SAM avançado valida integridade de títulos de difusão

Para testes de qualidade de ligação, a Microscopia Acústica de Varredura oferece precisão e confiabilidade.

As indústrias com aplicações exigentes de ligação de metais dependem cada vez mais da ligação por difusão, um método de união essencial para obter uma interface de alta pureza entre dois metais semelhantes ou mesmo diferentes. O processo envolve a aplicação de alta temperatura e pressão a metais unidos em uma prensa quente, o que faz com que os átomos em superfícies metálicas sólidas se intercalem e se unam.

Para materiais semelhantes, a resistência de união aproxima-se do material base. Para materiais diferentes é uma função dos compostos intermetálicos formados, da espessura da zona intermetálica e de anomalias microscópicas, como vazios, na interface. Para garantir a qualidade da interface, os engenheiros de materiais devem analisar amostras para validar a qualidade da ligação. Sistemas de metrologia são utilizados para caracterizar a interface e fornecer uma análise mais quantitativa.

Se qualquer lado de um conjunto soldado ou brasado puder ser pressurizado, uma verificação superficial de vazamento de hélio poderá ser usada. No entanto, este método é mais uma arte e uma ciência porque é altamente dependente da configuração do usuário e muitas vezes produz resultados inconsistentes. Além disso, a verificação do chumbo de hélio não consegue identificar a localização exata de um vazamento: ela apenas fornece resultados de aprovação/reprovação. Melhores tecnologias e métodos existem hoje.

Devido à imprecisão dos testes de vazamento de hélio, os especialistas em ligação por difusão estão optando por analisar amostras por meio de uma técnica de inspeção muito mais avançada e baseada em dados: Microscopia Acústica de Varredura (SAM).

SAM é um método de teste ultrassônico não invasivo e não destrutivo. O teste já é o padrão da indústria para inspeção 100% de componentes semicondutores para identificar defeitos como vazios, rachaduras e delaminação de diferentes camadas em dispositivos microeletrônicos. Agora, o mesmo rigor de testes de qualidade e análise de falhas está sendo aplicado para validar a integridade dos metais ligados por difusão.

“Ao contrário dos testes de vazamento de hélio, o SAM não só indicará quando há um defeito na ligação, mas também indicará a localização e o tamanho. É essencialmente o equivalente a um raio X dentro da peça, portanto é um método de teste muito mais abrangente para garantir a qualidade”, disse Hari Polu, presidente da OKOS, fabricante de SAM e ultrassônico industrial não destrutivo (NDT) com sede na Virgínia. ) sistemas. OKOS é uma subsidiária integral da PVA TePla AG, Alemanha, e oferece sistemas de inspeção manuais e automatizados para painéis planos, placas finas, discos circulares, alvos de pulverização catódica e ligas especiais.

Hoje, a ligação por difusão oferece benefícios substanciais para diversas indústrias, como a capacidade de unir metais diferentes e ligas de alto valor. A tecnologia também permite aplicações vantajosas para resfriamento conformal, que é usado em moldagem por injeção e fundição sob pressão.

A importância de projetar uma junta metálica diferente geralmente reside no desejo de expor a superfície metálica correta a condições ambientais específicas, onde uma única liga pode não funcionar tão bem. Outra razão é introduzir sistemas de materiais mais leves ou que forneçam um nível de resistência à corrosão que só pode ser alcançado “embalando” metais diferentes.

Os processos comerciais de interesse são titânio para ligas de ferro-níquel, ligas de titânio para aço inoxidável, cobre para aço e até mesmo algumas aplicações de alumínio para metal. O processo também permite o acoplamento entre diferentes ligas do mesmo grupo de materiais, como aço-carbono, aço ferramenta e Al MMC. Como resultado, esta tecnologia atraiu o interesse de engenheiros de projeto nas indústrias de semicondutores, aeroespacial e de energia.

A ligação por difusão também tem um enorme potencial de aplicações para aplicações de resfriamento conformal. O conceito é unir camadas nas quais a geometria do canal de resfriamento seja otimizada para dissipar o calor. Várias geometrias e vários materiais beneficiam desta abordagem. Dependendo do tamanho da prensa comercial, as camadas podem ser coladas até uma altura de pilha de 600 mm.