電子組件透視零死角,島津微焦點X光CT系統為非破壞性檢測開啟新紀元

Observation of Crimped Terminals Using X-Ray CT System

(Photo Credit: Freepik)

非破壞性檢測在現代工業技術中扮演著不可或缺的角色。舉凡電子產業、交通運輸工具之機電組件,甚至土木石造營建等等領域,都需於生產製造過程中安插非破壞性檢測環節,避免製程中意外產生的裂縫、含渣等瑕疵改變材料性能、降低強度,進而影響產品可用性甚至危害安全。


非破壞檢測的方法技術五花八門,檢測物件表面的目視法、射線透影法、超音波檢測法、熱影像法,甚至正子造影技術等等都包含於非破壞性檢測的範疇中。作為產業夥伴的最佳後盾,島津不遺餘力推出精銳優秀的非破壞性檢測儀器及前沿的產業解決方案。本文將介紹島津應用於電機工程壓接端子檢測的成功案例,並介紹相對應的準確檢測儀器:微焦點X光CT裝置 inspeXio SMX-225CT FPD HR Plus。

微焦點 X 光 CT 裝置運作原理

在觀看應用案例之前,首先簡介微焦點 X 光 CT 裝置的運作原理。

inspeXio SMX-225CT FPD HR Plus微焦點 X 光 CT 系統是由台灣島津研發的先進檢測設備,其擁有顛覆傳統的進階操作層級與極致的高解析影像品質,專為非破壞性檢測而生,適用於研究、發展或檢測多種材料樣品,不僅限於複合材料、大型鋁壓鑄零件、汽車工程及電子產品組件等等。

儀器的運作原理為利用 X 光產生器發射 X 光穿透樣品,再由 X 光接受器接收,隨著樣品樣品平台 360度的轉動產生不同截面的影像,接著再透過 MPR (Multi Planar Reconstruction, 多平面重建) 技術重建影像,進而實現對物體內部結構的高解析度掃描和分析。除了 MPR外,儀器更可串接 3D 影像處理軟體生成 VR (Volume rendering, 立體渲染圖像),將多個 CT 影像處理、堆疊,在虛擬空間中呈現出一個立體的 3D 影像,重建樣本的三維形狀和結構。不僅可以提供更全面、更直觀的樣本呈像,還能幫助使用者更好地理解樣本的空間結構和內部組成。

 

了解完 CT裝置的運作原理後及兩種成像技術後,接著將往下介紹 inspeXio SMX-225CT FPD HR Plus 應用於壓接端子檢測的優秀案例。

壓接端子檢測案例

壓接端子是以壓接方法連接電線與電氣設備(諸如機械、電路板等等)來傳送電源及信號的部件,廣泛應用於家電、測量設備、FA 控制設備等電氣工程領域。相較於絞線連接、焊接等方法,壓接端子具備容易安裝及拆卸的好處,更具彈性優勢。

壓接端子的品質和強度對於設備的穩定執行至關重要。因此,製程中針對其形狀及強度的檢測及分析必不可少。端子的外觀可透過肉眼及放大儀器進行品質控管,至於端子的內部構造,就能靠島津 inspeXio SMX-225CT FPD HR Plus 微焦點 X 光 CT 系統進行非破壞性檢測分析!

壓接力量品質檢測分析:過強、過弱、正確壓接力道的三種端子比較

恰如其分的壓接力量是壓接端子優良品質的關鍵。壓接時如果用了過多力量,可能會造成端子內部的電線斷裂;若壓接力量不足,則電線可能會從端子中鬆脫。下圖可見三種施予不同壓接力量的端子樣品,從左到右,分別為 ① 壓接力量過強、② 壓接力量過弱以及 ③ 施予正確壓接力量的三種端子。如圖所示,我們無法從外部觀測到明顯的差異。

observation-of-crimped-terminals_1

圖 2,三種壓接端子外觀,從左到右分別為 ① 壓接力量過強、② 壓接力量過弱、 ③ 施予正確壓接力量的端子

Fluoroscopic Images X 光透視影像

透過 X 射線透視影像,我們可以看見 ① 過強壓接端子的線端高度明顯低於後兩者。另一方面,② 過弱壓接端子的內部則存有凹槽,從正面及側面影像皆可明顯觀察到(如箭頭標示處)

observation-of-crimped-terminals_2

圖 3,X 光透視影像正面影像。紅色箭頭處可見 ②過弱壓接端子內部有三道凹槽。

observation-of-crimped-terminals_3

圖 4,X 光透視影像側面影像。紅色箭頭處可見 ②過弱壓接端子內部有三道凹槽。

 

CT 掃描影像(含 CT 切面斷層影像及 VR 立體渲染圖像)

透過立體渲染軟體 VGSTUDIO MAX1(Volume Graphics GmbH)的幫助針對樣本進行了 CT 掃描並生成截面影像及 3D 影像如下。我們可以觀察到 ① 過強壓接端子內部的電線因被施予過強壓力而遭壓碎,電線也因過度橫向擴散產生空隙;② 過弱壓接端子中的電線雖然沒有被壓碎,卻可見電線之間的明顯空隙;相比前兩者,施予正確壓接力量的樣本 ③ 則呈現電線適度壓碎且緊密貼合狀態。

observation-of-crimped-terminals_4

圖 5,三種壓接力量樣本的 CT 影像及 3D VR 影像

除了視覺觀測,檢測人員更可從影像測量端子內部的寬度、高度、面積,並計算出端子內部的空隙面積比,透過可量化的數據標準,將能大幅提升品質控管的效率及正確率。

 

壓接不良的端子產品將可能導致連接失效、導線鬆動甚至短路等問題。有了inspeXio SMX-225CT FPD HR Plus微焦點 X 光 CT 系統的幫助,檢測人員將能在無需破壞樣本的前提下一目瞭然壓接端子的內部結構及連接狀況,並根據分析結果將最佳壓接條件反饋予製程,從而提高產品的合格性與穩定性,締造傑出的品質與效能。詳細案例請點擊 Shimadzu:Observation of Crimped Terminals Using X-Ray CT System 觀看。

非破壞性檢測產品推薦

inspeXio SMX-225CT FPD HR Plus 微焦點 X 光 CT 系統

smx225ct_fpd_hr_plus/inspexio_smx225ct_fpd_hr_plus

顛覆傳統的進階操作性和極致影像品質的高效微焦點 X 光 CT 系統,配備島津微焦點 X 光發生器及大型高解析度平面檢測器。相當 1千4 百萬畫素的輸入解析度和增強的高輸出微焦點 X 光發生器,讓 CT 影像具備大視野、高解析度和高對比。此外更配備改進的 HPC inspeXio 高效能計算系統,處理影像更為快速。適用於研究、發展或檢測多種樣品,將帶領團隊體驗非破壞性檢測的嶄新境界。