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X-ray和C-Sam(超声波扫描)的区别与应用

2024-10-23 10:16:29

                                                     ?X-ray介绍

X射线检测技术利用其对不同密度材料的穿透力差异,通过测量样品各部分对X射线的吸收程度,来检测内部缺陷。这种技术能够捕捉到材料内部结构的细微差异,将它们转化为不同灰度级的X射线图像。通过使被检测物体进行多角度旋转,可以获得不同视角下的图像,从而更全面地评估物体的内部状况。



该技术广泛应用于检测电子元器件的焊接质量,能够发现诸如焊点桥接、焊渣飞溅、焊锡分布不均以及焊点空洞等潜在问题。这种检测方式对于确保电子设备的性能和可靠性至关重要。


?C-Sam(超声波扫描)介绍:

超声波检测技术通过在介质中传播的声波来识别材料内部的差异。当超声波遇到不同密度或弹性特性的区域时,会产生反射回波,这些回波的强度会随着材料密度的不同而变化。C-Scan技术利用这一现象来检测材料内部的缺陷,并将接收到的信号变化转换成图像。


在常规芯片检测中,红色通常用来表示分层现象。如果检测到疑似分层的信号,需要与良好样品的波形进行对比,以进行更准确的判定。

超声波检测技术特别适用于分析塑封集成电路(IC)的分层、裂纹和空洞;陶瓷电容器的空洞和材料密度;功率器件的焊接质量;倒装芯片的填充料质量;以及印刷电路板(PCB)的爆板缺陷等。这些缺陷往往是X射线检测技术难以识别的,超声波检测提供了一种补充的检测手段。


?X-ray和C-Sam检测优缺点

X-ray检测优缺点

优点: 检测成像速度快,通过穿透射线的衰减得到的俯视透射图像,被检结果直观显示。适用于检测体积缺陷,或具有一定厚度的缺陷。

缺点:检测成本高,对材料密度差异不明显的材料成像显示不精准,仅对金属材料检测敏感;对人体有电离辐射危害,检测时必须做好安全防护。

  • C-Sam检测优缺点

优点: 

不损害被检工件,操作简单,人工设置好参数,实现自动化扫描;高频超声探头收集信号波信息精准,可以生成高清超声C-Scan图像;检测材料范围广,可检测金属、非金属、复合材料等;可以对缺陷位置定位定量;超声检测比X-ray检测具有较高的灵敏度,检测时间短、成本低、效率高,最重要的是对人体没有伤害。

缺点:超声波传播需要介质,在真空传播超声信号容易消散,信号波弱。一般借助耦合剂纯净水为介质,当然采声研发空耦超声设备可以解决不能浸入液体的工件,例如电池材料等。


?X-ray和C-Sam区别
C-Sam与X-ray是相互补充的无损检测的方法手段,它们主要的区别在于展现样品的特性不同。
X-ray对于分层的空气不是非常的敏感,裂纹和虚焊是不能被观察到的,除非材料有足够的物理上的分离,可以看到空洞、裂缝、分层,但不能判断出缺陷在哪个层面。超声波能穿透密集的和疏松的固体材料,但它对于内部存在的空气层非常的敏感,空气层能阻断超声波的传输。确定焊接层、粘接层、填充层、涂镀层、结合层的完整是C-Sam独特的性能。
在检测时,做X-ray检测,可以非常清晰地看到芯片边缘的Pad,但无法观察到芯片中间粘接处的缺陷,C-Sam则弥补了这个缺陷,可以非常清楚地看到芯片中间粘接处的分层缺陷。

?X-ray和C-Sam检测标准

X-ray相关

GB/T 19293-2003对接焊缝X射线实时成像检测法
GB/T 17925-2011气瓶对接焊缝X射线数字成像检测
GB/T 35367-2017潜水器钛合金对接焊缝X射线检测及质量分级
GB/T 37930-2019无损检测仪器 汽车轮毂X射线实时成像检测仪技术要求
GB/T 36071-2018无损检测仪器 X射线实时成像系统检测仪技术要求
GB/T 23909.1-2009无损检测 射线透视检测 第1部分:成像性能的定量测量
GB/T 23909.2-2009 无损检测 射线透视检测 第2部分:成像装置长期稳定性的校验
GB/T 23909.3-2009 无损检测 射线透视检测 第3部分:金属材料X和伽玛射线透视检测总则
YY/T 0829-2011正电子发射及X射线计算机断层成像系统性能和试验方法
GB/T 23664-2009汽车轮胎无损检验方法 X射线法
GB/T 26592-2011无损检测仪器 工业X射线探伤机 性能测试方法
GB/T 26593-2011无损检测仪器 工业用X射线CT装置性能测试方法
GB/T 26594-2011无损检测仪器 工业用X射线管性能测试方法
GB/T 26836-2011无损检测仪器 金属陶瓷X射线管技术条件
GB/T 26837-2011无损检测仪器 固定式和移动式工业X射线探伤机
GB/T 26838-2011无损检测仪器 携带式工业X射线探伤机
GB/T 26835-2011无损检测仪器 工业用X射线CT装置通用技术条件
GB/T 23600-2009镁合金铸件X射线实时成像检测方法

C-Sam检测相关

TB/T 3256.2-2011机车在役零部件无损检测 第2部分:轮箍、整体辗钢车轮轮辋超声波检测
TB/T 1618-2001机车车辆车轴超声波检验
TB/T 2047.3-2011铁路用无损检测材料技术条件 第3部分:超声波检测用探头
TB/T 2959-1999滑动轴承 金属多层滑动轴承 粘结层的超声波无损检验
TB/T 3105.2-2009铁道货车铸钢摇枕、侧架无损检测 第2部分:超声波检验
JB/T 6012.4-2008内燃机 进、排气门 第4部分:摩擦焊气门 超声波检测
JB/T 8931-1999堆焊层超声波探伤方法
JB/T 9630.2-1999汽轮机铸钢件 超声波探伤及质量分级方法
JG/T 203-2007钢结构超声波探伤及质量分级法
SY/T 6764-2009钻柱构件螺纹超声波检测方法
GB/T 25151.1-2010尿素高压设备制造检验方法 第1部分:不锈钢带极自动堆焊层超声波检测
GB/T 7736-2008钢的低倍缺陷超声波检验法
GB/T 3310-2023铜及铜合金棒材超声检测方法

?结论
X-ray主要针对PCB、PCBA、BGA、SMT等进行焊点检查,是否存在裂缝、开路、短路、空洞、分层等缺陷。X-ray对样品外观尺寸没有要求,圆形、不规则形状都可以,只要能穿透即可进行检测,主要检测样品内部金属材料(金属铝除外)组成部分的缺陷。
C-Sam主要是针对半导体器件、芯片、材料内部的失效分析,可以检查:
1、材料内部的晶格结构,杂质颗粒,夹杂物,沉淀物;
2、内部裂纹;
3、分层缺陷;
4、空洞,气泡,空隙等。
可根据实际需求,结合使用这两种方法进行缺陷检查。C-Sam要求样品表面要平整,表面很粗糙、球面或者内部有很多气泡的样品无法检测,如C-Sam不能检测BGA内部空洞异常。X-ray与C-Sam作为常用的无损检测的方法手段,可以相互补充,提高缺陷的检出率。
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