無損檢測技術(shù)在達林頓管篩選中的應(yīng)用

盧富強 張文才 閆德立

（中國空空導(dǎo)彈研究院，河南 洛陽 471009）

無損檢測技術(shù)在達林頓管篩選中的應(yīng)用

盧富強 張文才 閆德立

（中國空空導(dǎo)彈研究院，河南 洛陽 471009）

達林頓管又稱復(fù)合管，可以應(yīng)用于大功率開關(guān)電路、電機調(diào)速、逆變電路和驅(qū)動小型電機等。本文基于達林頓管的結(jié)構(gòu)，利用DR成像檢測法、超聲波C掃檢測法對達林頓芯片焊接空洞進行分析，來確定達林頓管的檢測方法及判別依據(jù)。結(jié)果表明可以采用DR成像法對達林頓管進行篩選。

達林頓管；焊接空洞；超聲C掃；DR成像檢測

1 達林頓管的作用及結(jié)構(gòu)

達林頓管又稱復(fù)合管，可以應(yīng)用于大功率開關(guān)電路、電機調(diào)速、逆變電路和驅(qū)動小型電機等。但是，由于達林頓管芯片的焊接易形成焊接空洞，焊接空洞會導(dǎo)致達林頓管散熱性能受到較大影響，尤其在大功率電路中，過多的焊接空洞往往使達林頓管芯片燒毀導(dǎo)致產(chǎn)品故障。

達林頓管的結(jié)構(gòu)是將硅芯片焊在銅制基座上，然后再將銅板焊在鋼制外殼上，最后密封包裝。圖1是達林頓管的結(jié)構(gòu)原理圖；圖2、3是達林頓管實物圖及解剖圖。

芯片與銅芯片座的焊接采用錫鉛合金，焊層質(zhì)量不好會造成焊接空洞，這是達林頓管后期失效的一種隱患。銅芯片座和鋼管殼之間采用高溫釬焊，銅芯片座和鋼管殼的熱導(dǎo)率較高，而且導(dǎo)熱面積很大，對達林頓管熱阻的影響較小。如果用X射線透照，其成像為平面圖像，若底片上有空洞之類的缺陷，不能分辨出空洞分布在哪個界面［1］。本文通過解剖驗證及超聲C掃圖像和DR成像檢測對比來確定檢測方法及判別依據(jù)。

圖1 達林頓管結(jié)構(gòu)原理圖

圖2 達林頓管外觀

表1 2只達林頓管的DR圖像對比

圖3 達林頓管開帽及摘除除芯片后圖片

2 DR 成像檢測

實時成像X射線透照方向如圖4所示。選取編號為a、b的2只X射線實時成像空洞形貌不同的達林頓管，對比去除芯片前后空洞圖像的變化情況。

圖4 達林頓管芯片透照方式

編號為a的達林頓管經(jīng)射線DR成像，芯片周圍無空洞顯示，芯片上有條狀空洞顯示，且多為橢圓形，如表1所示；通過磨削去除編號為a的達林頓管芯片，再次對其進行DR成像，如表1所示，可以看出整個芯片部位無空洞顯示。

編號為b的達林頓管經(jīng)射線DR成像顯示空洞較大，形狀各異，而且空洞伸出芯片部位，芯片周圍部位也存在相同形貌的空洞顯示，如表1所示；通過磨削去除編號為b的達林頓管芯片，再次對其進行DR成像，如表1所示，可以看出整個芯片部位空洞形貌基本沒有變化。

3 結(jié)果與討論

通過解剖分析及DR成像與超聲C掃圖像對比分析可以得出以下結(jié)論：①DR檢測圖片顯示白色區(qū)域為焊接不良區(qū)域，且空洞多數(shù)均存在于管殼與基座焊接層，只有少量是芯片與基座焊接層的空洞；②形狀不規(guī)則的大片空洞，尤其是跨越芯片和基座上的空洞為銅基座和鋼殼體之間的空洞，而不是芯片與基座之間空洞；③在銅基座上兩條排氣槽之間的長形橢圓空洞為芯片與基座之間焊接空洞，這是由于形成空洞時表面張力收縮受到排氣槽限制而成；④由于采用超聲C掃需要破壞達林頓管，故不能用于達林頓管的篩選。目前可以采用DR成像檢測對達林頓管進行檢測。

4 結(jié)果驗證

之后對近千件的達林頓管檢采用X射線DR成像檢測法進行篩選，按照試驗結(jié)果進行達林頓管空洞判別后進行篩選，不合格率明顯降低，總體不合格率小于25%。并且篩選出的合格產(chǎn)品在使用過程中未出現(xiàn)任何問題，說明可以采用DR成像法對達林頓管進行篩選。

［1］鄭世才.射線檢測［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2003.

Application of Nondestructive Testing Technology in Darlington Tube Screening

Lu FuqiangZhang WencaiYan Deli
（China Airborne Missile Academy,Luoyang Henan 471009）

Darlington tube,also known as composite pipe,can be used for high-power switching circuit,motor speed, inverter circuit,drive a small motor.In this paper,based on the structure of Darlington tube,the welding hole of Darlington chip was analyzed by DR imaging method and ultrasonic C scanning method,to determine the detection method and discrimination basis of Darlington tube.The results showed that the DR imaging method could be used to screen the Darlington tube.

darlington tube；welding void；ultrasonic C sweep；DR imaging detection

TG115.281

A

1003-5168（2017）05-0064-02

2017-04-06

盧富強（1982-），男，本科，工程師，研究方向：無損檢測新技術(shù)及其應(yīng)用。