具有高要求金属结合应用的行业越来越依赖扩散结合，这是在两种相似甚至不同金属之间实现高纯度界面的一种基本连接方法。这一过程涉及在热压机中对配对在一起的金属施加高温和压力，这导致固体金属表面的原子分散和结合。
对于类似材料，粘结强度接近基材。对于不同的材料，它是所形成的金属间化合物、金属间区域的厚度和界面处微观异常（如空隙）的函数。为了确保界面的质量，材料工程师必须分析样品以验证粘合质量。计量系统用于表征界面并提供更定量的分析。
如果焊接或铜焊连接组件的任一侧可以加压，则可以进行粗略的氦气泄漏检查。然而，这种方法更像是一门艺术和科学，因为它高度依赖于用户配置，并且经常产生不一致的结果。此外，氦铅检查不能精确定位泄漏的确切位置:它只能提供通过/失败的结果。今天有更好的技术和方法。
扫描声学显微镜
由于氦泄漏测试的不精确性，扩散焊接领域的专家选择通过一种更先进的数据驱动检测技术来分析样品:扫描声学显微镜（SAM）。
SAM是一种非侵入性、非破坏性的超声波检测方法。该测试已经成为100%检查半导体组件的行业标准，以识别微电子设备内的缺陷，如空隙、裂纹和不同层的分层。现在，同样严格的质量测试和失效分析正被用于验证扩散焊接金属的完整性。
“与氦漏测试不同，SAM不仅会指示粘合中何时出现缺陷，还会指示缺陷的位置和大小；它本质上相当于零件内部的X射线，因此它是一种更全面的测试方法来确保质量，”总部位于弗吉尼亚州的SAM和工业超声波无损（NDT）系统制造商OKOS的总裁Hari Polu说。OKOS是德国PVA TePla AG的全资子公司，为平板、薄板、圆盘、溅射靶和特殊合金提供手动和自动检测系统。
扩散焊接和SAM的优势
如今，扩散焊接为各种行业带来了巨大的好处，例如焊接不同金属和高价值合金的能力。该技术还支持保形冷却的有利应用，保形冷却用于注射成型和压铸。
设计异种金属接头的重要性通常在于希望将正确的金属表面暴露在单一合金可能表现不佳的特定环境条件下。另一个原因是引入重量更轻的材料系统或提供只有通过“包装”不同金属才能达到的耐腐蚀性水平。
感兴趣的商业过程是钛到铁镍合金、钛合金到不锈钢、铜到钢，甚至一些铝到金属的应用。该工艺还能够耦合同一材料组中的不同合金，如低碳钢、工具钢和铝金属基复合材料。因此，这项技术引起了半导体、航空航天和能源行业设计工程师的兴趣。
潜在应用
扩散焊接在保形冷却应用中也有巨大的潜在应用。其概念是将冷却通道几何形状优化以散热的层结合在一起。各种几何形状和各种材料受益于这种方法。根据商业印刷机的大小，各层的粘合高度可达600毫米。
与保形冷却相关的另一个应用是塑料注射模具。保形冷却通道是一种工程解决方案，可满足快速冷却的要求。模具通常采用工具钢和不锈钢（STAVAX）等材料的双层设计。
为了验证扩散结合的完整性，先进的相控阵扫描声学显微镜通过将换能器发出的聚焦声对准目标物体上的一个小点来工作。撞击物体的声音被散射、吸收、反射或传播。通过检测散射脉冲的方向以及“飞行时间”，可以确定边界或物体的存在及其距离。
为了产生图像，样品被逐点逐行扫描。扫描模式从单层视图到托盘扫描和横截面。多层扫描可以包括多达50个独立的层。可以提取和应用特定深度的信息来创建二维和三维图像，而不需要耗时的断层扫描程序和更昂贵的X射线。然后对图像进行分析，以检测和表征缺陷，例如扩散焊接金属零件界面层处任何剥离的大小和位置。
Polu表示:“OKOS利用了半导体领域的经验教训和严格规范，并针对各种外形调整了我们的SAM扫描系统，为工业市场中的金属和合金提供了独特的解决方案。“通过这种类型的测试，我们可以在比氦泄漏检测好一到两个数量级的水平上检测材料，以发现以前未检测到的（界面上的）小到50微米的剥离缺陷和瑕疵。”