超聲波掃描顯微(wēi)鏡工(gōng)作(zuò)原理(lǐ)

超聲波掃描顯微(wēi)鏡，英文(wén)是(shì)：Scanning Acoustic Microscope，簡稱SAM，由于它的(de)主要(↑yào)工(gōng)作(zuò)模式是(shì)C模式，因此也(yě)簡稱：C-SAM。現(xiàn)在做(zuò)失效分(fēn)析的(de)實驗室裡(lǐ)，φ這(zhè)個(gè)設備直接被通(tōng)稱為(wèi)C-SAM，就(jiù)像X射線透射機(jī)被通(tōng)稱為(wè×i)X-Ray一(yī)樣。

超聲波掃描顯微(wēi)鏡有(yǒu)兩種工(gōng)作(zuò)模式：基于超聲波脈沖反射和(hé)透射模式工(gōng)作(zuò)的(de)。反射模式是(sh∏ì)主要(yào)的(de)工(gōng)作(zuò)模式，它的(de)特點是(shì)分(fēn)辨率高(gāo)，對(duì)待測樣品厚度的(de)沒有(yǒu)限制(zhì)$。透射模式隻在半導體(tǐ)企業(yè)中用(yòng)作(zuò)器(qì)件(jiàn)篩選。

超聲顯微(wēi)鏡的(de)核心就(jiù)是(shì)帶壓電(diàn)陶瓷的(de)微(wēi)波鏈，壓電(diàn)陶瓷在射頻(pín)信号發生(shēng)✘的(de)激勵下(xià)，産生(shēng)短(duǎn)的(de)聲脈沖，随後這(zhè)些(xiē)聲脈沖被聲透鏡聚焦在一(yī)起，超聲波掃描顯微(wēi)鏡的(de)這(zhèγ)個(gè)帶壓電(diàn)陶瓷的(de)部件(jiàn)叫換能(néng)器(qì)，英文(wén)是(shì)：Transduceφr。換能(néng)器(qì)既能(néng)把電(diàn)信号轉換成聲波信号，又(yòu)能(néng)把從(cóng)待測樣品反射或透射回來(lái)的(de)聲波信β号轉換成電(diàn)信号，送回系統進行(xíng)處理(lǐ)。

換能(néng)器(qì)負責将電(diàn)磁脈沖轉換成聲脈沖，離(lí)開(kāi)換能(néng)器(qì)後，聲波被聲透鏡通(tōng)過耦合介質（一(yī)般是(sh∑ì)去(qù)離(lí)子(zǐ)水(shuǐ)或*等）聚焦在樣品上(shàng)。耦合介質是(shì)為(wèi)了(le)防止超聲波信号快(kuài)速衰減，因為(wèi)超&聲波信号在一(yī)些(xiē)稀疏介質中傳播是(shì)，會(huì)快(kuài)速衰減。樣品置于耦合介質中，隻要(yào)聲波信号在樣品表面或者內(nèi)部遇 到(dào)聲波阻抗介面（如(rú)遇到(dào)孔隙、氣泡、裂紋等），就(jiù)會(huì)發生(shēng)反射。

換能(néng)器(qì)接收到(dào)反射信号後，會(huì)将其轉換成電(diàn)脈沖，超聲波信号轉換成電(diàn)脈沖後表征為(wèi)2≠56級灰度值。每隻換能(néng)器(qì)都(dōu)有(yǒu)其特定的(de)超聲波頻(pín)率，凱斯安公司可(kě)以針對(duì)用(yòng)戶的(de)需要(yào)特别配置。∑這(zhè)個(gè)過程就(jiù)是(shì)超聲波掃描顯微(wēi)鏡反射工(gōng)作(zuò)模式的(de)基本過程。

另一(yī)種超聲顯微(wēi)鏡的(de)工(gōng)作(zuò)模式叫透射模式。透射掃描時(shí≤)，樣品下(xià)方要(yào)安裝另外(wài)一(yī)隻換能(néng)器(qì)，這(zhè)隻換能(néng)器(qì)會(huì)接收所有(yǒu)*穿透₹樣品的(de)超聲波信号。根據接收的(de)信号就(jiù)能(néng)還(hái)原出各種超聲波C掃圖像。

超聲波顯微(wēi)鏡在失效分(fēn)析中的(de)應用(yòng)

• 晶圓面處分(fēn)層缺陷

• 錫球、晶圓、或填膠中的(de)開(kāi)裂

• 晶圓的(de)傾斜

• 各種可(kě)能(néng)之孔洞（晶圓接合面、錫球、填膠…等）

超聲波顯微(wēi)鏡的(de)在失效分(fēn)析中的(de)優勢

• 非破壞性、無損檢測材料或IC芯片內(nèi)部結構

• 可(kě)分(fēn)層掃描、多(duō)層掃描

• 實施、直觀的(de)圖像及分(fēn)析

• 缺陷的(de)測量及缺陷面積和(hé)數(shù)量統計(jì)

• 可(kě)顯示材料內(nèi)部的(de)三維圖像

• 對(duì)人(rén)體(tǐ)是(shì)沒有(yǒu)傷害的(de)

• 可(kě)檢測各種缺陷（裂紋、分(fēn)層、夾雜(zá)物(wù)、附著(zhe)物(wù)、空(kōng)洞、孔洞等）

超聲波掃描顯微(wēi)鏡的(de)應用(yòng)領域

• 半導體(tǐ)電(diàn)子(zǐ)行(xíng)業(yè)：半導體(tǐ)晶圓片、封裝器(qì)件(jiàn)、大(dà)功率器(qì)件(jiàn)IGBT、紅(h"óng)外(wài)器(qì)件(jiàn)、光(guāng)電(diàn)傳感器(qì)件(jiàn)、SMT貼片器(qì)件(jiàn)、MEMS等;

• 材料行(xíng)業(yè)：複合材料、鍍膜、電(diàn)鍍、注塑、合金(jīn)、超導材料、陶瓷、金(jīn)屬焊接、摩擦界面等；

生(shēng)物(wù)醫(yī)學：活體(tǐ)細胞動态研究、骨骼、血管的(de)研究等.