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超聲波探傷技術(shù)在mlcc檢測中的應(yīng)用研究

作者:admin   發(fā)布時間:2015/11/19 15:20:34   瀏覽次數(shù):1919
超聲波探傷技術(shù)在mlcc檢測中的應(yīng)用研究
:mlcc產(chǎn)品的內(nèi)部微小缺陷一直是mlcc檢測的難點之一，它嚴重影響到產(chǎn)品的可靠性，卻又難以發(fā)現(xiàn)。本文對比了超聲波探傷法與傳統(tǒng)的磨片分析法對mlcc內(nèi)部微缺陷的檢測的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)超聲波探傷方法能夠更精確地檢測出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的加工制造過程中，極容易導(dǎo)致一些缺陷，如開裂、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)量帶來嚴重的隱患。對于這些缺陷，以往mlcc廠家只能采用一些常規(guī)的檢測方法來檢測。對于外部缺陷，通常采用顯微鏡下人工目測法，也有部分廠家采用自動外觀分選設(shè)備;對于在實際操作過程中，由于磨片過程中選取拍片的位置對于磨片的結(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，進一步的磨片分析，對于發(fā)現(xiàn)有內(nèi)部缺陷的產(chǎn)品則采用整批報廢處理，表明了超聲波探傷方法在mlcc內(nèi)部缺陷的檢測、判定上的有效性與可靠性。雖然關(guān)于超聲波無損探傷技術(shù)的應(yīng)用，在國內(nèi)外報道較多，但是未見到在mlcc檢測方面的應(yīng)用的報道。
1.實驗方法
1.1使用儀器
采用美國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檢測物體中的缺陷。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，超聲波在缺陷的兩種不同物質(zhì)的界面，會產(chǎn)生反射，從而可以探測到缺陷的存在。
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，超聲波到達兩種物質(zhì)界面時，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固體的界面時傳播與反射信號的不同在探傷儀內(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對比超聲波無損探傷方法與常規(guī)檢測方法的準確性
2.1.1常規(guī)檢測方法
取20批mlcc產(chǎn)品，每批抽樣200粒，采用磨片分析方法(長軸、短軸各100粒)，結(jié)果見表2-1，對不良品拍片，

2.1.2超聲波無損探傷方法
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)果見表2-2，對不良品拍片后磨片分析，

從試驗結(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。進一步對不良產(chǎn)品進行磨片確認，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，由于只能選取一個或幾個位置磨片，沒有磨片到的位置的缺陷無法判斷，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，可以將mlcc內(nèi)部任何位置的缺陷探測出來，并可以判斷出缺陷的位置。在超聲波探測出缺陷位置后，采用磨片法對該位置磨片，則可以判定出缺陷的類型，因此超聲波無損探傷的方法更能有效地檢測、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。為了對比效果，首先任選一批2kv高壓mlcc產(chǎn)品，取20粒進行擊穿電壓測試，結(jié)果見表2-4。另取80粒做高壓加速壽命實驗，結(jié)果見表2-5。

另外取同樣批次2kv高壓mlcc產(chǎn)品，通過超聲波探傷手段分選出內(nèi)部沒有缺陷的100粒產(chǎn)品，取20粒做擊穿電壓測試，結(jié)果見表2-4;取80粒做高壓加速壽命實驗，結(jié)果見表2-5。
對于高壓mlcc產(chǎn)品來說，一?；蚨嗔．a(chǎn)品的內(nèi)部缺陷都會導(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，超聲波無損探傷法的優(yōu)點很多，但是也有一定局限性，主要表現(xiàn)在檢測效率較低，無損探傷檢測前對于設(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，因此超聲波無損探傷技術(shù)不適用于大批量產(chǎn)品的檢測分選，局限于對mlcc產(chǎn)品的抽樣檢測，或者適用于小批量大規(guī)格、中高壓mlcc的檢測分選。
結(jié)論:
(1)超聲波探傷技術(shù)相對傳統(tǒng)的磨片分析等方法，能更精確地檢測出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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