一种自动检测陶瓷覆铜板钎缝厚度的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种自动检测陶瓷覆铜板钎缝厚度的装置和方法，其中，所述装置包括包括用于放置陶瓷覆铜板的变位工作台，设置在所述变位工作台上方且可移动的超声波换能器，与所述超声波换能器电连接的计算机，所述超声波换能器与所述计算机之间设置有用于对超声波换能器测得的扫描信息进行预处理的组合电路。本发明专利技术提供的装置能够有效检测陶瓷覆铜板的钎缝厚度，同时，检测方法操作简单、工作效率高、检测结果准确性好、适用于大批量生产。

【技术实现步骤摘要】
一种自动检测陶瓷覆铜板钎缝厚度的装置及方法
本专利技术涉及陶瓷覆铜板的制造领域，特别涉及一种自动检测陶瓷覆铜板钎缝厚度的装置及方法。
技术介绍
超声波测厚技术就是通过超声波换能器发射一定频率的超声波进入待测物品内，在待测物体内向前传播的过程中，超声波遇到介质分界面，如钎缝、固液结合面等，入射波长在这些界面产生反射波长，通过分析反射波长包含的频率、传播时间、波形以及幅值类型等信息，将检测到的反射波长的材料声学特性反馈到压电陶瓷晶片由声信号转变为电信号，从而得到钎缝形貌及位置、厚度尺寸、内部缺陷等信息。超声检测具有灵敏度高、检测环境要求低、时间短效率高、结果精准、检测成本低、检测范围大、对人体无伤害等优点，被广泛应用于交通运输、电力、航天航空、国防、船舶、石油和化工等领域。陶瓷覆铜板是将高导电无氧铜与陶瓷表面进行焊接而形成的一种复合金属陶瓷基板，既具有陶瓷的高导热性、高绝缘性、高机械强度以及低膨胀等特性，又具有无氧铜金属的高导电性和优异的焊接性能，易于刻蚀出各种图形，是电力电子领域功率模块封装连接芯片与散热衬底的关键材料。其中，陶瓷覆铜板常用的制备方法分为三种：活性钎焊法、直接覆铜法和化学覆铜法，本专利技术主要针对的是采用活性钎焊法制备的陶瓷覆铜板。目前，陶瓷覆铜板的超声检测主要是针对钎缝焊合率的检测，并未涉及陶瓷覆铜板的钎缝厚度的检测，而钎缝厚度的均匀性会直接影响陶瓷覆铜板钎缝的抗弯强度和断裂韧性，若钎缝的厚度过薄或存在缺陷，钎缝将会在基板热循环过程中发生断裂，进而严重影响电子元器件的工作性能，造成经济损失。<br>因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种自动检测陶瓷覆铜板钎缝厚度的装置及方法，旨在解决现有技术不能有效获取准确的钎缝厚度信息的问题。本专利技术的技术方案如下：一种自动检测陶瓷覆铜板钎缝厚度的装置，其中，包括用于放置陶瓷覆铜板的变位工作台，设置在所述变位工作台上方且可移动的超声波换能器，与所述超声波换能器电连接的计算机，所述超声波换能器与所述计算机之间设置有用于对超声波换能器测得的扫描信息进行预处理的组合电路。所述的自动检测陶瓷覆铜板钎缝厚度的装置，其中，所述组合电路包括依次连接的放大电路、滤波电路以及A/D采样电路。所述的自动检测陶瓷覆铜板钎缝厚度的装置，其中，所述超声波换能器与计算机之间还设置有信号发射电路，所述计算机、信号发射电路、超声波换能器以及组合电路依次电连接并形成闭合电路。所述的自动检测陶瓷覆铜板钎缝厚度的装置，其中，还包括设置于所述变位工作台一侧并与所述计算机相连的翻转夹爪。所述的自动检测陶瓷覆铜板钎缝厚度的装置，其中，还包括与所述变位工作台固定连接的第一支架，与所述超声波换能器固定连接的第二支架，所述第一支架与第二支架通过滑动导轨连接。一种自动检测陶瓷覆铜板钎缝厚度的方法，其中，包括步骤：在计算机的控制下，通过移动超声波换能器对待焊铜板进行扫描，获取所述待焊铜板中各个点的厚度；在所述计算机的控制下，通过移动超声波换能器对陶瓷覆铜板进行扫描，获取所述陶瓷覆铜板中各个点的铜板与钎缝总厚度；通过所述计算机进行数据处理，获取所述陶瓷覆铜板的钎缝厚度并生成钎缝信息的三维云图；利用翻转夹爪使所述陶瓷覆铜板翻转180°，检测所述陶瓷覆铜板另一面的钎缝厚度，并生成相应的钎缝信息的三维云图。所述的自动检测陶瓷覆铜板钎缝厚度的方法，其中，所述在在计算机的控制下，通过移动超声波换能器对待焊铜板进行扫描，获取所述待焊铜板中各个点的厚度的步骤包括：在计算机的控制下，信息发射电路将所述计算机的信号传输至超声波换能器；所述超声波换能器接收到所述计算机的信号对待焊铜板进行扫描，所述计算机实时记录所述超声波换能器的超声波发射时间t1和接收到反射波信号的时间t2以及所述超声波换能器的位移速度；所述计算机对获取的数据进行处理，得到所述待焊铜板中各个点的厚度。所述的自动检测陶瓷覆铜板钎缝厚度的方法，其中，所述在计算机的控制下，通过移动超声波换能器对陶瓷覆铜板进行扫描，获取所述陶瓷覆铜板中各个点的铜板与钎缝总厚度的步骤包括：所述超声波换能器接收到所述计算机的信号，对陶瓷覆铜板进行扫描，所述计算机实时记录所述超声波换能器的波长发射时间t3和接收到反射波长信号的时间t4；所述计算机对获取的数据进行处理，得到所述陶瓷覆铜板中各个点的铜板与钎缝总厚度H1。所述的自动检测陶瓷覆铜板钎缝厚度的方法，其中，所述自动检测陶瓷覆铜板钎缝厚度的方法，其中，所述通过所述计算机进行数据处理，获取钎缝厚度并生成钎缝信息的三维云图的步骤包括：利用所述计算机对所述待焊铜板的厚度进行修正，获得修正后的已焊铜板的厚度H2，将所述陶瓷覆铜板中铜板与钎缝总厚度H1减去修正后的所述已焊铜板的厚度H2，即得钎缝厚度H0，并生成钎缝信息的三维云图。所述的自动检测陶瓷覆铜板钎缝厚度的方法，其中，所述在计算的控制下，通过移动超声波换能器对待焊铜板/陶瓷覆铜板进行扫描之前还包括步骤：对所述待焊铜板和陶瓷覆铜板的表面进行清洗，在清洗后的待焊铜板和陶瓷覆铜板的表面涂覆耦合剂有益效果：本专利技术提供了一种自动检测陶瓷覆铜板钎缝厚度的装置，通过在计算机的控制下，利用超声波换能器对待焊铜板以及陶瓷覆铜板分别进行扫描，获取待焊铜板中各个点的厚度以及陶瓷覆铜板中各个点的铜板与钎缝总厚度，其后，利用计算机对数据进行处理，得到钎缝厚度以及钎缝的三维云图，实现了陶瓷覆铜板的钎缝厚度的有效及准确测量，适用于工业生产。附图说明图1为本专利技术一种自动检测陶瓷覆铜板钎缝厚度的装置结构示意图。图2为本专利技术一种自动检测陶瓷覆铜板钎缝厚度的较佳实施例的流程图。具体实施方式本专利技术提供一种自动检测陶瓷覆铜板钎缝厚度的装置及其方法，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。现有的陶瓷覆铜板的超声检测主要是针对钎缝焊合率的检测，并未涉及陶瓷覆铜板的钎缝厚度的检测，而钎缝厚度的均匀性会直接影响陶瓷覆铜板钎缝的抗弯强度和断裂韧性，若钎缝的厚度过薄或存在缺陷，钎缝将会在基板热循环过程中发生断裂，而严重影响电子元器件的工作性能。基于现有的陶瓷覆铜板的超声检测不能有效获取准确钎缝厚度信息的问题，本专利技术实施例提供一种自动检测陶瓷覆铜板钎缝厚度的装置，如图1所示，其包括用于放置陶瓷覆铜板的变位工作台10，设置在所述变位工作台10上方且可移动的超声波换能器20，与所述超声波换能器20电连接的计算机50，所述超声波换能器20与所述计算机50之间设置有用于对超声波换能器20测得的扫描信息进行预处理的组合电路30，所述超声波换能器20与计算机50之间还设置有信号发射电路40，所述计算机50、信号发射电路40、超声波换能器20以及组合电路40依次电连接并本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动检测陶瓷覆铜板钎缝厚度的装置，其特征在于，包括用于放置陶瓷覆铜板的变位工作台，设置在所述变位工作台上方且可移动的超声波换能器，与所述超声波换能器电连接的计算机，所述超声波换能器与所述计算机之间设置有用于对超声波换能器测得的扫描信息进行预处理的组合电路。/n

【技术特征摘要】
1.一种自动检测陶瓷覆铜板钎缝厚度的装置，其特征在于，包括用于放置陶瓷覆铜板的变位工作台，设置在所述变位工作台上方且可移动的超声波换能器，与所述超声波换能器电连接的计算机，所述超声波换能器与所述计算机之间设置有用于对超声波换能器测得的扫描信息进行预处理的组合电路。


2.根据权利要求1所述的自动检测陶瓷覆铜板钎缝厚度的装置，其特征在于，所述组合电路包括依次连接的放大电路、滤波电路以及A/D采样电路。


3.根据权利要求1所述的自动检测陶瓷覆铜板钎缝厚度的装置，其特征在于，所述超声波换能器与计算机之间还设置有信号发射电路，所述计算机、信号发射电路、超声波换能器以及组合电路依次电连接并形成闭合电路。


4.根据权利要求1所述的自动检测陶瓷覆铜板钎缝厚度的装置，其特征在于，还包括设置于所述变位工作台一侧并与所述计算机相连的翻转夹爪。


5.根据权利要求1所述的自动检测陶瓷覆铜板钎缝厚度的装置，其特征在于，还包括与所述变位工作台固定连接的第一支架，与所述超声波换能器固定连接的第二支架，所述第一支架与第二支架通过滑动导轨连接。


6.一种自动检测陶瓷覆铜板钎缝厚度的方法，其特征在于，包括步骤：
在计算机的控制下，通过移动超声波换能器对待焊铜板进行扫描，获取所述待焊铜板中各个点的厚度；
在所述计算机的控制下，通过移动超声波换能器对陶瓷覆铜板进行扫描，获取所述陶瓷覆铜板中各个点的铜板与钎缝总厚度；
通过所述计算机进行数据处理，获取所述陶瓷覆铜板的钎缝厚度并生成钎缝信息的三维云图；
利用翻转夹爪使所述陶瓷覆铜板翻转180°，检测所述陶瓷覆铜板另一面的钎缝厚度，并生成相应的钎缝信息的三维云图。


7.根据权利要求6所述的自动检测陶瓷覆铜板钎缝厚度的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张德库，罗小阳，何思源，贺琼，唐甲林，
申请(专利权)人：昆山市柳鑫电子有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32