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超声波若何捕获电容器缺点

大大都MLCC绝对自制,可是当电容器生效时,效果可以或许是从视频图象的细小变更到体系完整毛病。是以,他们的测试很主要。

多层陶瓷片状电容器(MLCC)经由进程存储能量并在须要时开释能量来使命。它们由具有薄金属电极和较厚陶瓷电介质或绝缘体的瓜代层的重叠组成。因为它们的分层规划,MLCC很是适合经由进程声学显微成像(AMI)东西停止查抄。

该东西将超声波脉冲发送到MLCC的外表,并领受并阐发整机外部的回波。它以每秒30,000次的速率履行此使命,同时在其外表上方的MLCC上停止扫描。终究成果是MLCC外部的声学图象,包罗规划缺点。

回波仅来自资料界面,即一种资料与另一种资料打仗。在半导体器件中,这可以或许是模塑料和硅之间的界面,因为两种资料的声阻抗(声速x密度)值差别很大,是以反响会很强。

用于查抄IC器件的AMI东西的操纵员可以或许正在处置几到几个深度的特点,可是即便是小的高压MLCC也会具有数百个陶瓷和金属的瓜代层。在固体资料之间的界面处,一局部脉冲被反射,一局部经由进程界面传输。若是陶瓷和金属的声阻抗相互很是差别,则在前几层以后,发射的脉冲可以或许会完整衰减。可是,MLCC中陶瓷和金属的声阻抗略有差别,是以即便有数百层,回波也可以或许脉冲进入MLCC的底层并从其反射。

MLCC的电气毛病可以或许始于在组件建造时代捕获的氛围同化物。同化物大抵可分为两种:空地和分层。空地存在于电介质中,为球形或几近任何其余外形,但凡是比分层更立体。分层凡是是电介质和电极之间的扁平气穴。

在热轮回的机器和电应力感化下,空地和分层城市扩展,从而引发介电击穿。当经由进程两个电极层之间的电介质组成导电途径并变为泄露途径或短路时,就会产生毛病。

是以,在将MLCC装置到板上之前(或在须要时乃至在装置以后),在MLCC中查找任何空地或分层或其余气隙也是无益的。不管AMI东西是对单个MLCC仍是对全部MLCC托盘成像,成像进程都遵守以下挨次:

换能器收回一个脉冲,并经由进程水柱传布3mm摆布,达到MLCC外表上的切确xy地位。

水和MLCC外表之间的界面将一局部脉冲反射回换能器,在那边记实其传布时候(以纳秒为单元),以供给换能器与MLCC之间切确间隔的记实。

脉冲的另一局部穿过界面并传布到包罗电容器的陶瓷金属层中,在该处金属在每一个资料界面处都被轻细反射。

在电容器内,若是脉冲撞击到充气空地或分层的顶外表,则现实上一切脉冲城市反射到换能器上,在那边丈量其幅度,达到时候和其余一些特点。由它制成的像素将是亮白色或亮白色,这两种色彩凡是用于唆使最大幅度的反射。

若是脉冲不撞击到固体-氛围界面,它将持续达到电容器的底部,并从那边反射回换能器。经由进程穿梭这么多的最小反射界面(去处和前往),脉冲/回波将落空能量。

图1示出了具有较大外部缺点的MLCC的声像。向组成全部声像的数千个xy地位中的每一个地位收回一个脉冲,而后将左边色彩图中的色彩分派给每一个地位。绿色像素代表二极电极组,白色代表四周的包装。


外局部层大的MLCC的声像
图1:外局部层较大(白色)的MLCC的声像

左边地区中的纯白色表现具有最高振幅的回波。该地区是分层中电极与氛围之间的界面。不超声波脉冲在该地区传布得更深,因为即便这些氛围的厚度仅为微米的一小局部,这些频次的超声波也不会在氛围中传布。

图2中显现了一盘颠末声学成像的MLCC托盘的一小局部,同时从电容器内的一切深度搜集反响,以建造此图象。成果是一切气隙缺点都是可见的,可是此图象中不信息来必定其评价深度的挨次。是以,每一个步骤都可以或许制成声波横截面或零丁的图象。

MLCC托盘的一局部; 白色特点是缺点
图2:MLCC托盘的一局部;白色特点是缺点

六个电容器中的三个具有氛围缺点。缺点中的四个是小的空地,可是第五个是大规模分层,在电容器内归并了未知数目的层。在此图象中,只要少许缺点的两个电容器此时可以或许在电气上可行,但第五个电容器几近必定不是。

托盘中的大批MLCC经由进程主动AMI东西疾速成像。在组装中利用大批电容器之前,应先去除被标识为具有缺点的MLCC。

图3显现了在统一MLCC中成像的两个(六个)级别的声像。为了从每一个深度天生零丁的声像,设置了一个门,告知换能器中的回波领受器利用其达到时候标明它们发源于深度A和深度B之间的回波来天生零丁的图象。

MLCC中门3和4的成像
图3:MLCC中3号和4号门的成像

在总时候跨度的前六分之一中达到的回波被分派给门1,并显现为零丁的图象。接上去的第六个分派给第2个门,依此类推。成果是一个图象序列,显现了六个平均厚度的切片中的电容器外部。若是须要,可以或许有数百个或更多的切片,并且它们可以或许具有差别的厚度,规模从极薄到极薄。当有须要晓得组件内特定深度处存在哪些特点时,这是一种很是有效的成像形式。

该电容器中两个重叠中的每一个重叠中的极板是错开的。若是将浇口4中的两个板(在底部)推到一路,它们的标的目的将与浇口3中的板(在顶部)不异。

整体而言,该电容器具有太多的空地,没法停止组装。大大都空地仅在两个图象之一中可见,可是在两个图象中都可以或许看到一些可以或许接近或位于两个板之间边境的空地。

另有一些较暗的特点是位于给定门上方的空地或分层的声学暗影。此中两个用白色和绿色的点标记。带有两个标记的名目必须位于1号门或2号门的上方。

这是产生的任务:来自换能器的脉冲撞击门1或门2的特点,并反射到换能器,从而“耗损”了该xy地位的回波。不超声波在该地位传布得更深,是以,当换能器搜集来自门3和4的回波时,在该xy地位不任何东西,这依然是一个暗像素。

可以或许利用约莫十二种其余AMI东西成像形式来成像MLCC。一种成像形式可按照须要经由进程MLCC中的很多垂直立体停止非粉碎性横截面。另一种成像形式从三个维度显现外部特点。

另一种形式是对MLCC外表的平展度停止成像,而另一种形式则是对单个超声频次停止成像。

另有一种体例,对大功率MLCC特别有效,它可以或许将可以或许禁止超声的一切外部特点成像为声影,如图3所示。具体操纵如图4所示。


将外部缺点成像为暗影
图4:将外部缺点成像为暗影

该体例仅在脉冲传布到电容器的底部并前往而不碰到可成像的特点时才搜集回波(如图中中间所示)。回波会有所衰减,但会在刚好适合的时候达到分派给它的门。声学图象将在此xy地位显现灰色像素。

图4的左边是在浅深度碰到圆形空地的脉冲的途径。未被空地的倾斜侧散射的超声将在换能器的标的目的上反射。可是,因为间隔较小,是以达到时候太早,是以没法搜集。可是不超声波会达到空地正下方的底部。它四周的地区将从底部反射,并建立一个灰色像素。而后,在声像中,卵形脉冲将为玄色(在准确的时候未领受到任何回波),但被灰色像素包围。

右下角的立体分层根基上具有不异的运气。当脉冲撞击时,超声波会被反射,可是它达到得太早而没法进入恰当的门。像空地一样,它变成了灰色场中的玄色声学暗影。

是以,全部声学图象将显现出作为暗中特点(声学暗影)的空地和分层。因为空地和分层在任何深度都是无害的,是以任何表现出阴暗特点的电容器都将被抛弃。因为仅存在缺点就足以使这类电容器不及格,是以缺点的深度并不主要。

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