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超聲波探傷技術(shù)在mlcc檢測(cè)中的應(yīng)用研究

作者:admin   發(fā)布時(shí)間:2015/11/19 15:20:34   瀏覽次數(shù):1997
超聲波探傷技術(shù)在mlcc檢測(cè)中的應(yīng)用研究
:mlcc產(chǎn)品的內(nèi)部微小缺陷一直是mlcc檢測(cè)的難點(diǎn)之一，它嚴(yán)重影響到產(chǎn)品的可靠性，卻又難以發(fā)現(xiàn)。本文對(duì)比了超聲波探傷法與傳統(tǒng)的磨片分析法對(duì)mlcc內(nèi)部微缺陷的檢測(cè)的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)超聲波探傷方法能夠更精確地檢測(cè)出mlcc內(nèi)部的缺陷，從而分選出不良品，提高mlcc的擊穿電壓與高壓可靠性。
在mlcc的加工制造過(guò)程中，極容易導(dǎo)致一些缺陷，如開(kāi)裂、孔洞、分層等，這些缺陷直接影響到mlcc產(chǎn)品的電性能、可靠性，給產(chǎn)品質(zhì)量帶來(lái)嚴(yán)重的隱患。對(duì)于這些缺陷，以往mlcc廠家只能采用一些常規(guī)的檢測(cè)方法來(lái)檢測(cè)。對(duì)于外部缺陷，通常采用顯微鏡下人工目測(cè)法，也有部分廠家采用自動(dòng)外觀分選設(shè)備;對(duì)于在實(shí)際操作過(guò)程中，由于磨片過(guò)程中選取拍片的位置對(duì)于磨片的結(jié)果有較大影響，很容易造成不良品的漏判，因此磨片分析法不能完全保證被檢產(chǎn)品的可靠性。
本文作者采用超聲波探傷儀能準(zhǔn)確地找出有缺陷的mlcc產(chǎn)內(nèi)部微缺陷，并且能夠確定缺陷的位置，進(jìn)一步的磨片分析，對(duì)于發(fā)現(xiàn)有內(nèi)部缺陷的產(chǎn)品則采用整批報(bào)廢處理，表明了超聲波探傷方法在mlcc內(nèi)部缺陷的檢測(cè)、判定上的有效性與可靠性。雖然關(guān)于超聲波無(wú)損探傷技術(shù)的應(yīng)用，在國(guó)內(nèi)外報(bào)道較多，但是未見(jiàn)到在mlcc檢測(cè)方面的應(yīng)用的報(bào)道。
1.實(shí)驗(yàn)方法
1.1使用儀器
采用美國(guó)sonoscan公司的超聲波探傷儀。
1.2儀器工作原理
sonoscan超聲波探傷儀的原理是利用超聲波的穿透與反射的特性來(lái)檢測(cè)物體中的缺陷。超聲波在固體、液體、氣體中均可以傳播，且在同種物質(zhì)中超聲波直接穿透物質(zhì)，但當(dāng)物質(zhì)中間存在缺陷時(shí)，超聲波在缺陷的兩種不同物質(zhì)的界面，會(huì)產(chǎn)生反射，從而可以探測(cè)到缺陷的存在。
超聲波在同種物質(zhì)中，其聲學(xué)阻抗z是一個(gè)定量，它等于物質(zhì)的密度ρ與超聲波速度ν的乘積，即z=ρν。但是不同物質(zhì)中的聲學(xué)阻抗z是不同的，超聲波到達(dá)兩種物質(zhì)界面時(shí)，其聲學(xué)阻抗和超聲波的傳播能量與反射能量的大小，有如下關(guān)系:反射能量r/傳播能量=(z2-z1)/(z2+z1)而傳播能量與反射能量直接影響到傳播波與反射波的振幅的大小。該儀器利用超聲波在缺陷與被檢測(cè)固體的界面時(shí)傳播與反射信號(hào)的不同在探傷儀內(nèi)部分析成像，從而得出缺陷的大小及所在位置。
2.結(jié)果與討論
2.1對(duì)比超聲波無(wú)損探傷方法與常規(guī)檢測(cè)方法的準(zhǔn)確性
2.1.1常規(guī)檢測(cè)方法
取20批mlcc產(chǎn)品，每批抽樣200粒，采用磨片分析方法(長(zhǎng)軸、短軸各100粒)，結(jié)果見(jiàn)表2-1，對(duì)不良品拍片，

2.1.2超聲波無(wú)損探傷方法
取相同的20批mlcc產(chǎn)品，每批抽樣200粒，采用超聲波探傷方式分析，結(jié)果見(jiàn)表2-2，對(duì)不良品拍片后磨片分析，

從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，采用常規(guī)磨片分析方法，20批產(chǎn)品中只發(fā)現(xiàn)第17批中有1粒產(chǎn)品有分層現(xiàn)象，占1/200，其余批次為合格。采用超聲波無(wú)損探傷方法，同樣批次的產(chǎn)品，除發(fā)現(xiàn)第17批有2粒產(chǎn)品有缺陷，占2/200，還發(fā)現(xiàn)第3批中有2粒產(chǎn)品有缺陷，占2/200、第9批中有1粒產(chǎn)品有缺陷，占1/200。進(jìn)一步對(duì)不良產(chǎn)品進(jìn)行磨片確認(rèn)，發(fā)現(xiàn)第3批缺陷是電極孔洞，第9批、第17批缺陷是內(nèi)部分層。常規(guī)磨片分析方法，由于只能選取一個(gè)或幾個(gè)位置磨片，沒(méi)有磨片到的位置的缺陷無(wú)法判斷，因此具有較大的局限性。超聲波探傷方式則可以有效的規(guī)避這一缺點(diǎn)，可以將mlcc內(nèi)部任何位置的缺陷探測(cè)出來(lái)，并可以判斷出缺陷的位置。在超聲波探測(cè)出缺陷位置后，采用磨片法對(duì)該位置磨片，則可以判定出缺陷的類(lèi)型，因此超聲波無(wú)損探傷的方法更能有效地檢測(cè)、判定mlcc內(nèi)部的缺陷和形態(tài)。
2.2超聲波探傷法剔除不良品后，能保證高壓mlcc的可靠性。為了對(duì)比效果，首先任選一批2kv高壓mlcc產(chǎn)品，取20粒進(jìn)行擊穿電壓測(cè)試，結(jié)果見(jiàn)表2-4。另取80粒做高壓加速壽命實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表2-5。

另外取同樣批次2kv高壓mlcc產(chǎn)品，通過(guò)超聲波探傷手段分選出內(nèi)部沒(méi)有缺陷的100粒產(chǎn)品，取20粒做擊穿電壓測(cè)試，結(jié)果見(jiàn)表2-4;取80粒做高壓加速壽命實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表2-5。
對(duì)于高壓mlcc產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，一?；蚨嗔．a(chǎn)品的內(nèi)部缺陷都會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品的可靠性下降，從而導(dǎo)致整批產(chǎn)品存在重大質(zhì)量隱患。但從上述試驗(yàn)可以看出，采用超聲波探傷手段有效地分選出有缺陷的不良產(chǎn)品，能保證整批高壓mlcc的可靠性。
如上所述，超聲波無(wú)損探傷法的優(yōu)點(diǎn)很多，但是也有一定局限性，主要表現(xiàn)在檢測(cè)效率較低，無(wú)損探傷檢測(cè)前對(duì)于設(shè)備的調(diào)試、mlcc產(chǎn)品的排序、mlcc表面的清潔與表面除泡要求很高，否則容易誤判為缺陷，因此超聲波無(wú)損探傷技術(shù)不適用于大批量產(chǎn)品的檢測(cè)分選，局限于對(duì)mlcc產(chǎn)品的抽樣檢測(cè)，或者適用于小批量大規(guī)格、中高壓mlcc的檢測(cè)分選。
結(jié)論:
(1)超聲波探傷技術(shù)相對(duì)傳統(tǒng)的磨片分析等方法，能更精確地檢測(cè)出mlcc內(nèi)部的缺陷及部位;
(2)采用超聲波探傷分選不良品，可以保證mlcc的耐電壓性能與可靠性。

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