超声波无损探伤技术在MLCC检测中的应用研究

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A组

B组
试验过程
1 使用 仪器
金相抛光机 , 光学显微镜 , 高倍视频显微 镜及美 国 sn sa oocn 公司的超声波探伤仪。
序号 击穿电压 序号 击穿电压 序号 击穿电压 序号 击穿电压
1 2 3 3o l0 33 70 45 50 I 1 1 2 1 3 4 3 00 44 50 4 3 20 1 2 3 43 20 44 50 48 10 I 1 1 2 l 3 47 50 45 20 46 30
4 5 6
7 8 9
43 60 37 90 46 00
45 50 44 60 4 1 40
1 4 1 5 1 6
l 7 1 8 1 9
47 50 42 60 45 50
49 1O 48 30 4 3 20
1 0
42 20
2 0
35 70
1 0
47 00
2 0
45 40

B组
平 均 值
410 3
平 均值
47 32
序号 分析结果 序号 分析 结果 序号 分析结果 序号 分析结果 1
2 3 4 5 6
合格
合格 合格 合格 合格 合格
1 1
1 2 1 3 1 4 1 5 l 6
研园 学 究 地I 界
超声 波无损探伤 技 术 在 ML 测 中的应 用研 究 C C检
陈 杰
多层片式瓷介 电容器『 : C 欲了解更多? 简称 ML C( 请见本期【 科 技“ 生词” 解释】 ] 结构简单 , 常只包 括介质与 电极层 的交替层 以 通 及引出端, 其基本功 能是贮存 电荷 。介质通常是钛酸 盐和 铌酸 盐陶瓷。随着 M C L C向小型化、 高容量 、 电压的不断发展 , 高 产 品失效的问题 , 一直 困扰着大量的厂家 。ML C本身价值不高 , C 但 是 各种 失效 造 成 如 : 电动 机 不 会 启 动 、 示灯 会变 暗 、 导 系 指 制 统的精度下降等等各种不可预期的后果, 其损失却是巨大的。 在 产 品正 常 使 用 情 况 下 , 些 失效 的根 本 原 因是 ML C外 这 C 部和/ 内部存在如开裂、 或 孔洞 、 分层等各种微观缺 陷的存在。 对 于外部缺 陷, 通常采用显微镜下人工 目测法或 自动外观分选 设 备; 对于 内部缺陷, 一般进行抽样金相抛光 , 对抛面进行显微镜 人工 目测法或 高倍光学显微镜下拍照 , 将抛磨后发现缺 陷的种 类和 数量情况 , 作为对整 批产品合格 与否 的判 定依据 , 然而仅 仅 能够看到一个截面 , 容易造成 不 良品的漏判 。另外 由于是 很 抽样试验 , 即使样品合格 , 也不 能完全保证整批产 品的可靠性。 因此 需 要 找 到 一种 有 效 的方 法 , 决 这 些 问题 。 解 地探测 出来 ,因此超 声波无损探伤的方法更能有效地 检测、 判 定 ML C内部的缺陷数量和形态 。通过大量分析数据的积累 , C 目前可 以做到从超声波扫描反映出来的缺陷的形态模 式, 分析 人 员就可 以判断缺陷的类型, 大大提高了检测效率 。
合格
合格 合格 合格 合格 合格

2 4 5 6
合格
合格 合格 合格 合格
1 1
l 2 1 4 1 5 1 6
合格
合格 合格 合格 合格 合格
高压 加速 寿命 试验 结果
58 / 0击穿
08 , 0击穿
3 2 粒有缺陷 1 3
2 0
合格
合格 合格

l 0
合格
合格 合格
9 1 粒有缺陷 1 9
从 试 验 结 果 可 以看 出 , 组 发 现 第 1 A 7批 中有 一 粒 产 品 有 分 层现象 , 1 0 , 占 / 0 判定为不合格; 2 其余批次判定为合格 。B组采 用超 声波无损探伤方法 , 同样批次的产品, 对 不但 发现第 1 7批 有 2粒产 品有缺 陷, 220 还新发现第 3批 中有 2粒产 品有 占 /0 ; 缺 陷 , 22 0 第 9批 中有 1 产 品 有 缺 陷 , 120 占 /0 1 粒 占 /0 。这 三 批 判定 为不合格 , 其他批次判定为合格 。进一步对不 良产 品进行 磨片确认 , 发现第 3批缺 陷是 电极孔 洞 , 9批 、 1 第 第 7批缺 陷 是 内部分层 。

A组
击 穿 电压 测 试 结 果
4 5 6
7 8 9
40 30 47 40 39 90
34 80 42 50 4 6 00
1 4 l 5 1 6
1 7 l 8 1 9
4 5 50 410 9 32 90
4 1 10 38 90 43 50
备注: 高压 加 速 寿 命 试 验 条 件 : 电压 :. 额 定 电压 , 15倍 温度 :2 ℃ , 间 :0 15 时 10小 时
7 8
9 1 0
合格 合格
合格 合格
1 1 7 粒有分层 7 l 8
1 9 2 0
合格 合格
合格
1 2 7 粒有缺陷 1 8
( 者单位 : 作 广东新粤建材有限公司)
4 7
广东科技 2 1 总无 损探 伤 方法 筛选 前 后产 品 2试 可 靠性 的对 比
对于高压场合使用 的 ML C产 品, C 抽样发现一粒 以上产品, 出现击穿 , 整批产 品都存在重大质量隐患。 任选一批 2 V高压 ML C产品, 中 10粒, k C 其 0 不经过无损探 伤分选 的产 品, 作为 A组; 另取 10粒产 品, 5 经过 无损探伤 分选 出的合格品 中, 随机抽取 10粒产 品, 0 作为 B组。 两 组各 取 2 进 行 击 穿 电压 测 试 ,取 8 做 高压 加 速 寿 0粒 0粒 命实验 , 结果见表 2 。
2结论
() 1超声波探伤技术相对于传统 的金相抛光分析等方法, 能更精确地检测 出 M C L C内部 的缺 陷及位置; () 2 超声波无损探伤 , 可以有效地分选存在 内部缺 陷的产 品, 以保证 出厂产品具有 更好 的耐 电压性能与可靠性 。 可
对 结 果 的分 析 :
常规金相抛光分析方法 , 由于只能选取一个或 几个位置抛 磨 , 它 位 置 都 被 忽 略 掉 了 , 此 造 成 本 试 验 中将 两 批 不 合 格 其 因 的产品判定为合格 , 造成很大 的质量风险。 超 声波探伤 方式 , 以将 ML C内部全部位 置的缺 陷直观 可 C
但从上述实验可 以看出, 采用 B组击 穿电压 的平均值, 明 显高于 A组 , 同时高压寿命试验的结果 , 也明显好于 A组。可 以预 期在客户使用过程 中, 经过无损探伤分选 的产 品, 失效率 将远远低于未经过分选的产品。无损探伤可 以作为一种有效 的筛选手段 。 把 超 声 波 无 损 探伤 法 , 为 一种 筛 选 手 段 来 应 用 , 续 做 作 后 了大量工作 , 如通 过设计专用夹具 , 高排板、 提 定位 、 除的效 剔 率 ; 过 自动 分 区扫 描 功 能 的应 用 , 通 降低 操 作 人 员 劳动 强度 ; 通 过数据库技术 , 将海量 的识别结果有效地存储起来 , 以备科技 人员进行更深入的研究。
11 . 试验 设计 一 、超 声 波无 损探 伤 方 法与 金相 抛 光检 测方 法的 准确性 对 比 .
取2 0批 M C L C产 品 ,每批 随机抽样 4 0粒 ,每批取 其中 0 20粒 , 为 A 组 : 余 作 为 B组 。 0 作 剩 A组 采 用 金 相 抛 光 分 析 方 法 ( 轴 、 轴 各 10粒 )B 组采 长 短 0 ; 用 超 声波 探 伤 方 式 分 析 , 对 不 良品 进 行 金 相 抛 光 再 确 认 缺 陷 并 类 型 。分 析 结 果 见表 1 。