势应用。

 

一、原理先容

 

超声波扫描(C-SAM)

18世纪意大利教士,生物学家斯帕兰扎尼揭示了蝙蝠能在黑暗中飞行自如的奥妙:它是用超声波的回声来确定障碍物的位置。由此,超声波以其优异的性能(振动频率大于20KHz以上,人耳听不见,穿透性强,方向性好等)进入了人们的视线。

 

无损检测

(图片来源:网络)

 

随后,人类发明了各种利用超声波进行检测的仪器设备,例如在工业检测领域崭露头角的C-sam( 超声波扫描显微镜 )。其原理是用超声波穿透构件,当声波遇到不同密度或弹性系数的物质时会产生反射波,通过计算反射波成像来观察构件内部状况。原理和“敲西瓜”相同,都是边敲边“看”产品的内部情况。

 

使用C-sam对QFP封装进行检测示意图

无损检测

(图片来源:豆丁网—C-SAM超声波原理先容_(Sonix))

 

X-ray透视检测

1895年11月8日傍晚,德国维尔茨堡大学校长兼物理研究所所长伦琴教授在研究时,意外发现了一种由真空管发出能穿透物体的辐射线——X射线。

X射线有多强大?X射线具有很高的穿透本领,能透过许多对可见光不透明的物质。原理是利用阴极射线管产生高能量电子与金属靶撞击,在撞击过程中,因电子突然减速,其损失的动能会以X-Ray形式放出。大概就像是对西瓜拍了一张“透视照”,直接观察。

 

无损检测

 

无损检测

(图片来源:必威官网检测)

 

对于产品无法用肉眼查看的位置,利用纪录X-Ray穿透不同密度物质后其光强度的变化,产生的对比效果形成影像(即显示出待测物的内部结构),进而可在不破坏待测物的情况下观察待测物内部有问题的区域。

 

CT扫描(3D X-ray)

随着对X-ray应用的不断加深,它的缺点愈发明显起来:由于其是将三维立体的实物样品显示在二维的显示屏上成像,不同深度方向上的信息都重叠在一起,极易混淆,并且对于产品的剖面结构也无法观察到。

由此,人们开始探寻能呈现三维立体图像、具有高密度分辨率和高空间分辨率、可实现模拟断层扫描图像等功能的新的无损检测手段——CT扫描应运而生!

 

无损检测

(图片来源:ZEISS)

 

CT技术能准确快速地再现物体内部的三维立体结构,能够定量地提供物体内部的物理、力学等特性(如缺陷的位置及尺寸、密度的变化及水平、异型结构的型状及精确尺寸,物体内部的杂质及分布等)。就如同直接将“西瓜”一刀一刀的切开看,只不过此时的“西瓜”是与西瓜这个实物完全一致的三维立体模型。

 

无损检测

二维断层图像

 

无损检测

三维立体图像

 

二、优势应用

至此,C-sam、X-ray、CT开始在无损检测领域大放异彩。既然这三种手段在电子产品检测领域应用广泛,那具体应用到底是怎样的呢?

♦ C-sam在电子产品检测中通常用于观察芯片内部层与层之间的缺陷检查和印制板基板的粘合程度。

♦ X-ray在电子产品检测中通常用于观察印制板的焊接质量和结构缺陷。

♦ CT在电子产品检测中通常用于观察焊接质量和结构缺陷。

 

但上述应用是对于一般情况而言的。很多时候为了保证结果的准确性,大家需要多种手段结合使用。

那么,此时出现了一个问题:在电子产品检测中,如何正确地选择无损检测手段呢?

首先大家要明确产品的基本信息和检测的目的,然后根据实际的问题类型,选择最适宜的检测方法。

接下来,大家将在下篇文章“电子产品无损检测手段先容(二):如何正确地选择无损检测手段?”中,系统、直观的讲述正确选择无损检测手段的原则和方法。

一步步和你一起缕清思路,寻求解决问题的正确途径。每个步骤都将以案例来讲解,最后还将列出3个典型案例来与大家进行分析讨论,快点击查看下篇内容吧~

 

 

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