超声波扫描工作原理

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1、超声波扫描显微镜工作原理超声波扫描显微镜，英文是:Scanning Acoustic Microscope,简称SAM,由于它的主要工作 模式是C模式，因此也简称:C-SAM。现在做失效分析的实验室里，这个设备直接被通称为C-SAM， 就像X射线透射机被通称为X-Ray 一样。超声波扫描显微镜有两种工作模式：基于超声波脉冲反射和透射模式工作的。反射模式是主 要的工作模式，它的特点是分辨率高，对待测样品厚度的没有限制。透射模式只在半导体企业中用作 器件筛选。超声显微镜的核心就是带压电陶瓷的微 波链，压电陶瓷在射频信号发生的激励下，产生 短的声脉冲，随后这些声脉冲被声透镜聚焦在一 起，超声波扫描显

2、微镜的这个带压电陶瓷的部件 叫换能器，英文是：Transducer。换能器既能把 电信号转换成声波信号，又能把从待测样品反射 或透射回来的声波信号转换成电信号，送回系统 进行处理。换能器负责将电磁脉冲转换成声脉冲，离 开换能器后，声波被声透镜通过耦合介质（一般 是去离子水或无水酒精等）聚焦在样品上。耦合 介质是为了防止超声波信号快速衰减，因为超声 波信号在一些稀疏介质中传播是，会快速衰减。样品置于耦合介质中，只要声波信号在样品表面或者内部遇到声波阻抗介面（如遇到孔隙、气泡、裂 纹等），就会发生反射。换能器接收到反射信号后，会将其转换成电脉冲，超声波信号转换成电脉冲后表征为256级 灰度值。每只

3、换能器都有其特定的超声波频率，凯斯安公司可以针对用户的需要特别配置。这个过程 就是超声波扫描显微镜反射工作模式的基本过程。另一种超声显微镜的工作模式叫透射模式。透射扫描时，样品下方要安装另外一只换能器， 这只换能器会接收所有完全穿透样品的超声波信号。根据接收的信号就能还原出各种超声波C扫图像。超声波显微镜在失效分析中的应用.晶圆面处分层缺陷锡球、晶圆、或填胶中的开裂晶圆的倾斜各种可能之孔洞（晶圆接合面、锡球、填胶等）超声波显微镜的在失效分析中的优势非破坏性、无损检测材料或IC芯片内部结构可分层扫描、多层扫描实施、直观的图像及分析缺陷的测量及缺陷面积和数量统计可显示材料内部的三维图像对人体是没有伤害的可检测各种缺陷（裂纹、分层、夹杂物、附着物、空洞、孔洞等）超声波扫描显微镜的应用领域半导体电子行业：半导体晶圆片、封装器件、大功率器件IGBT、红外器件、光电传感器件、SMT贴片器件、MEMS等；材料行业：复合材料、镀膜、电镀、注塑、合金、超导材料、陶瓷、金属焊接、摩擦界面等;生物医学：活体细胞动态研究、骨骼、血管的研究等.