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超声波探伤技术在mlcc检测中的应用研究

作者:admin 发布时间:2015/11/19 15:20:34 浏览次数:1933

:mlcc产品的内部微小缺陷一直是mlcc检测的难点之一，它严重影响到产品的可靠性，却又难以发现。本文对比了超声波探伤法与传统的磨片分析法对mlcc内部微缺陷的检测的结果，发现超声波探伤方法能够更精确地检测出mlcc内部的缺陷，从而分选出不良品，提高mlcc的击穿电压与高压可靠性。
在mlcc的加工制造过程中，极容易导致一些缺陷，如开裂、孔洞、分层等，这些缺陷直接影响到mlcc产品的电性能、可靠性，给产品质量带来严重的隐患。对于这些缺陷，以往mlcc厂家只能采用一些常规的检测方法来检测。对于外部缺陷，通常采用显微镜下人工目测法，也有部分厂家采用自动外观分选设备;对于在实际操作过程中，由于磨片过程中选取拍片的位置对于磨片的结果有较大影响，很容易造成不良品的漏判，因此磨片分析法不能完全保证被检产品的可靠性。
本文作者采用超声波探伤仪能准确地找出有缺陷的mlcc产内部微缺陷，并且能够确定缺陷的位置，进一步的磨片分析，对于发现有内部缺陷的产品则采用整批报废处理，表明了超声波探伤方法在mlcc内部缺陷的检测、判定上的有效性与可靠性。虽然关于超声波无损探伤技术的应用，在国内外报道较多，但是未见到在mlcc检测方面的应用的报道。
1.实验方法
1.1使用仪器
采用美国sonoscan公司的超声波探伤仪。
1.2仪器工作原理
sonoscan超声波探伤仪的原理是利用超声波的穿透与反射的特性来检测物体中的缺陷。超声波在固体、液体、气体中均可以传播，且在同种物质中超声波直接穿透物质，但当物质中间存在缺陷时，超声波在缺陷的两种不同物质的界面，会产生反射，从而可以探测到缺陷的存在。
超声波在同种物质中，其声学阻抗z是一个定量，它等于物质的密度ρ与超声波速度ν的乘积，即z=ρν。但是不同物质中的声学阻抗z是不同的，超声波到达两种物质界面时，其声学阻抗和超声波的传播能量与反射能量的大小，有如下关系:反射能量r/传播能量=(z2-z1)/(z2+z1)而传播能量与反射能量直接影响到传播波与反射波的振幅的大小。该仪器利用超声波在缺陷与被检测固体的界面时传播与反射信号的不同在探伤仪内部分析成像，从而得出缺陷的大小及所在位置。
2.结果与讨论
2.1对比超声波无损探伤方法与常规检测方法的准确性
2.1.1常规检测方法
取20批mlcc产品，每批抽样200粒，采用磨片分析方法(长轴、短轴各100粒)，结果见表2-1，对不良品拍片，

2.1.2超声波无损探伤方法
取相同的20批mlcc产品，每批抽样200粒，采用超声波探伤方式分析，结果见表2-2，对不良品拍片后磨片分析，

从试验结果可以看出，采用常规磨片分析方法，20批产品中只发现第17批中有1粒产品有分层现象，占1/200，其余批次为合格。采用超声波无损探伤方法，同样批次的产品，除发现第17批有2粒产品有缺陷，占2/200，还发现第3批中有2粒产品有缺陷，占2/200、第9批中有1粒产品有缺陷，占1/200。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，第9批、第17批缺陷是内部分层。常规磨片分析方法，由于只能选取一个或几个位置磨片，没有磨片到的位置的缺陷无法判断，因此具有较大的局限性。超声波探伤方式则可以有效的规避这一缺点，可以将mlcc内部任何位置的缺陷探测出来，并可以判断出缺陷的位置。在超声波探测出缺陷位置后，采用磨片法对该位置磨片，则可以判定出缺陷的类型，因此超声波无损探伤的方法更能有效地检测、判定mlcc内部的缺陷和形态。
2.2超声波探伤法剔除不良品后，能保证高压mlcc的可靠性。为了对比效果，首先任选一批2kv高压mlcc产品，取20粒进行击穿电压测试，结果见表2-4。另取80粒做高压加速寿命实验，结果见表2-5。

另外取同样批次2kv高压mlcc产品，通过超声波探伤手段分选出内部没有缺陷的100粒产品，取20粒做击穿电压测试，结果见表2-4;取80粒做高压加速寿命实验，结果见表2-5。
对于高压mlcc产品来说，一粒或多粒产品的内部缺陷都会导致产品的可靠性下降，从而导致整批产品存在重大质量隐患。但从上述试验可以看出，采用超声波探伤手段有效地分选出有缺陷的不良产品，能保证整批高压mlcc的可靠性。
如上所述，超声波无损探伤法的优点很多，但是也有一定局限性，主要表现在检测效率较低，无损探伤检测前对于设备的调试、mlcc产品的排序、mlcc表面的清洁与表面除泡要求很高，否则容易误判为缺陷，因此超声波无损探伤技术不适用于大批量产品的检测分选，局限于对mlcc产品的抽样检测，或者适用于小批量大规格、中高压mlcc的检测分选。
结论:
(1)超声波探伤技术相对传统的磨片分析等方法，能更精确地检测出mlcc内部的缺陷及部位;
(2)采用超声波探伤分选不良品，可以保证mlcc的耐电压性能与可靠性。

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本文来源：东莞市中昊自动化科技有限公司

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