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一、超聲掃描檢測的工作原理及優(yōu)勢特點

超聲波掃描顯微鏡檢測,也就是俗稱的超聲SAT檢測技術(shù),也稱為水浸式超聲波斷層掃描成像技術(shù),是一種對分層等面積型缺陷相當敏感的無損檢測手段。

超聲SAT檢測技術(shù),電子陶瓷的無損檢測手段

圖?超聲波探傷原理示意,圖源網(wǎng)絡(luò)

超聲掃描成像原理是基于超聲波的透射或反射折射性質(zhì),超聲回波成像原理,對材料進行掃描,超聲波穿過工件遇到內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同的材料的交合面會形成不同的折射波,經(jīng)過計算可以得到材料內(nèi)部缺陷的圖像。

超聲檢測對人體無害;檢測精準,成像直觀,對缺陷敏感,檢測材料范圍廣,支持分層掃描、斷層掃描,可對缺陷進行定性定量分析,如缺陷面積、深度、占比等,分辨率高。

超聲SAT檢測技術(shù),電子陶瓷的無損檢測手段

圖 超聲顯微成像(AM)和X射線成像技術(shù)的差別

超聲波掃描顯微鏡具有其他檢測手段無法比擬的優(yōu)勢。傳統(tǒng)人工破壞性檢測費時費力,無法實現(xiàn)100%全檢;X-ray對分層的空氣不是非常的敏感,難以觀察到鍵合分層、空洞等缺陷,且掃描速度、靈敏度和安全性也不及超聲波掃描(SAT)。

二、超聲掃描檢測在電子陶瓷領(lǐng)域的應(yīng)用

1.覆銅陶瓷基板檢測

陶瓷覆銅基板(DBC/AMB)由陶瓷層和覆銅金屬層組成,在制造過程中可能會產(chǎn)生裂紋、分層、空洞、氣孔、虛焊、銅面氧化等多種缺陷,直接影響陶瓷基板的可靠性,導(dǎo)致后續(xù)產(chǎn)品出現(xiàn)熱失效等問題。

超聲SAT檢測技術(shù),電子陶瓷的無損檢測手段

圖 陶瓷覆銅板超聲波檢測,攝于CMPE2023廣林達展臺

超聲波掃描顯微鏡(SAM/SAT)是檢測DBC、AMB陶瓷基板內(nèi)部缺陷,采用水浸式超聲波斷層掃描成像技術(shù),由探頭發(fā)射超聲波,通過液體介質(zhì)進入陶瓷基板內(nèi)部,根據(jù)回波信號的區(qū)別來判斷是否存在缺陷。

超聲SAT檢測技術(shù),電子陶瓷的無損檢測手段
超聲SAT檢測技術(shù),電子陶瓷的無損檢測手段
圖 DBC、AMB超聲掃描結(jié)果圖,來源:上海驕成

簡單來說,如果陶瓷基板是均勻致密的,那么信號幅值會相同,如果存在裂紋、夾渣、分層等缺陷,信號幅值會有明顯變化。

2.多層陶瓷電容器(MLCC)

掃描超聲方法是分析多層陶瓷電容器(MLCC)的最重要的無損檢測方法??梢允钟行У靥綔y空洞、分層和水平裂紋。由于超聲的分析原理主要是平面反射,因而對垂直裂紋如絕大多數(shù)的燒結(jié)裂紋、垂直分量較大的彎曲裂紋的分辨能力不強。同時一般多層陶瓷電容器的檢測需要較高的超聲頻率。下圖為典型的空洞和分層的掃描超聲檢測結(jié)果。

超聲SAT檢測技術(shù),電子陶瓷的無損檢測手段

圖 典型掃描超聲顯微鏡檢測多層陶瓷電容器典型缺陷(檢測頻率 100MHz):左圖中亮點為一空洞;右圖中亮區(qū)為電容器內(nèi)部分層。

三、超聲掃描檢測設(shè)備供應(yīng)商名單

歡迎留言區(qū)繼續(xù)補充,艾邦建有陶瓷基板產(chǎn)業(yè)群,歡迎涉及汽車、LED、5G、陶瓷封裝、陶瓷管殼、陶瓷基板及覆銅板生產(chǎn)企業(yè);氧化鋁、氮化鋁、氮化硅、氧化鈹、玻璃粉等陶瓷材料企業(yè);金屬銅箔、金屬焊料、金屬漿料等材料企業(yè);陶瓷粉體生產(chǎn)配制設(shè)備、陶瓷流延機、拋光研磨設(shè)備、打孔設(shè)備、填孔設(shè)備、印刷機、鍍膜設(shè)備、顯影設(shè)備、燒結(jié)爐、釬焊爐、X-RAY、AOI、超聲波掃描顯微鏡、自動化組裝等加入微信群。

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超聲SAT檢測技術(shù),電子陶瓷的無損檢測手段
資料來源:
1.射線X-ray與超聲波SAM檢測成像區(qū)別,和伍智造.
2.MLCC的質(zhì)量控制與失效分析,丁祥金,等

3.各公司官網(wǎng)

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一、精密陶瓷產(chǎn)業(yè)鏈:

 

 

1、陶瓷器件及材料:MLCC、LTCC、HTCC、微波介質(zhì)陶瓷、壓電陶瓷、鈦酸鋇、碳酸鋇、氧化鈦、氧化鋁、氧化鋯、玻璃粉、氮化鋁、LTCC介質(zhì)陶瓷粉體、稀土氧化物、生瓷帶等;

 

2、精密陶瓷:氧化鋯、氧化鋁、氮化鋁、氮化硅、碳化硅、氧化釔、結(jié)構(gòu)陶瓷、高溫陶瓷、透明陶瓷、陶瓷微珠、新能源陶瓷、陶瓷軸承、陶瓷球、半導(dǎo)體陶瓷(搬運臂、陶瓷劈刀、靜電卡盤、蝕刻環(huán)……)、3D打印陶瓷、燃料電池(SOFC)隔膜片、穿戴陶瓷、光纖陶瓷插芯、陶瓷套筒、CIM、生物陶瓷等。

 

3、陶瓷基板及封裝外殼:陶瓷封裝外殼、DPC、DBC、AMB、HTCC基板、LTCC基板、薄膜電路板、厚膜電路板、陶瓷封裝基座、熱沉、氧化鋁、氮化鋁、氮化硅、氧化鈹、莫來石粉體及基板等;

 

4、金屬材料:銀粉、金粉、銅粉、鎳粉、焊料(焊片、焊膏)、MLCC用內(nèi)/外電極漿料、LTCC銀漿、金漿、鎢鉬漿料、銅漿、靶材、無氧銅帶、可伐合金、金屬沖壓件等;

 

5、助劑:陶瓷和導(dǎo)電漿料用分散劑、黏合劑、增塑劑、絮凝劑、礦化劑、消泡劑、潤滑劑、燒結(jié)助劑等;

 

6、設(shè)備:

 

陶瓷加工設(shè)備:砂磨機、球磨機、真空脫泡機、三輥機、噴霧造粒機、干壓機、流延機、注塑機、3D打印機、模具、干燥設(shè)備、研磨機、精雕機、裁片機、激光設(shè)備、打孔機、填孔機、絲網(wǎng)印刷機、疊層機、層壓機、等靜壓機、熱切機、整平機、排膠爐、燒結(jié)爐、釬焊設(shè)備、電鍍設(shè)備、化學鍍、噴銀機、浸銀機、端銀機、真空鍍膜設(shè)備、顯影設(shè)備、去膜設(shè)備、蝕刻機、濕制程設(shè)備、等離子清洗、超聲波清洗、自動化設(shè)備、剝離強度測試儀、AOI檢測設(shè)備、打標機;

 

封裝測試設(shè)備:貼片機、引線鍵合機、封蓋機、平行縫焊封帽、切筋機、釬焊設(shè)備、激光調(diào)阻機、網(wǎng)絡(luò)分析儀、熱循環(huán)測試設(shè)備、測厚儀、氦氣檢漏儀、老化設(shè)備、外觀檢測、超聲波掃描顯微鏡、X-光檢測、激光打標、分選設(shè)備、測包編帶機等;

 

7、耗材:離型膜、載帶(塑料和紙質(zhì))、耐火材料、承燒板/匣缽(氧化鋁、剛玉莫來石、氮化硼等)、承燒網(wǎng)、發(fā)泡膠、研磨耗材(金剛石微粉、研磨液)、精密網(wǎng)版、清洗劑、電鍍藥水等。

 

二、熱管理產(chǎn)業(yè)鏈:

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1、熱管理材料:氧化鋁、氮化鋁、氮化硼、石墨烯、石墨、碳納米管、空心玻璃微珠、導(dǎo)熱粉體、散熱基板、熱沉(鎢銅、鉬銅、氮化鋁、金剛石等)、鋁碳化硅AlSiC、相變材料、導(dǎo)熱凝膠、導(dǎo)熱界面材料、導(dǎo)熱墊片、導(dǎo)熱膠帶、灌封膠、熱管/均熱板;

 

2、散熱器件:半導(dǎo)體制冷片(TEC)、IGBT散熱器(銅、鋁)、大功率晶體管散熱器、通信基站散熱殼體、液態(tài)金屬散熱器、插針式散熱器等;

 

3、設(shè)備:壓延機、涂布機、分條機、模切機、復(fù)卷機、切片機,CNC設(shè)備、壓鑄/沖壓設(shè)備、熱分析儀器、激光導(dǎo)熱儀、導(dǎo)熱系數(shù)儀、強度試驗機、檢測設(shè)備、自動化等。

 

三、功率半導(dǎo)體器件封裝產(chǎn)業(yè)鏈:

 

1、材料:碳化硅,陶瓷襯板(DBC、AMB)、封裝管殼、鍵合絲、散熱基板(銅、鋁碳化硅AlSiC)、導(dǎo)熱硅凝膠、環(huán)氧灌封膠、焊料(預(yù)制焊片)、銀膜/銀膏、散熱器(銅、鋁)、功率引出端子(銅端子)、外殼(工程塑料PPS、PBT、高溫尼龍)、清洗劑等;

2、設(shè)備及配件:真空焊接爐、貼片機、固晶機、引線鍵合機、X-ray、推拉力測試機、等離子清洗設(shè)備、點膠機、絲網(wǎng)印刷機、超聲波掃描設(shè)備、動靜態(tài)測試機、點/灌膠機、銀燒結(jié)設(shè)備、垂直固化爐、甲酸真空共晶爐、自動封蓋設(shè)備、高速插針機、彎折設(shè)備、超聲波焊接機、視覺檢測設(shè)備、推拉力測試機、高低溫沖擊設(shè)備、功率循環(huán)測試設(shè)備、打標機、檢驗平臺、治具等;

 

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作者 gan, lanjie

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