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时间:2025-05-28
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在现代科技发展的浪潮中,材料的微观结构与性能研究成为众多领域突破创新的关键。Shadow moire检测技术,作为一种先进的微观检测手段,正以其独特的魅力和卓越的性能,为科研人员和工程师们打开了一扇洞察材料微观热行为的新窗口。
技术原理
Shadow moire技术基于光的干涉原理,巧妙地利用了光线在经过被测物体时的相位变化来获取物体表面的形貌信息。当一束光照射到具有微观结构或热变形的物体表面时,由于物体表面不同位置的高度差异或热膨胀程度不同,光线反射后会产生相位差。通过特定的光学系统和干涉装置,这些相位差被转化为干涉条纹图案。
在检测中,随着物体温度的变化,其微观结构会发生相应的热膨胀或热变形。Shadow moire技术能够实时捕捉这些变化所引起的干涉条纹的动态演变,通过对条纹图案的精确分析和处理,精确计算出物体表面各点在热作用下的位移量、应变分布以及热膨胀系数等关键参数。这种基于光学干涉的非接触式测量方式,不仅避免了传统接触式测量对被测物体的物理干扰,还能够实现对微观热变形的高灵敏度和高精度检测,其精度可达到纳米甚至亚纳米级别。
检测技术优势
1、超高分辨率与精度
能够清晰地分辨出材料微观结构在热变形过程中的细微变化,为深入研究材料的热性能提供了精确的数据支持。例如,在高温合金材料的研究中,可精确检测到微小晶粒在热循环过程中的微观应变,有助于优化合金的成分和热处理工艺,提高其耐高温性能。
2、实时动态监测
可以实时跟踪材料在加热或冷却过程中的热变形行为,捕捉到瞬态的热变形现象。这对于研究材料在快速热冲击或热循环条件下的性能变化至关重要。
3、非接触式测量
避免了传统测量方法中探针或传感器与被测物体接触可能带来的损伤和干扰,特别适用于对表面质量要求极高、质地脆弱的材料或微纳结构的检测。在光学薄膜材料的研究中,可在不破坏薄膜表面的前提下,准确测量其在不同温度下的热膨胀和形变特性,确保薄膜的光学性能不受影响。
4、广泛的材料适用性
无论是金属、陶瓷、聚合物等传统材料,还是新兴的复合材料、功能材料以及微纳结构材料,Shadow moire检测技术都能有效地对其进行热变形分析,为不同领域的材料研究和应用提供了通用的检测手段。
在电子行业的应用
1、PCB领域应用
在PCB通讯行业中,随着5G等高速通讯技术的发展PCB板的性能要求日益严苛。Shadow moire检测技术发挥着重要作用。
在PCB制造过程中,多层电路板的层压工艺至关重要。不同层间材料的热膨胀系数差异可能导致在后续的加工或使用过程中,因温度变化而产生热应力,进而引发分层、开裂等问题。Shadow moire技术能够精确测量各层材料在不同温度下的热变形情况,帮助工程师优化层压工艺参数,如选择合适的层压温度、压力和时间,确保各层材料之间的热匹配性。
对于PCB上的线路布局,尤其是在高频通讯场景下,线路的微小形变都可能影响信号传输的完整性和稳定性。Shadow moire可以实时监测线路在工作状态下的热变形,检测到线路因电流热效应产生的微观位移和应变,为优化线路设计、提高信号传输质量提供依据。例如,通过检测发现某些高频线路在大功率信号传输时的热变形过大,工程师可以调整线路宽度、厚度或采用散热性能更好的铜箔材料,减少热变形对信号的干扰。
此外,在PCB与电子元器件的焊接连接点处,热循环过程中的热变形可能导致焊接疲劳,影响连接的可靠性。Shadow moire技术能够对焊接点的热变形进行动态监测,评估焊接工艺的质量,及时发现潜在的焊接缺陷,如虚焊、冷焊等,从而提高PCB组件的整体可靠性和使用寿命,保障通讯设备的稳定运行。
FPC局部在不同温度下的变形情况
2、半导体领域应用
在半导体行业,芯片的性能和可靠性与温度密切相关。Shadow moire检测技术在半导体芯片的研发、制造和封装过程中都有着广泛的应用。
在芯片研发阶段,研究芯片材料在不同工作温度下的微观结构变化和热变形行为对于优化芯片设计至关重要。例如,对于硅基芯片,通过 Shadow moire技术可以精确测量硅晶体在高温工作环境下的晶格应变和热膨胀情况,为芯片的结构设计和材料选择提供数据支持,以提高芯片的抗热性能和运算稳定性。
在芯片制造过程中,光刻、蚀刻等工艺步骤对精度要求极高。Shadow moire能够检测芯片在这些工艺过程中的热变形,确保工艺的准确性。例如,在光刻过程中,由于曝光设备的热辐射,芯片可能会产生微小的热变形,影响光刻图案的精度。Shadow moire可以实时监测并反馈这种热变形信息,通过调整工艺参数或优化设备散热系统,保证光刻图案的高质量转移。
在芯片封装环节,封装材料与芯片之间的热匹配性直接影响芯片的散热效率和长期可靠性。Shadow moire技术可用于评估封装材料在不同温度下的热变形特性,帮助选择合适的封装材料和设计封装结构,减少因热应力导致的芯片失效风险。例如,检测发现某种封装胶在高温下的热膨胀过大,可能会对芯片产生挤压应力,此时可以更换热膨胀系数更合适的封装胶或优化封装结构,如增加散热片或改变封装形式,提高芯片的散热性能和可靠性。
Shadow moire检测技术以其独特的原理、卓越的性能优势和广泛的应用前景,在电子行业等众多领域发挥着越来越重要的作用。随着科技的不断进步,我们有理由相信,Shadow moire技术将在微观热变形检测领域继续取得新的突破和发展。
未来,其分辨率和精度有望进一步提高,能够探测到更加细微的热变形现象;检测速度将更快,实现对材料在更高频率热冲击下的动态响应分析;同时,与其他先进技术(如人工智能图像分析、多物理场耦合模拟等)的融合将为电子行业的材料研究和工程应用带来更多创新的解决方案。让我们共同期待 Shadow moire 检测技术在未来为科技进步和产业发展做出更大的贡献,引领我们不断深入探索微观世界的奥秘,推动电子行业迈向新的高度。
如果您在电子行业的科研、生产或质量控制过程中对材料的检测有需求,Shadow moire 技术将是您的理想选择。欢迎关注赛华检测公众号,获取更多关于 Shadow moire技术的最新资讯和应用案例,我们将竭诚为您提供专业的技术支持和解决方案。
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