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一篇文章搞懂超声显微检测(SAM)
来源: | 作者:博视君 | 发布时间: 2024-06-06 | 3063 次浏览 | 分享到:
超声显微检测: (SAM),它采用的是高频(频率通常为超过了20MHz,甚至高达数GHz)超声聚焦探头,利用脉冲反射法(通常为水浸法)或穿透法对各类器件、材料进行检测。

超声显微检测:Scanning acoustic microscopy (SAM),也称为AMI(acoustic micro imaging),或SAT(scanning acoustic tomography)。它采用的是高频(频率通常为超过了20MHz,甚至高达数GHz)超声聚焦探头,利用脉冲反射法(通常为水浸法)或穿透法对各类器件、材料进行检测,能够检测出样品内部的气孔、裂纹、夹杂和分层等缺陷,并以图形的方式直观展示。



SAM检测的常见缺陷类型



在扫描过程中,不会对样品造成损伤,不会影响样品性能,可满足陶瓷基板、IGBT、水冷散热器、电器焊接件、金刚石复合材料、碳纤维复合材料等产品质控需求。与射线检测相比,它具有检测灵敏度高、检测精细、无需辐射防护等优点。


SAM检测效果图(左) VS 射线检测效果(右)



● 检测系统

根据设备的配置,SAM的检测系统可分为脉冲反射式和穿透式。



(1)反射式:探头自发自收,探头在样品上方。发射的能量传入样品,被不连续性反射,再次被探头接收。


优点:能快速观察到样品内部的缺陷,确定缺陷的类型和深度,对机械装置要求高。

缺点:需要合理设置探头位置。


(2)穿透式:将发射和接收传感器置于被检测对象两侧,发射探头通常在样品的上方,接收探头通常在样品的下方。发射的能量穿透被检测的样品,被接收探头接收。


优点:无需过多地设置参数,能快速观察到样品内部的缺陷。

缺点:无法获得缺陷在样品中的埋藏深度,无法判断缺陷的类型,对机械装置的精度要求高。


● 超声扫描显微镜

博视广达超声扫描显微镜(SAM)采用反射式检测,运用领先的C-SAM技术,利用材料内部组织因密度不同而对超声波声阻抗、超声波吸收与反射程度产生差异的特点,从而实现对材料内部缺陷的定性分析。


Botovision330超声扫描显微镜


扫描能力:

(1)探头配置能力:在75MHz≥探头频率范围≥15MHz,可配置探头数量≥4个,能清楚扫描市场上HPD、 DCM、DSC等封装功率模块,半导体与芯片封装,最高可配175Mhz探头;


(2)缺陷百分比计算:

可根据样品的实际轮廓(圆形、矩形)对检测界面、焊接界面质量进行缺陷面积百分比统计分析,可选择扫描范围,提供缺陷尺寸列表并输出报告(需显示所有孔洞并着色、计算总面积、单个缺陷面积等信息并分析区域的钎着率),点击任一位置可显示该缺陷在扫描图像上的 X/Y 区域,分析和定位缺陷;


(3)具有一次多层扫描功能:

可将被测样品中不同高度的界面,分别设置不同闸门扫描,一次性完成样品内部对应所有界面扫描图像;最多可以设置50个闸门、满足50个以内界面扫描。


多种扫描模式:

(1)A扫描:

查看超声反射或透射波形;可以生成多个 A 波形显示窗口,能够在一个窗口中同时显示出3个不同位置的波形情况,并可以反复多次打点,便于比较有缺陷位置和正常位置波形的差;

(2)B扫描:

扫描能够显示出样品纵向切面的实际图像,显示出器件内部剖面,实际翘曲情况或缺陷的深度分布;

(3)C扫描:

对焦深度上沿X-Y平面扫描并成像;多层 C 扫描扫描层数 ≤50层,并可独立设置不同层面的厚度;

(4)T扫描:安装透射探杆,执行穿透扫描;

(5)区域扫描:可自定义检测区域,并对检测区域进行扫描;

(6)断层扫描:在指定的多种深度自动多次执行C扫描并成像;

(7)批量扫描:对放置于水槽中的一种或多种工件进行自动检测。


应用案例:

SAM广泛用于测试各种元器件、SMT 焊接器件、IGBT 器件、MEMS器件、晶圆键合等内部缺陷的无损检测,是提供高分辨率且无损检测的重要手段,和 X-Ray, 电镜等为互补检测手段。


电子芯片不同深度截面SAM显示


铝铸件的SAM(图上白点表示气孔)

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博视广达科技立足于数据智能分析和制造,专注于光、声、电性能检测设备,拥有自主研发和核心知识产权的产品体系,包括快速退火炉、超声扫描显微镜、液晶缺陷检测设备、精密器件外观检测设备、手机手表手环测试设备、二手手机质量评估系统等序列产品。


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