La prueba de penetración de tinte microscópico de fluorescencia + es una técnica que combina dos métodos de inspección comúnmente utilizados para la detección de anomalías de la superficie, como grietas, porosidad, vueltas, deslaminaciones y otras discontinuidades. Este enfoque conjunto está destinado a resaltar y resolver anomalías de la superficie gracias a la infiltración irreversible con un marcador fluorescente. Por lo tanto, los métodos de inspección basados en fluorescencia son obligatorios o altamente recomendados por diferentes regulaciones internacionales y libros de referencia para materiales espaciales en el caso de superficies no porosas: ASTM international (ASTM E1417), MIL-STD estándares MIL-STD-750 y MIL- STD-833 (Agencia de Defensa y Logística de EE. UU.) Y “Materiales y procesos para aplicaciones de naves espaciales y alta confiabilidad” (Barrie Dunn, Springer 2015).
Otras características de la técnica son:
- Carácter no destructivo.
- Económico.
- Requiere preparación de la muestra.
- Mayor sensibilidad que los métodos convencionales de microscopía óptica.
Ejemplos prácticos
Las principales ventajas de la técnica radican en la especificidad dual de los fenómenos de fluorescencia que se activan exclusivamente bajo una longitud de onda de iluminación específica (color de luz de excitación) y proporciona una emisión de luz específica de longitud de onda (color de emisión específico). Esto nos permite identificar inequívocamente las anomalías de la superficie difíciles de resolver mediante la inspección a simple vista. Debido a la simplicidad, el carácter no destructivo y la alta sensibilidad tanto en la prueba de penetración de tinte convencional como en la prueba de penetración de tinte de microscopía fluorescente se usan comúnmente no solo en los sectores espacial y aeroespacial sino también en otros campos que requieren materiales completamente libres de grietas, tales como Como industria del petróleo y gas y generación eléctrica.
En Alter Technology, los testículos penetrantes de colorante se utilizan de forma rutinaria para verificar la hermeticidad de las partes de EEE mediante inspección visual de fluorescencia.
Para mejorar la calidad de nuestros procesos de inspección, también se incluyen en el protocolo de verificación de dispositivos montados en superficie de alta confiabilidad y otros sistemas de PCB. La figura muestra un ejemplo representativo de la última aplicación. Las imágenes de la izquierda corresponden a la sección transversal de un dispositivo con cable SMD soldado. En la figura en la parte superior es evidente la presencia de una grieta en la soldadura, sin embargo, esta imagen óptica no revela la longitud real de la grieta. En este caso, la microscopía de fluorescencia se utiliza para revelar cómo se extiende la grieta a lo largo de la interfaz del cable de soldadura y determinar la longitud de la grieta, que es un criterio crítico de rechazo / aceptación.
Imagen óptica
Microscopía de fluorescencia tras infiltración de tinte.
Grieta que se extiende a lo largo de la base de un dispositivo SMD
Como una ventaja adicional relacionada con este ejemplo, dado que la infiltración del tinte se realiza antes de la microsección, solo se describen las grietas presentes antes del corte. Por lo tanto, la inspección fluorescente nos permite descartar otras características que eventualmente podrían producirse durante la microsección. Esta y otras características lo convierten en una herramienta valiosa para el análisis de fallas. En otra aplicación (imagen al lado), la técnica se utiliza para analizar la separación de cables en conectores engarzados.
Figura: Separación de cables en conectores engarzados.
Debido al mecanismo de fluorescencia (ver la siguiente sección), la inspección de fluorescencia adecuada requiere la selección adecuada de la etiqueta fluorescente y los sistemas ópticos adaptados a las características de fluorescencia del fluoróforo (lámparas de excitación, filtros de fluorescencia y otros). Con respecto a esto, el equipo de Alter Technology está formado por investigadores experimentados en ciencia de materiales y técnicas de fluorescencia.
Cómo funciona
La fluorescencia es la emisión de luz observada cuando se irradian algunos elementos orgánicos (tierras raras) compuestos orgánicos (colorantes orgánicos) y otros materiales confinados (puntos cuánticos), generalmente con luz de longitud de onda corta (UV). Tomando como ejemplo un fluoróforo orgánico, la emisión de fluorescencia se excita cuando un fotón es absorbido por la sustancia. Después de este proceso de excitación, el fluoróforo se promueve a un alto nivel electrónico, como lo ilustra el diagrama de Jablosnki (imagen al lado). En el estado excitado, la molécula experimenta procesos de disipación no emisores muy rápidos y la transición hacia el nivel inferior de sub-vibración del estado de salida. En compuestos fluorescentes, el exceso restante de energía se libera en forma de luz en longitudes de onda características del fluoróforo usado. En general, la emisión de fluorescencia es menos energética (longitud de onda más larga) que el haz de excitación como consecuencia de los procesos de disipación de estado excitado mencionados anteriormente. La diferencia de longitud de onda entre la excitación y la longitud de onda de la emisión se denomina desviaciones de los movimientos. Este es un factor importante para la selección del fluoróforo adecuado dependiendo de la aplicación prevista. Para las propuestas de marcado, se recomienda el cambio de grandes stokes para filtrar la reflexión del haz de excitación de la señal de emisión.
Since 2007 Dr Aparicio has developed a productive research career within the field of Materials Science including post-doctoral stays at the University of Trento, the University of Mons, and the Spanish National Research Council (CSIC). His researches have been published in more than 30 articles in reputed international research journals and conferences (> 70) including more than 10 invited talks and lectures.
Within the frame of the programme “Torres Quevedo” for the Knowledge Transfer and the incorporation of research talent into the industry, in 2019 he joined Alter Technology as Senior Materials Science Test Engineer. In 2019 he was appointed to lead the Scanning Acoustic Microscopy Service. Within this framework, he currently collaborates in different ESA projects (JUICE and PLATO).”
- Detección no destructiva de características internas micrométricas en sistemas microelectrónicos de EEE. - 3rd enero 2022
- Inspección acústica de sistemas híbridos en sustratos laminados - 3rd enero 2022
- Entrada de agua a través de piezas delaminadas en sistemas encapsulados de plástico - 3rd enero 2022
