岛津X射线CT系统与红外显微镜联合，赋能ADAS汽车部件无损检测

      X射线CT系统能够对样品的内部结构进行无损三维观察，所以它可用于检验产品的内部质量，在本案例中能够评估粘合剂中的孔隙并对内置部件进行测量。

      使用红外显微镜可以对树脂材料和零部件的粘合剂等有机物进行定性分析。

      ADAS（高级驾驶辅助系统）是用于支持安全驾驶的系统，通过监测汽车周围的环境，转换成可视化信息和警报来预防事故的发生，提高驾驶安全性，保证驾驶员能够安全舒适地进行驾驶。

      ADAS系统在监测车辆周围环境时，会使用到宽视场相机、毫米波雷达、超声波传感器和其他器件，但由于这些器件耗电量大导致发热，因此需要高效的散热和冷却机制。而且由于这些传感器遍布车身外部，所以气密性十分重要。在汽车轻量化的要求下，部分传感器壳体需要使用树脂材料，需要保证其不会因内部电子器件所产生热量而变形，所以评估这些树脂材料本身及其添加剂的耐热性和低翘曲度尤为重要。

      本案例中使用微焦点X射线CT系统（图1）和红外显微镜（图2）对ADAS的毫米波雷达进行测试。X射线CT系统用于器件内部结构的无损观察，并分析粘合胶粘剂中的孔隙和宽视场相机的安装角度，同时使用红外显微镜对毫米波雷达中使用的树脂材料进行定性分析。

图1：微焦点X射线CT系统inspeXio SMX-225CT FPD HR Plus

图2：红外显微镜系统（IRTracer-100 + AIMsight）

毫米波雷达的观测与测量

      使用X射线CT系统360˚扫描样件，采集X射线透视数据，并通过计算机重建出三维数据。

      图3显示了毫米波雷达天线部分的断面图像，分辨率约为0.050mm，可以进行长度测量，例如，测量天线间的距离。

图3：天线部分断面图（MPR）

      图4的三维图像显示毫米波雷达内密封的电路板及外壳的粘合部分。这里，软件分析胶粘剂的孔隙体积，并以颜色区分不同尺寸。因此X射线CT系统可以对热冲击等耐久试验前、后的密封材料进行评估。

图4：毫米波雷达VR图和局部放大图

      使用红外显微镜对树脂部分进行定性分析。对毫米波雷达中使用的树脂部分进行取样，用金刚石池将样品压扁平后进行测量。表1显示了测量条件，图5显示了获得的红外谱图和检索结果。

表1：测量条件


图5：毫米波雷达中树脂部件的实测谱图及检索结果

      谱图检索的结果表明，树脂部分的红外谱图与聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）的参考谱图高度匹配。PBT是一种热塑性树脂，属于聚酯的一种。其优点是成型过程中收缩率低、机械强度高、耐热性高。将PBT用于毫米波雷达外壳，是因为它能有效传输77 GHz和24 GHz的无线电波，这是毫米波雷达常用的频率。由于在部分样本中可以看到透明纤维，因此也对透明纤维进行了测量。图6显示了获得的红外谱图和检索结果。

图6：毫米波雷达树脂中玻璃纤维的实测谱图及搜索结果

      谱图检索的结果表明，这些透明纤维与玻璃的红外谱图一致。众所周知，在PBT中添加玻璃纤维是为了提高树脂的刚度。如本次实验所示，红外显微镜系统可以评估树脂材料的种类和添加剂。

车载相机的观察与测量

      使用X射线CT系统得到车载相机的断面图像和VR图像，结果如图7所示。图7（a）中橙色虚线所示区域为胶粘剂，与螺钉（图7（b）共同固定相机，可知车载相机被牢固地固定在壳体上。图7（c）和（d）显示出图7（a）中车载相机的安装角度。相机镜头的轴与壳体底部的夹角为18˚，并与外壳侧面的参考轴成90˚夹角。因此，X射线CT可以在无损状态下确认产品在开发和生产过程中的品质。

图7：车载相机部分的CT图像

      使用红外显微镜测量车载摄像头的树脂部分。将外壳直接放置在显微镜载物台上，使用衰减全反射（ATR）法进行了测量。通过分析所得的红外光谱图，我们发现树脂部分与环氧树脂的标准光谱（图8）有着高度的一致性。环氧树脂是一种具有卓越的机械强度、耐热性、耐水性的热固性树脂。

图8：车载摄像头中树脂部分的实测谱图

结论

      通过X射线CT系统对毫米波雷达和车载摄像头的内部结构进行观察，可以清晰地看到毫米波雷达的结构状态并测量尺寸，还可确认部件的密封部分是否存在孔隙，并检查相机镜头的安装角度是否正确。通过红外显微镜对毫米波雷达和车载摄像头的树脂部分进行了定性分析，发现两种器件使用了不同类型的树脂。这些信息对于产品开发阶段的设计研究、耐久性评估、制造过程中的质量控制，以及与其他公司产品进行基准测试都是非常有价值的。