一、逆變器裝配完成后的內(nèi)部結(jié)構(gòu)無損檢測
1、接插件對插后的無損檢測
新能源汽車逆變器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)復雜。PCBA之間的連接通常會涉及到非目視對接以及盲插。內(nèi)部模塊化的逆變器產(chǎn)品一旦裝配完成,就無法確認模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)的組裝狀態(tài)。
現(xiàn)階段,電控企業(yè)采取的是通過線下電性能測試來確認模塊的功能完善性。EOL電性能測試,只能保證逆變器產(chǎn)品在下線時的功能是否滿足要求,卻無法保證元器件接觸狀態(tài)是否可靠,依舊可能會存在虛接、錯位的風險。
逆變器裝配后主要的失效模式有如下情況:
首先,在生產(chǎn)過程中,由于尺寸公差的累加,或者PCBA貼片焊誤差,或者PCBA裝配后產(chǎn)生形變等一系列生產(chǎn)工藝的變化,都可能讓接插件匹配偏離設(shè)計,而導致電氣連接失效。
如下圖中,大電流銅排的公端貼在一塊PCBA上,母端貼在另一塊PCBA上,再通過盲插將PCBA之間連接起來。這時,所有的接插狀態(tài)被遮擋,通過常規(guī)檢測手段無法探測公端和母端之間是否實現(xiàn)了合格的連接。
其次,在焊接時,可能會出現(xiàn)貼片位置不準、盲插插歪了(或者沒插上)、插的外力太大,導致母端被撐大等等,以至于公母端接觸不良,就可能導致大電流狀態(tài)下,因銅排接觸不良而溫度上升。如果工作溫度持續(xù)超過限定的工作溫度,逆變器內(nèi)部零部件就可能產(chǎn)生失效。
而EOL下線電性能測試,難以發(fā)現(xiàn)接觸不良這類物理性質(zhì)的問題,無法覆蓋上述相關(guān)失效,從而影響產(chǎn)品可靠性。
此外,多合一控制器 PCBA的數(shù)量變多,連接端口更多,存在的風險也更高。
為避免以上情況,逆變器組裝產(chǎn)線中需要增加逆變器下線后對內(nèi)部元器件接觸狀態(tài)的無損檢測。
蔡司工業(yè)CT的解決方案中,不僅可以根據(jù)X-RAY的探傷原理將不同原材料的結(jié)構(gòu)件區(qū)分開來,更可以使用測量型CT,在做3D探傷的同時,對復雜結(jié)構(gòu)直接進行尺寸測量,從而減少檢測工時,同時又避免了因為頻繁調(diào)整測量基準而帶來的尺寸偏差。
2、PCBA電路板、走線、錫焊質(zhì)量檢測
2D X-RAY在逆變器及各個子零件的生產(chǎn)過程中,作為一個探傷檢測設(shè)備并不少見。但是,隨著產(chǎn)品工藝越發(fā)復雜,結(jié)構(gòu)越來越繁瑣,2D的探傷逐漸無法完全覆蓋現(xiàn)在的重要失效模型。故而3D工業(yè)CT技術(shù)也逐漸被引入產(chǎn)線生產(chǎn)過程中。尤其是斷層掃描技術(shù)對探測逆變器內(nèi)部復雜的連接結(jié)構(gòu)有著先天的優(yōu)勢。
集成電路板組裝后可能會出現(xiàn)裝配缺陷。無損檢測可對PCBA板的焊球質(zhì)量、焊錫缺陷、連接線短路、元器件缺失等進行檢測。半導體邏輯器件檢測中,有多種材料需要達到很好的襯度,便于區(qū)別。同時在失效檢查中,需要進行無損檢測,避免結(jié)構(gòu)破壞。
蔡司的高分辨率和高精度工業(yè)CT可以獲取完整的PCB圖像,通過重構(gòu)清晰的三維模型,了解內(nèi)部缺陷和連接情況;通過高級復合材料偽影縮減(AMMAR),清晰的區(qū)分出定位銷和塑料;可一次性掃描多樣件,通過多樣件拆分功能,自動分割成單獨體積。
蔡司的高分辨率和高精度工業(yè)CT可無損檢測PCB內(nèi)部走線狀態(tài),并進行截面分析;元器件焊接后,通過重構(gòu)清晰的三維模型,了解內(nèi)部缺陷和連接情況。對每層layer的狀態(tài)進行確認。
3、PCBA上貼片質(zhì)量檢測
蔡司的高分辨率和高精度工業(yè)CT可以對PCBA上的貼片進行多角度掃描,并進行觀測。可以快速準確的確認失效元器件的位置和尺寸。
上圖中的紅色框內(nèi)為有缺陷的元器件,失效點可以通過測量相關(guān)數(shù)據(jù)信息,供工程師進行判斷。
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