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塑封器件声扫检查时分层假象的识别方法摘要：声学扫描显微镜检查是塑封器件可靠性分析中一项重要的试验项目，然而声扫设备在自动识别缺陷上存在局限性会导致分层假象产生。
指出了所用声扫设备的图像着色原理存在的问题以及几类常见分层假象的特征，分析了不同分层假象的检测波形形成的物理原理，在此基础上提出了检测波形与器件结构相结合的分析方法。
实践证明该方法可以对声扫图像中异常区域进行正确分析，并对分层假象进行准确识别。
1 引言随着塑封器件制造技术水平的不断提升，其使用可靠性也不断提高，并且大量应用于有着高可靠性要求的军品领域。
由于塑封器件自身存在非气密性、塑封料导热性差以及与其他材料之间热膨胀系数差异大等不足，导致其长期存在不容忽视的使用可靠性问题，其中塑封器件分层缺陷问题是塑封器件失效的最主要原因之一。
声学扫描显微镜检查作为塑封器件分层缺陷检测的主要手段，一直是DPA 试验中必要的试验项目，同时也是塑封器件筛选试验中常规的筛选项目。
由于声扫设备在自动识别缺陷上存在局限性，会导致分层假象产生，同时目前塑封器件内部结构多样以及受试样品数量大，如果对器件结构、声扫设备成像原理不清楚或工作经验不足，容易对一些分层假象产生误判。
本文以美国 Sonoscan 公司生产的 DS9500 声扫设备为例，介绍了声扫设备检测原理并指出其图像着色原理存在的问题；结合作者工作中的实例，对分层缺陷的假象特点进行了总结分析，同时应用检测波形与器件结构相结合的分析方式，对塑封器件声扫中存在的分层假象进行了分析与识别。
2 DS9500 声扫设备工作原理2.1 超声波成像原理传感器产生特定频率(5~500 MHz)的超声波脉冲，脉冲通过耦合介质(如去离子水)到达样品，传感器再接收反射信号并处理后成像。
超声波不能在真空中传播，同时频率大于 10 MHz 的超声波不能在空气中传播。
超声波的传递要求介质是连续的，不连续介质会干扰超声信号传播或导致超声信号发生反射。
扫描探针显微镜原理扫描探针显微镜（Scanning Probe Microscope，SPM）是一种通过扫描探测器表面的探针来获取样品表面形貌和性质的显微镜。
它的工作原理基于根据样品表面的形貌变化，通过探测器与样品表面之间的相互作用力测量来获得显微图像。
在扫描探针显微镜中，探测器通过一系列控制机构移动并探测样品表面的特征。
其中最常使用的探测器是探针，它通常是由纳米尺寸的针状探头构成，例如扫描电子显微镜中的原子力显微镜（Atomic Force Microscopy，AFM）和扫描隧道显微镜（Scanning Tunneling Microscopy，STM）。
在AFM中，探针通过控制探测器的位置，使得探针与样品表面保持一定的距离，并通过弹性变形或电力作用测量样品表面与探针之间的相互作用力。
这个相互作用力的变化可以通过探测器的位置和力传感器来测量，从而得到样品表面形貌的信息。
通过扫描探针与样品表面的相对运动，可以逐点测量并构建出样品表面的三维形貌图像。
在STM中，探针与样品之间的相互作用力主要是电荷之间的库仑作用力。
当探针和样品表面之间存在一定的电压差时，电子会通过隧道效应穿过探针与样品之间的空隙，形成隧道电流。
根据隧道电流的强度，可以推断出样品表面的形貌信息。
通过调整电压和探针的位置，可以扫描整个样品表面，并获得高分辨率的原子级图像。
与传统的光学显微镜相比，扫描探针显微镜具有更高的分辨率和更强的表面灵敏度。
它不依赖于样品的透明性或反射性，可以用于观察各种类型的样品，包括生物样品、纳米材料和表面结构复杂的材料等。
因此，扫描探针显微镜在材料科学、生物学和纳米技术等领域具有广泛的应用前景。
Sonoscan超声波扫描仪广州南创房工美国Sonoscan公司提供世界领先的超声波扫描显微镜（Acoustic Microscopes）。
美国Sonoscan的产品在30多个国家设立了国外办事处及售后服务中心，并在中国设立了广州南创传感器事业部，为美国Sonoscan提供最佳的服务与解决方案。
超声波扫描显微镜（Acoustic Microscopes）是一种非破坏性的检测组件的完整性，内部结构和材料的内部情况的仪器，作为无损检测分析中的一种，它可以实现在不破坏物料电气能和保持结构完整性的前提下对物料进行检测。
被广泛的应用在物料检测（IQC）、失效分析（FA）、质量控制(QC)、质量保证及可靠性(QA/REL)、研发(R&D)等领域。
Sonoscan超声波扫描仪其可以检测：1.材料内部的晶格结构，杂质颗粒;2.内部裂纹;3.分层缺陷;4.空洞、气泡、空隙等等在声学显微成像（AMI: Acoustic Micro Imaging）技术应用于内部品质无损检测与分析方面，Sonoscan一直是该行业的权威之一。
Sonoscan系统被视为精确基准，通过我们的SonoLab™部门，您可以向我们的声学应用工程师进行咨询，获取专业意见和指导。
Sonoscan致力于通过教育项目、客户应用程序评估与新系统开发来实现AMI技术的持续改进。
对AMI技术的专业研究是Sonoscan工作的核心。
我们努力提供非凡的数据精确性、出众的图像质量和世界领先的技术。
我们在AMI技术方面还拥有多项美国和外国专利。
总之，Sonoscan是您最值得信任的伙伴，我们可以为您节省成本并提高效率。
Sonoscan C-SAM D9500是一种新型AMI标准仪器，可以提供出众的精确度和稳定性，适合破损分析、工艺开发以及材料分析与表征。
Sonoscan的优势：Sonoscan超声波扫描仪数据精确性：Sonoscan公司的专有信号处理算法可提供极其精确和可靠的评估。
超声波显微镜在无损检测中的应用陈昌华马钢股份有限公司技术中心摘要介绍了三种显微镜的原理及超声波显微镜在产品检测中的应用。
声学显微镜是无损、精细、高灵敏度地分析物体内部及表层结构的新型检测设备，利用时间门电路技术可以区分和获得材料内部不同深度的尺寸为微米到百微米的结构和缺陷。
研究结果表明，超声波显微检测技术具有层间结构图像直观等特点,可用于电子工业、化工行业及钢铁工业等领域材料质量等方面的检测。
检测过程中可实时显示被测材料的A ,B 和C三种扫描图像,缺陷检测结果直观。
主题词超声波；显微镜；C-SAM；连续谱；灰度谱；深度C扫描；幅度C扫描1.前言超声波显微镜(SAM)是以现代微波声学、硬件信号处理和计算机软件为基础，可以无损、精密地观察材料内部结构三维图像(3D Image)的新型声学设备。
超声波检测具有良好的穿透性、反射性，易于穿透不透明的物体及二种声阻抗之间易形成反射波（声压反射率公式：rp=（Z2cosα-Z1cosβ）/（Z2cosα+Z1cosβ），式中：Z1-介质的声阻抗；Z2-介质的缺陷声阻抗；α-入射角；β-反射角，当超声波垂直入射时，cosα=cosβ=1；当入射波与反射波同为一种波型时，α=β，上述公式简化为：rp=(Z2-Z1)/(Z2+Z1)），超声波显微反差的机理是被测材料微观声学参数或力学参数的差异与分布。
传统超声检测技术的工作频率是1～10MHz ,由于其使用频率较低,检测分辨率不高；而超声显微检测技术最常用的工作频率为10～100MHz，甚至可以达到2GHz, 检测分辨率极高。
超声波扫描显微镜的特点在于能够精确的反映出材料声波和微小的弹性介质之间的相互作用，并对从材料内部反馈声阻抗的信号进行分析，图像上（B-Scan, C-Scan）的每一个象素点对应着材料内某一特定深度的一个二维空间坐标点上的信号反馈。
一副完整的图像逐行逐列的扫描材料完成，反射回来的超声波信号调理后送出检波或射频，这样就可以用信号传输的时间反映出材料的深度，用户可通过屏幕上的数字波形展示出接收到的反馈信息（A-Scan，TOFD）。
美国Sonoscan超声波扫描成像显微镜
广州南创房工
美国Sonoscan公司提供世界领先的超声波扫描显微镜（Acoustic Microscopes）。
美国Sonoscan的产品在30多个国家设立了国外办事处及售后服务中心，并在中国设立了广州南创传感器事业部，为美国Sonoscan提供最佳的服务与解决方案。
超声波扫描显微镜（Acoustic Microscopes）是一种非破坏性的检测组件的完整性，内部结构和材料的内部情况的仪器，作为无损检测分析中的一种，它可以实现在不破坏物料电气能和保持结构完整性的前提下对物料进行检测。
被广泛的应用在物料检测（IQC）、失效分析（FA）、质量控制(QC)、质量保证及可靠性(QA/REL)、研发(R&D)等领域。
美国Sonoscan超声波扫描成像显微镜
其可以检测：
1.材料内部的晶格结构，杂质颗粒;
2.内部裂纹;
3.分层缺陷;
4.空洞、气泡、空隙等等
在声学显微成像（AMI: Acoustic Micro Imaging）技术应用于内部品质无损检测与分析方面，Sonoscan一直是该行业的权威之一。
Sonoscan系统被视为精确基准，通过我们的SonoLab™部门，您可以向我们的声学应用工程师进行咨询，获取专业意见和指导。
Sonoscan致力于通过教育项目、客户应用程序评估与新系统开发来实现AMI技术的持续改进。
对AMI技术的专业研究是Sonoscan工作的核心。
我们努力提供非凡的数据精确性、出众的图像质量和世界领先的技术。
我们在AMI技术方面还拥有多项美国和外国专利。
总之，Sonoscan是您最值得信任的伙伴，我们可以为您节省成本并提高效率。
Sonoscan C-SAM D9500是一种新型AMI标准仪器，可以提供出众的精确度和稳定性，适合破损分析、工艺开发以及材料分析与表征。
Sonoscan的优势：
美国Sonoscan超声波扫描成像显微镜
数据精确性：Sonoscan公司的专有信号处理算法可提供极其精确和可靠的评估。
使用Sonoscan公司先进的声阻抗极性探测器（AIPD）™，甚至可以检测到仅200埃厚度的分层。
此外，根据扫描尺寸与像素密度（分辨率）情况，Sonoscan声像可高达256兆像素。
这种卓越的数据精确性正是Sonoscan公司在缺陷检测和诊断(破损分析)领域方面取得突出成就的一个重要原因。
精确的数据固然重要，然而利用该数据做出相应决策更加重要。
Sonoscan公司拥有先进的工具和技术，能将精确数据迅速转变为可用性信息，同时还具备多种分析功能可以帮助识别各种缺陷，并确定缺陷的严重程度。
在AMI成像中，各种彩图显示了详细的分析信息。
Sonoscan公司的数字图像分析器（DIA）™采用先进计算方法处理数据，帮助客户建立自动化的接受/拒收标准。
美国Sonoscan超声波扫描成像显微镜
技术领先地位：Sonoscan拥有20多位专业AMI应用工程师，他们可以为客户提
供高效精确的服务。
通过我们的SonoLab™部门，客户可以在兼容性与筛分项目上进行咨询，从而获取专业意见和指导。
我们还可以作为独立的第三方提供质量审核服务。
Sonoscan工程师与科研人员在声学显微成像领域发表过300多篇论著。
此外，我们多位技术人员在国家以及国际座谈会、研讨会和展览会中频繁发表演讲。
论著与演讲主题涉及多个方面，包括电子学、合成物、陶瓷、聚合物、缺陷分析、包装、质量管理与安全性等。
我们对专业技术活动的参与可以保证我们位于创新的最前沿，可以使我们更好地服务于客户，并确保我们对各个市场与应用领域的需要做出最快的响应。
美国Sonoscan超声波扫描成像显微镜
图像质量：声学显微镜的图像质量主要取决于成像透镜。
因为传感器/透镜是非常重要的元件，所以Sonoscan公司在我们自己的实验室生产该类元件。
实际上，Sonoscan是唯一一家设有传感器/透镜研发实验室和制造厂的AMI公司。
其他AMI 设备所使用的市场上可以买到的普通传感器无法达到Sonoscan独特和专有的标准。
Sonoscan传感器专为AMI分析而开发，可以提供最大的分辨率和穿透性。
Sonoscan提供最多元化的超高频传感器，有标准件也可根据您需要特别定制。
同时我们还提供技术服务，可根据您特定应用为您优化分辨率和对比度。
Sonoscan所有透镜都经过传感器校准来验证分辨率，以确保性能最佳。
Sonoscan 超高频传感器可以提供高达7微米的分辨率。
右侧的图像可以证明Sonoscan传感器的极佳分辨率。
美国Sonoscan超声波扫描成像显微镜
详细参数：
超声波探头频率：5M到400M
超声波扫描模式：A-Scan(某点扫描)、B-Scan(块扫描)、C-Scan(层扫描)、Multi-Scan(多层扫描)、Q-BAM(虚拟横截面)、T-Scan (穿透式扫描)、3-V(3维图像)、Tray-Scan(盘扫描)
最大扫描范围：12.9X12.4英寸
最大分辨率：8192X8192
选择的声波宽度：0.25纳秒到1微秒
Z轴分辨率：80纳米
美国Sonoscan超声波扫描成像显微镜
技术参数以《OIML60号国际建议》92年版为基础，最新具体变化可查看《JJG669—Sonoscan广州南创传感器事业部检定规程》。
