Osservazione e analisi dei materiali ceramici
La ceramica è un materiale che esiste da prima della resina e del metallo. Pur essendo dura e resistente all'attrito e alle alte temperature, la ceramica è stata considerata inadatta all'uso come materiale per i componenti industriali a causa della sua vulnerabilità agli impatti meccanici e alle rapide fluttuazioni di temperatura.
Tuttavia, negli ultimi anni sono state sviluppate ceramiche che hanno superato queste carenze e sono ora utilizzate in assemblaggi elettrici (un esempio tipico sono i condensatori ceramici multistrato (MLCC)), cuscinetti resistenti al calore utilizzati nei motori di automobili e aerei, materiali da costruzione e altre parti fondamentali.
Questa sezione presenta esempi di osservazione e analisi di prodotti in materiale ceramico eseguiti con il nostro ultimo microscopio digitale 4K.
- La necessità di osservare e analizzare i prodotti in materiale ceramico
- Esempi di osservazione di prodotti in materiale ceramico con il nostro ultimo microscopio digitale 4K
- Un unico microscopio è in grado di supportare tutto: dall'osservazione all'analisi, fino alla generazione di report
La necessità di osservare e analizzare i prodotti in materiale ceramico
A metà degli anni '80 è stato possibile effettuare il montaggio superficiale dei componenti su chip, che ha aperto la strada all'utilizzo di condensatori ceramici come componenti su chip. Da allora, i condensatori ceramici sono diventati più piccoli, parallelamente alla crescente densità di integrazione del montaggio su PCB. Le tecniche sofisticate e i sistemi di produzione che consentono di impilare con precisione centinaia di strati di fogli dielettrici in un raggio di appena 1 μm hanno favorito l'elettronica in ogni campo. Tuttavia, i componenti miniaturizzati erano più inclini a presentare un isolamento insufficiente tra gli elettrodi interni, a causa di crepe dovute alla deformazione delle PCB e a graffi nei fogli dielettrici.
Per quanto riguarda i materiali da costruzione, esistono piastrelle funzionali in ceramica con proprietà super idrofile e antivegetative. Dal momento che le ceramiche utilizzate nei materiali da costruzione devono essere altamente resistenti al calore e alle fiamme, l'analisi della composizione è essenziale per mantenere la qualità.
La necessità di osservare e analizzare i materiali ceramici è in aumento, dal momento che i componenti in cui vengono utilizzati diventano sempre più sofisticati e complessi.
Esempi di osservazione di prodotti in materiale ceramico con il nostro ultimo microscopio digitale 4K
Nella maggior parte dei casi, la superficie di un prodotto in materiale ceramico presenta un basso contrasto, che ne rende difficile l'osservazione al microscopio ottico.
Tuttavia, l'obiettivo ad alta risoluzione e il sensore di immagine 4k della Serie VHX consentono l'osservazione avanzata di ceramiche e altri materiali a basso contrasto.
Esempio di osservazione di un condensatore ceramico multistrato (MLCC)
Un MLCC utilizza centinaia di strati ceramici nell’ordine di 1 micron come fogli dielettrici. La ceramica incorporata in questa piccola area può essere osservata utilizzando l'abrasione per rimuovere l'imballaggio.
Anche una piccola fessura presente al momento del montaggio può trasformarsi in una fessura più grande a causa degli impatti meccanici e dell'invecchiamento, e queste fessure più grandi possono portare al cedimento dell'isolamento. Un isolamento insufficiente può causare guasti ai componenti, generare calore e/o incendi. La mancata considerazione di cricche sottili a causa di un ingrandimento o di una risoluzione insufficienti ha rappresentato un problema serio nel processo di ispezione.
Mentre i problemi esterni più minuti sui prodotti in materiale ceramico tendono ad avere un basso contrasto che li rende difficili da osservare, il microscopio digitale 4K della Serie VHX è in grado di osservare tali difetti confrontando le immagini scattate utilizzando sia l'illuminazione in campo scuro che quella in campo chiaro. Questo confronto consente di individuare chiaramente le fessure e i cedimenti dell'isolamento.
Anche quando il campione rivestito di resina presentava una superficie non uniforme a causa di una lucidatura insufficiente, la profonda profondità di campo fornita dall'obiettivo ad alta risoluzione ha contribuito a un'immagine chiara anche di crepe di dimensioni inferiori al micron.
Osservazione della fibra di vetro nel materiale da costruzione ceramico
La fibra di vetro è un materiale inorganico ampiamente utilizzato, caratterizzato da resistenza al calore e alla corrosione e da un'eccellente elasticità e rigidità. Materiali da costruzione ad alta funzionalità sono stati sviluppati includendo la fibra di vetro nelle fibre ceramiche. Questi materiali vantano buone proprietà di isolamento termico, resistenza al calore e resistenza al fuoco. Alcuni esempi del loro utilizzo sono le tende ignifughe e la sigillatura del calore di caldaie e altri forni industriali.
La fibra di vetro tessuta in materiali simili al cotone presenta picchi positivi elevati, picchi negativi bassi e un basso contrasto. Questi problemi impediscono un'osservazione accurata con i microscopi tradizionali.
Il microscopio digitale 4K ad alta definizione della Serie VHX di KEYENCE adotta le più recenti tecnologie, tra cui un obiettivo ad alta risoluzione e un CMOS 4K. Queste tecnologie consentono alla Serie VHX di osservare e analizzare la fibra di vetro nei materiali ceramici da costruzione con immagini chiare in 4K.
La funzione di composizione della profondità è in grado di mettere a fuoco l'intero obiettivo, indipendentemente dalla sua superficie irregolare. La funzione High Dynamic Range (HDR) acquisisce più immagini a diverse velocità dell'otturatore per ottenere un'immagine con un'elevata gradazione di colore, rendendo così possibile l'osservazione con immagini che presentano livelli di dettaglio e contrasto più elevati, tradizionalmente inaccessibili a causa dei limiti di risoluzione e contrasto.
La Serie VHX supporta anche le misurazioni 2D e 3D con un facile utilizzo di immagini ingrandite ad alta risoluzione, che contribuiscono ad un'esecuzione altamente accurata e rapida della serie di operazioni richieste per l'analisi.
Osservazione di graffi sulla superficie di un bordo in ceramica
I microscopi tradizionali forniscono viste diverse a seconda dell'angolo di illuminazione. Queste diverse visioni hanno portato a casi in cui i graffi sui bordi dei materiali ceramici a basso contrasto sono stati trascurati.
Con la Serie VHX, i dati sull'illuminazione omnidirezionale vengono acquisiti automaticamente e l'immagine più adatta può essere selezionata per ulteriori analisi. Inoltre, dopo l'acquisizione dell'immagine, la direzione dell'illuminazione può essere manipolata con il mouse, in modo da illuminare e osservare graffi e altri difetti.
Un unico microscopio è in grado di supportare tutto: dall'osservazione all'analisi, fino alla generazione di report
Il microscopio digitale 4K ad alta definizione della Serie VHX offre un'efficienza eccellente rispetto ai microscopi ottici e digitali tradizionali e consente di eliminare gli errori umani e di garantire un'osservazione e un'analisi accurate.
Le immagini 4K ad alta definizione generate da tecniche di elaborazione ottica delle immagini e di automazione all'avanguardia consentono la misurazione e il conteggio automatico delle aree sui prodotti in materiale ceramico con un funzionamento semplice. Questo contribuisce a produrre risultati di analisi sempre rapidi e sofisticati.
I dati acquisiti o misurati possono essere facilmente esportati sotto forma di report con un formato fisso utilizzando la funzione di report. Questo può essere utile non solo per il controllo della qualità, ma anche per identificare eventuali problemi che possono sorgere e per i successivi miglioramenti del processo.
Dotata di molte altre funzioni avanzate, la Serie VHX può essere un ausilio potente per l'analisi dei difetti dei prodotti in materiale ceramico. Per ulteriori informazioni sui prodotti o richieste di informazioni, fare clic sui pulsanti sottostanti.
