Fraunhofer-Gesellschaft

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Prüfung von Klebverbindungen mit Thermographie und thermischen Wellen

Testing of bonded structures by means of thermography and thermal waves
 

Schindel-Bidinelli, E. ; SWIBOTECH GmbH, Bülach:
11. Internationales Symposium Klebetechnik und Umwelt. Leistungsfähigkeit der modernen Klebetechnik
Bülach, 1997
S.335-347 : Lit.
Swissbonding <11, 1997, Rapperswil>
Schweizer Fachtagung Kleben <11, 1997, Rapperswil>
Deutsch
Konferenzbeitrag
Fraunhofer IZFP ()

Abstract
Die zerstörungsfreie Prüfung mit thermischen Methoden basiert auf dem Nachweis unterschiedlicher thermophysikalischer Materialeigenschaften. Fehler in Klebverbindungen stellen Barrieren für die Wärmediffusion dar. Sie sind daher mit thermischen Verfahren nachweisbar. Das Prüfobjekt wird impulsförmig oder periodisch an der Oberfläche erwärmt, Bei der Diffusion der Wärme in das Materialinnere bilden sich unter der Oberfläche liegende Defekte in einem Temperaturkontrast an der Probenoberfläche oder bei entsprechend dünnen Prüfobjekten auch an der Rückseite ab. Durch die Messung der Response-Zeit bei der Impulstechnik oder auch der Signalphase, bezogen auf die Anregung bei periodischer Erwärmung, können Aussagen über die Tiefenlage einer Fehlstelle getroffen werden. Zur schnellen Prüfung ausgedehnter Objekte werden Infrarotkameras eingesetzt. Bei Anwendung von Scantechniken in Kombination mit Probenheizung durch fokussierte Laserstrahlung können auch hochaufgelöste (mikroskopische) Bilder des Prüfobjektes erhalten werden. Hiermit lassen sich beispielsweise auch Klebverbindungen von Mikrosystemen prüfen. Die Analyse der Response-Zeit bzw. des Phasensignales erlaubt es auch, die Dicke von Lackbeschichtungen zu ermitteln, wobei die gesamte Technik berührungslos arbeitet und daher auch eine Prüfung an noch nicht ausgehärteten Lacken möglich ist. Die verschiedenen Verfahrensvarianten mit Impuls- und Lock-In-Technik werden anhand von Beispielen aus der Prüfpraxis demonstriert.

 

Nondestructive testing by means of thermal methods is based on detection of different thermophysical material properties. Defects in bonded structures are a barrier to thermal diffusion. Thus, these defects are detectable with thermal methods. The testing object is heated by a heat pulse or periodically at its surface. Near-surface defects lead to a contrast in temperature at the surface or in very thin specimens on the back side during the diffusion of heat into the material. By measuring the response time with the pulsed technique, as well as the signal phase according to the excitation, caused by the periodical heating, information about the defect depth can be obtained. For fast testing of large objects, infrared cameras are used. By applying scan techniques in combination with a heating of the specimen with a laser, high-resolution (microscopic) images of the specimen can be obtained. This method, e.g., can be applied for microsystems. The analysis of the response time or the phase signal provides the possibility to determine the thickness of lacquer coatings. As this is a contactless technique, it is also possible to test lacquers which are not yet completely cured. The various testing possibilities by means of pulsed and lock-in techniques are demonstrated with examples.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/PX-30170.html