C-SAM 超声波扫描

山东c-sam超声波显微镜工作原理
C-SAM超声波显微镜是一种非破坏性的检测设备，主要应用于半导体产业、电子器件、航空航天、工业制造等领域，用于检测材料内部的缺陷、异物、裂纹等。

在实际应用中，
C-SAM超声波显微镜具有灵敏度高、分辨率高、无损检测等优点，因此，被广泛应用于各
个领域。

C-SAM超声波显微镜的工作原理是利用超声波在固体材料中的传播规律来检测材料内
部的缺陷。

超声波是一种机械波，其传播速度和反射特性因材料的声学性质而异。

当超声
波传播到材料的表面时，会被部分反射回来，当遇到材料内部的缺陷时，超声波将穿过缺
陷并产生相应的反射信号。

C-SAM超声波显微镜通过检测这些反射信号并对其进行分析，可以获得材料内部缺陷的信息。

C-SAM超声波显微镜主要包括超声发射器、超声接收器、控制器和图像处理软件等组
成部分。

超声发射器主要用于产生超声波信号，它将电能转换成机械波能量，使超声波信
号以一定频率和幅度在材料中传播。

超声接收器主要用于接收从材料中反射回来的超声波
信号，并将其转换为电能信号。

控制器主要用于控制发射器和接收器的工作状态，并将接
收到的信号传输到计算机中进行处理。

图像处理软件主要用于对信号进行处理和分析，并
将检测结果显示出来。

总之，C-SAM超声波显微镜是一种高精度、高可靠性的非破坏性检测设备，在材料检
测和质量控制方面具有广泛的应用前景。

其工作原理简单明了，通过利用超声波在固体材
料中的传播规律来检测材料内部的缺陷，具有灵敏度高、分辨率高、无损检测等优点，是
现代工业生产过程中不可或缺的一部分。

SMT焊点质量检测方法热循环为确保电子产品德量稳固性和可靠性，或对失效产品进行剖析诊断，一般需进行必要的焊点质量检测。

SM T中焊点质量检测办法很多，应当依据不同元器件、不同检测项目等选择不同的检测方法。

1 焊点质量检测方式焊点质量常用检测方法有非破坏性、破坏性和环境检测3种，见表1所示。

1.1 目视检测目视检测是最常用的一种非破坏检测方法，可用万能投影仪或10倍放大镜进行检测。

检测速度和精度与检测职员才能有关，评价可依照以下基准进行：⑴润湿状况钎料完整笼罩焊盘及引线的钎焊部位，接触角最好小于20°，通常以小于3 0°为标准，最大不超过60°。

⑵焊点外观钎料流动性好，表面完全且平滑光明，无针孔、砂粒、裂纹、桥连和拉尖等渺小缺点。

⑶钎料量钎焊引线时，钎料轮廓薄且引线轮廓显明可见。

1.2 电气检测电气检测是产品在加载条件下通电，以检测是否满足所请求的规范。

它能有效地查出目视检测所不能发明的微小裂纹和桥连等。

检测时可应用各种电气丈量仪，检测导通不良及在钎焊进程中引起的元器件热破坏。

前者是由渺小裂纹、极细丝的锡蚀和松香粘附等引起，后者是由于过热使元器件失效或助焊剂分解气体引起元器件的腐化和变质等。

1.3 X-ray 检测X-ray检测是应用X射线可穿透物资并在物质中有衰减的特征来发明缺陷，主要检测焊点内部缺陷，如BGA、CSP和FC焊点等。

目前X射线装备的X光束斑一般在1-5μm范畴内，不能用来检测亚微米规模内的焊点微小开裂。

1.4 超声波检测超声波检测利用超声波束能透进金属材料的深处，由一截面进入另一截面时，在界面边沿发生反射的特色来检测焊点的缺陷。

来自焊点表面的超声波进入金属内部，碰到缺陷及焊点底部时就会发生反射现象，将反射波束收集到荧光屏上形成脉冲波形，根据波形的特色来断定缺陷的位置、大小和性质。

超声波检验具有敏锐度高、操作便利、检验速度快、本钱低、对人体无害等长处，但是对缺陷进行定性和定量判定尚存在艰苦。

芯片分析方法汇总1.OM 显微镜观测，外观分析2.C-SAM（超声波扫描显微镜）（1）材料内部的晶格结构，杂质颗粒，夹杂物，沉淀物，（2）内部裂纹。

（3）分层缺陷。

（4）空洞，气泡，空隙等。

3. X－Ray 检测IC封装中的各种缺陷如层剥离、爆裂、空洞以及打线的完整性，PCB制程中可能存在的缺陷如对齐不良或桥接，开路、短路或不正常连接的缺陷，封装中的锡球完整性。

（这几种是芯片发生失效后首先使用的非破坏性分析手段）4.SEM扫描电镜/EDX能量弥散X光仪（材料结构分析/缺陷观察，元素组成常规微区分析，精确测量元器件尺寸）5.取die，开封使用激光开封机和自动酸开封机将被检样品(不适用于陶瓷和金属封装)的封装外壳部分去除，使被检样品内部结构暴露。

6. EMMI微光显微镜/OBIRCH镭射光束诱发阻抗值变化测试/LC 液晶热点侦测（这三者属于常用漏电流路径分析手段，寻找发热点，LC要借助探针台，示波器）7.切割制样:使用切割制样模块将小样品进行固定，以方便后续实验进行8.去层:使用等离子刻蚀机(RIE)去除芯片内部的钝化层，使被检样品下层金属暴露，如需去除金属层观察下层结构，可利用研磨机进行研磨去层。

9. FIB做一些电路修改，切点观察10. Probe Station 探针台/Probing Test 探针测试。

11. ESD/Latch-up静电放电/闩锁效用测试（有些客户是在芯片流入客户端之前就进行这两项可靠度测试，有些客户是失效发生后才想到要筛取良片送验）这些已经提到了多数常用手段。

除了常用手段之外还有其他一些失效分析手段，原子力显微镜AFM ，二次离子质谱 SIMS，飞行时间质谱TOF － SIMS ，透射电镜TEM ，场发射电镜，场发射扫描俄歇探针， X 光电子能谱XPS ，L-I-V测试系统，能量损失 X 光微区分析系统等很多手段，不过这些项目不是很常用。

芯片分析分析步骤：1.一般先做外观检查，看看有没有crack，burnt mark 什么的，拍照；2.非破坏性分析：主要是xray--看内部结构，超声波扫描显微镜（C-SAM）--看有没delaminaTIon，等等；3.电测：主要工具，IV，万用表，示波器，sony tek370b；4.破坏性分析：机械decap，化学 decap 芯片开封机。

超声c扫描成像机理与算法
超声C扫描成像机理与算法是基于超声波的成像技术。

它的
基本原理是通过将超声波传入人体或物体内部，利用超声波在不同组织之间的传播速度和反射特性不同，来生成图像。

具体来说，超声C扫描成像是通过超声探头发射出的超声波
在体内不同组织间的传播和反射产生的声波信号进行分析和处理，以得到体内组织的映像。

整个成像过程可以分为发射、接收和显示三个步骤。

发射阶段：超声探头会发射出一束高频（通常在1-10 MHz范
围内）的超声波，该超声波会在人体或物体内部传播。

接收阶段：超声波在传播过程中会与不同组织的界面发生反射、散射和折射。

探头上的接收器会接收返回的超声信号，并将其转换为电信号。

信号处理与算法：接收到的电信号会被送入超声设备中的处理器，利用不同的信号处理算法来提取和分析声波信号。

传统的
C扫描成像算法主要采用时域信号处理方法，如滤波、增益控制、补偿等，以及一些图像处理算法，如灰度变换和伪彩色显示等。

近年来，还出现了基于频域和时频分析的算法，进一步提高了成像质量和对组织结构的分辨能力。

显示阶段：处理后的信号会通过调节灰度和对比度等参数进行图像重建，最终在显示器上呈现出人体或物体内部的映像。

同时，还可以通过旋转或移动超声探头来获取多个切面的图像，
以获得更全面的信息。

总的来说，超声C扫描成像机理与算法是通过分析声波在人体或物体内部的传播和反射特性，利用信号处理算法将接收到的信号转化为图像，并通过图像显示来呈现出内部组织结构的一种成像技术。

超声波c扫描原理
超声波C扫描技术是一种将超声检测与微机控制和微机进行数据采集、存贮、处理、图像显示集合在一起的技术。

C扫描成像时，探头需要作二维运动，为了采集从样品中某一深度回来的超声信号，在电路上需要一个较窄的电子阀门，改变阀门的延迟时间，就能探测到物体不同深度的横截面图像。

超声波C扫描技术利用超声探伤原理提取垂直于声束指定截面（即横向截面像）的回波信息而形成二维图像。

其原理简单，可获取不同截面的信息，因此应用广泛，但由于扫描时一般采用逐点逐行扫描，故成像效率较低。

以上内容仅供参考，建议查阅专业书籍或文献以获取更全面和准确的信息。

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.。

常⽤失效分析⽅法整理常⽤失效分析⽅法整理 C-SAM（超声波扫描显微镜)，⽆损检测:sonix１.材料内部的晶格结构，杂质颗粒．夹杂物．沉淀物．2. 内部裂纹. 3.分层缺陷.4.空洞,⽓泡,空隙等. X－Ray⽆损检测:德国依科视朗服务介绍：X-Ray是利⽤阴极射线管产⽣⾼能量电⼦与⾦属靶撞击，在撞击过程中，因电⼦突然减速，其损失的动能会以X-Ray形式放出。

⽽对于样品⽆法以外观⽅式观测的位置，利⽤X-Ray 穿透不同密度物质后其光强度的变化，产⽣的对⽐效果可形成影像，即可显⽰出待测物的内部结构，进⽽可在不破坏待测物的情况下观察待测物内部有问题的区域。

服务范围：产品研发，样品试制，失效分析，过程监控和⼤批量产品观测服务内容：1.观测DIP、SOP、QFP、QFN、BGA、Flipchip等不同封装的半导体、电阻、电容等电⼦元器件以及⼩型PCB印刷电路板2.观测器件内部芯⽚⼤⼩、数量、叠die、绑线情况3.观测芯⽚crack、点胶不均、断线、搭线、内部⽓泡等封装缺陷，以及焊锡球冷焊、虚焊等焊接缺陷显微镜分析OM ⽆损检测:蔡司⾦相显微镜OM服务介绍：可⽤来进⾏器件外观及失效部位的表⾯形状，尺⼨，结构，缺陷等观察。

⾦相显微镜系统是将传统的光学显微镜与计算机（数码相机）通过光电转换有机的结合在⼀起，不仅可以在⽬镜上作显微观察，还能在计算机（数码相机）显⽰屏幕上观察实时动态图像，电脑型⾦相显微镜并能将所需要的图⽚进⾏编辑、保存和打印。

服务范围：可供研究单位、冶⾦、机械制造⼯⼚以及⾼等⼯业院校进⾏⾦属学与热处理、⾦属物理学、炼钢与铸造过程等⾦相试验研究之⽤服务内容：1.样品外观、形貌检测2.制备样⽚的⾦相显微分析3.各种缺陷的查找体视显微镜OM ⽆损检测:蔡司服务介绍：体视显微镜，亦称实体显微镜或解剖镜。

是⼀种具有正像⽴体感的⽬视仪器，从不同⾓度观察物体，使双眼引起⽴体感觉的双⽬显微镜。

对观察体⽆需加⼯制作，直接放⼊镜头下配合照明即可观察，成像是直⽴的，便于操作和解剖。