声学扫描显微镜

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声学扫描显微镜

扫描声学显微镜
声学扫描显微镜(SAM)是一种多功能、高分辨率的显微成像仪器，兼具电子显微术高分辨率和声学显微术非破坏性内部成像的特点, 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，可以检测材料内部的晶格结构、杂质颗粒、内部裂纹、分层缺陷、空洞、气泡、空隙等，为司法鉴定提供客观公正的微观依据。
扫描声学显微镜
组员：应物三班宋飞326 刘健303 刘丹跃305
1、显微镜种类介绍 2、扫描声学显微镜的原理 3、扫描声学显微镜的性能及在材料科学中的应用
2
显微镜有很多种类，大致有：
透射电子显微镜(TEM) 扫描电子显微镜(SEM) 场离子显微镜(FIM) 高压电子显微镜(HVEM) 分析电子显微镜(AEM) 场发射电子显微镜(FEEM) 声学显微镜(AM) 扫描隧道显微镜(STM)
原子力显微镜(AFM)
超高压电子显微镜
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主要用途：观测材料、矿物、生物样品、器件透射电子显微象及电子衍射图，对样品微观组织、结构、缺陷等定性、定量分析。可对样品在加热、拉伸、电子辐照等条件下微观组织的变化过程进行动态观测。仪器类别： 03040701 /仪器仪表 /光学仪器 /电子光学及离子光学仪器 /透射式电子显微镜指标信息：加速电压：1000kV 放大倍数：150倍～ 30万倍晶格分辨率：0.27nm 选区衍射相机长：2～ 6m 试样可加热温度：1000℃ 附件信息：加热台（室温-1000℃），拉伸台加伸台（室温-1000℃），动态过程摄象录象系统。双倾台（±45° 该仪器是我国最大型的透射电子显微镜，它主要用于各种材料的微结构分析，组织特征和相鉴定，缺陷研究等。与普通电子显微镜相比较，它可以进行微观过程的动态实验观察、辐照效应研究、厚试样和粗大析出物的观察分析以及半导体微器件结构研究。同时，本实验室样品制备、数据结果处理等附属设备齐全，为科研实验创造了良好条件。

层析扫描声学显微镜的研究

维普资讯
第２８卷第９期２００７年９月
仪
器
仪
表
学
报
Ｖ０．Ｎｏ９Ｉ２８．
ＣｉｅｅＪｕａｆＳｉｎｉｃＩｓｒｍｅｔｈｎｓｏｒｌｏｃｅｔｎｔｎｉｆｕｎ
Ｓｐ０７ｅ．２０
层析扫描声学显微镜的研究水
杨立峰，王亚非，鹰，周高椿明，王占平
（电子科技大学光电信息学院成都６０５）１０４摘要：为了获得被测样品三维信息同时具有较高的分辨率，在电子科技大学光电声学信息处理研究中心研制成功的激光扫
描声学显微镜的基础上，过检测电路、通数据获取等方面进行的硬件改进以及相应的算法研究，获得了合理有效的重建数据，将非线性衍射层析成像算法引入到改进后的ＳＡＬＭ系统中，到了层析扫描声学显微镜的样机，得并且在实验上获得了清晰的集成电路样品的三维层析图像。关键词：激光扫描声学显微镜；层析成像；正交解调器；超声波；重建算法
ＹａｇＬｉｎｎｆｇ，ＷａｇＹａｅ，ＺｈｕＹｉｇ，ＧａｕｅｎｆｉｏｎｏＣｈｎｍｉｇ，ＷａｇＺｈｎｉｇｎｎａｐｎ
（ｏｅｅｏｐｏｅｃｉｌｎｏｍｔｎｎｅｉＥｅｔｎｃｎｅａｄＴｃｎｌｙｏＣｉ，Ｃｅｇｕ６０５，ｈｎ）ＣｌｇｌｆＯｔｌｔｃｆｒａｉ，ＵｉｒｔｏｌｒｉＳｉｃｎｅｈｏｏｈｎ．ｅｒａＩｏｖｓｙｆｃｏｃｅｇｆａｈｎｄ１０４Ｃｉａ

塑封器件声扫检查时分层假象的识别方法

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。

激光扫描声学显微镜的相位误差及其校正

Ｖ；）Ｉｘ）ｏ２（．／＋（），，ｚ＝（ｙｃ｛Ｌ＋））（ｙ，ａ，ｌｓｎ，ｖｘ；）ｌ）ｉ２（，）（）Ｑ，ｚ＝口，ｓ｛ｆ＋＋）（，（ｙｎｎ￣ｘ，
（１）ｂ
其中Ｐ（，；，Ｉｙｚ）和ｖ（，；）分别表示Ｑｘｙｚ，
ｖｘｙｚ）（，）ｘ｛ｎｆ）（，；ａｘｙｅｐｊ（￣＋，２。）
＝
Ｉｘ）ｘ（（ｙｅ｛ｎ￣＋）ａ，Ｉｐ＃，）ｐｊ（，）（ｙｅｊｘ）ｘ２ｆ
（ａ１）
其中ａ，）Ｉｘ）ｘ（（）（Ｙ＝（ｙｅｊｘ）表征ｘａ，．ｐ＃，
杨立锋：激光扫描声学显微镜的相位误差及其校正
Ｐ（；）（）ｏ（ｒ＝＋（）（ａｒｚ＝ａｘｅｓｃｘ￣ｘ）４），２ｆ
３相位校正
为了校正相位误差，选取一个简单的目标函
Ｐｘ，ｌｘｓ（ｆ＋（）（）ｉ；）ａ）ｎｎｘ￣）４（ｚ＝（ｌ２ｘｘｂｉ
（）３
ｌ
【旦群
其中为激光扫描方向。特殊地。选取空间
频率为的单位平面波作为入射波ａ理想状态在
下，正交探测器接收到的散射波实部和虚部可表
示为【：１
４５
图１激光扫描声学显微镜（ＬＳＡＭ）Ｉ作原理图
维普资讯
由于正交探测器存在相位误差Ａ０和幅度误差ａ，０故实际正交相位探测器的输出实、虚部为：
数ｔｘ＝１，用单个任意平面声波（）

美国Sonoscan超声波扫描成像显微镜

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。

扫描声学显微镜的扫描技巧探讨

收稿日期:2020-11-04扫描声学显微镜的扫描技巧探讨刘玲玲,范丹丹,纪帆,谭伟,李文祥(江苏华海诚科新材料股份有限公司,江苏连云港222047)摘要:探讨了在SAT(Scanning Acoustic Technology)扫描过程中对分层扫描结果有显著影响的探头频率、探头下部的气泡、样品表面的气泡、气泡的处理方法及浸泡时间等进行了讨论,结果表明,合适频率的探头、有效的气泡去除及在最佳浸泡时间内才能得到正确的分层扫描结果。

关键词:分层;探头频率;气泡中图分类号:TN247文献标志码:B文章编号:1004-4507(2020)06-0042-05Scanning Technical Discussion of Scanning Acoustic MicroscopeLIU Lingling ,FAN Dandan ,JI Fan ,TAN Wei ,LI Wenxiang(Jiangsu HHCK Advanced Materials Co.,Ltd.,Lianyungang 222047,China )Abstract:The probe frequency ，the bubbles in the lower part of the probe ，the bubbles on the surface of the sample ，the treatment methods of the bubbles and optimum soaking time which have a significant influence on the results of SAT scanning are discussed in this paper.The results show that the correct delamination scanning results can be obtained when the proper probe frequency is selected and the bubbles are removed well.Key words:Delamination ；Frequency of probe ；Bubbles扫描声学显微镜(SAM)在无损检测器件分层中应用越来越广，随着电子产品日趋小型化、集成化，分层对集成电路的影响得到高度重视，尤其是在高温高湿的器件经过回流焊、波峰焊等一系列高温实验处理后分层现象更为严重，影响器件长期可靠性[1]。

扫描声学显微技术_原理与应用

传输；
2. 声波会在材料界面，内部缺
陷或材料变化的地方发生反射；
3. 能够聚焦，能够沿直线传输； 4. 对材料非破坏性。
• 材料的声学特性
1. 密度( )
2. 声速(C)
3. 声阻(Z)
• Z= C
材料
密度纵波速声阻 (kg/m2s)E
(g/cm3) (m/s) 6
水(200 C) 酒精 (200 C) 空气(200 C) 硅金铜铝环氧树脂树脂 (IC) 玻璃 (石英 ) 氧化铝 (AL2O3)
1.00
0.79
0.00 2.33 19.3 8.90 2.70 1.20 1.72 2.70 3.80
1483
1168
344 8600 3240 4700 6260 2600 3930 5570 10410
1.48
0.92
0.00 20.04 62.53 41.83 16.90 3.12 6.76 15.04 39.56
的着色；
4. 更换合适频率的探头。
波形的判断与正确的着色
Bulk Scan （块状扫描）
Focus
Gain
Gate
Analysis of A-Scan
Loss of Back Echo “Acoustic Shadow” effect
The Loss of Back Echo Scan can be used to confirm the presence of delaminations in a similar manner as Thru-Scan™. The ultrasound will not pass through an air gap and whenGain the inspection is done under a defect an acoustic shadow will Faopcpuesar.

扫描声学显微镜在半导体封装失效分析中的应用及前景

图１ — ｓｎＴｃａ模式中检测到的电容／电阻分层
波被安装在样品另一侧的接收器收集，有从传导器到接所收器的信息被透射接收器收集。样品『部分层的区域，在人Ｊ由
Ｃｓａ模式对硅芯片封装中界面分层的检测－ｎｃ
界面分层是在电子封装中最常见的失效模式，电子互联界面分层会导致电路开路、电阻变高或者其他形式失
合媒介中。去离子水由于对人多数的封装而言是安全的环境，对用户而言非常方便获得，且因而成为被最为广泛应川的液体媒介信号收集的方式有两种：射模式（－ｃｎ和脉冲反透Ｔｓａ）射模式。冲反射模式又被分为三种： — ＣＮ — Ｃ脉ＡＳＡ，ＢＳＡＮ和ＣＳＡ模式． — ｃｎ —ＣＮ．ｓａ模式是基本的声波形式在示波镜Ａ上的表现。 — ｃｎ垂直截面的两维图像形式。 — ｃｎＢｓａ是Ｃｓａ是水平截面的两维图像形式。冲反射模式意味着从样品反脉射来的超声波被发射超声波的一个传感器接收，然后再被送到接收器。声波进入样品再返回传感器的飞行时超间取决于反射界面离传感器的距离。因此，自不同界面的来反射波在时间轴上被分离开来。要研究的界面信息就可需以通过在软件中框选（ａｅ相应的波形而得到，择框（ｇｔ）选

激光扫描声学显微镜层析成像技术研究

Ａｂｔａｔｎｏｄｒｔｂａｎｕａｉｕｕｍａｅｆｉｄｖｄａｅｔｌｎｓ（ｏｇａ）ｗｉｉｐｃｍｅｓｒｃ：Ｉｒｅｏｏｔｉｎｍｂｇｏｓｉｇｓｏｎｉｉｕｌｄｐｈｐａｅｔｍｏｒｍｓｔｎａｓｅｉｎ，ｈｔｅＳａｎｎａｅｏｓｉｉｒｓｏｅＳＡＭ）ｗｈｃｓｄｖｌｐｄｂｅｍｔＵＥＳ．ＴｈｏｇｍｐｏｉｇｈｃｎｉｇＬｓｒＡｃｕｔＭｃｏｃｐ（ＬｃｉｈｗａｅｅｏｅｙａｔａａＴＣｒｕｈｉｒｖｎ
用。激光扫描声学显微镜（ＬＳＡＭ）为一种新型高作
分辨率的无损检测仪器因其具有实时成像的优点，
暇尤器Ｉ＇１ — 于ｌ、蕾—
Ｔ
…
一ｌ
维普资讯
第２卷第５９期
２０年１月０７Ｏ
压
电
与
声
光
Ｖｏ．９ＮＯ５１２．
０ｃ．２０ｔ０７
ＰＩＯＥＬＥＥＺＣＴＥＣＴＲＩＳ＆ＡＣ编号：０４２７（０７０ — ６２０１０ — ４４２０）５０１ — ３
ｎｌｇ，ＳａｎｎｍｏｒｐｉＡｃｕｔｉｒｓｏｅＳｏｏｙｃｎｉｇＴｏｇａｈｃｏｓｉＭｃｏｃｐ（ＴＡＭ）ｈｄｂｅｅｅｏｅ．ＴｅｔｒｓｌｓｏｄｔａＴＡＭｃａｅｎｄｖｌｐｄｓｅｕｔｈｗｅｈｔＳ

层析扫描声学显微镜相关算法及其比较

维普资讯
第２５卷第４期
２００６年０８月
声学技
术
Ｖｏ．５，Ｎｏ４１２．Ａｕ．２０６ｇ，０
ＴｅｈｎｃｌｃｉａＡｃｕｔｃｏｓｉｓ
层析扫描声学显微镜相关算法及其比较
杨立峰，王亚非，周鹰
ａｄｔｅｆｅｅａｋｐｏａａｉｎａｇｒｈｎｈｉｒｄｂｃ－ｒｐｇｔｌｏｉｍ．Ｂｏａｓｎｏｈｈｅｌｏｉｍｓｔｅｒｔａｌｎｈｏｔｙｃｍｐｒｏｆｔｅｔｒｅａｇｒｈｈｏｅｉｌａｄｉｔｃｙ
Ｋｅｒｓｃｎｉｇｔｍｇａｈｃａｏｓｃｍｃ０ｃｐ（ＴＭ）ｔｇａｈ；ｕｄａｒｄｔｔ；ｙｗｏｄ：ｓａｎｎｏｏｒｐｉｃｕｔｉｒｓｏｅＳＡ；ｍｏｒｐｙｑａｒｔｅｅｅｏｉｏｕｃｒ
ｕｔａｏｉＷａｅＩｒｓｎｃｖ
（子科技大学光电信息学院．成都电６０５）１０４
摘要：为了获得物体内部清晰的三维图像，高激光扫描声学显微镜的分辨能力，激光扫描声学显微镜原理的基提在
础上．阐述了层析扫描声学显微镜的结构和工作方式。合层析技术并且根据超声波在介质中的传播规律介绍了三结种层析算法：域内的插值算法：返传播算法；波反向传播算法。后通过理论和实验比较，果表明：返传播频往滤最结往算法通过对滤波函数进行改进．有限孔径的前提下，用于层析扫描声学显微镜时比其它两种算法可以获得更好在应的重建图像效果。关键词：层析扫描声学显微镜：析成像；交解调器：声波层正超

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2013-7-3
主要应用范围
• • • • 晶元面处脱层锡球、晶元、或填胶中之裂缝晶元倾斜各种可能之孔洞（晶元接合面、锡球、填胶…等） • 覆晶构装之分析 • 非破坏性材料内部结构测试广泛应用于半导体工业，材料测试，生命科学等领域
2013-7-3
视觉效果定量分析自动控制 • • • • • • • • • • • －3D形貌再现－同时观察多个层面－显示样品的机械性能（硬度，密度，压力等）－实时超声波飞时图表（A-Scan）－纵向截面图像（B-Scan）－XY图像（C-Scan, D-Scan, 自动扫描, 多层扫描）－第二个监视器便于图像的观察和操作－柱状图显示－长度测量－膜厚测量－多方式图像处理
以下为C-SAM的一些说明近年来，超声波扫描显微镜（C-SAM）已被成功地应用在电子工业，尤其是封装技术研究及实验室之中。由于超音波具有不用拆除组件外部封装之非破坏性检测能力，故C-SAM可以有效的检出IC构装中因水气或热能所造成的破坏如﹕脱层、气孔及裂缝…等。超声波在行经介质时，若遇到不同密度或弹性系数之物质时，即会产生反射回波。而此种反射回波强度会因材料密度不同而有所差异.C-SAM即最利用此特性来检出材料内部的缺陷并依所接收之讯号变化将之成像。因此，只要被检测的IC上表面或内部芯片构装材料的接口有脱层、气孔、裂缝… 等缺陷时，即可由C-SAM影像得知缺陷之相对位置。
2013-7-3
声学显微镜的穿透能力基本上取决于声波频率和样品材料。频率越低，穿透深度就越深。例如，当工作频率为2 GHz时，声波可贯穿样品表面以下0. 5^-2. 5}m的深度范围，而当工作频率为2 5 OMHz时，其穿透能力则可能达到250um左右。
2013-7-3
BACK
声扫描显微镜的性能及在材料科学中应用（以超声波扫描显微镜C-SAM为例）
扫描电子显微镜
扫描电子显微镜的制造是依据电子与物质的相互作用。当一束高能的入射电子轰击物质表面时，被激发的区域将产生二次电子、俄歇电子、特征x射线和连续谱X射线、背散射电子、透射电子，以及在可见、紫外、红外光区域产生的电磁辐射。同时，也可产生电子-空穴对、晶格振动（声子）、电子振荡（等离子体）。原则上讲，利用电子和物质的相互作用，可以获取被测样品本身的各种物理、化学性质的信息，如形貌、组成、晶体结构、电子结构和内部电场或磁场
原子力显微镜(AFM)
超高压电子显微镜
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主要用途：观测材料、矿物、生物样品、器件透射电子显微象及电子衍射图，对样品微观组织、结构、缺陷等定性、定量分析。可对样品在加热、拉伸、电子辐照等条件下微观组织的变化过程进行动态观测。仪器类别： 03040701 /仪器仪表 /光学仪器 /电子光学及离子光学仪器 /透射式电子显微镜指标信息：加速电压：1000kV 放大倍数：150倍～ 30万倍晶格分辨率：0.27nm 选区衍射相机长：2～ 6m 试样可加热温度：1000℃ 附件信息：加热台（室温-1000℃），拉伸台加伸台（室温-1000℃），动态过程摄象录象系统。双倾台（±45° 该仪器是我国最大型的透射电子显微镜，它主要用于各种材料的微结构分析，组织特征和相鉴定，缺陷研究等。与普通电子显微镜相比较，它可以进行微观过程的动态实验观察、辐照效应研究、厚试样和粗大析出物的观察分析以及半导体微器件结构研究。同时，本实验室样品制备、数据结果处理等附属设备齐全，为科研实验创造了良好条件。
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透射电子显微镜
• JEM-2010F透射电镜
• 在光学显微镜下无法看清小于 0.2µm的细微结构，这些结构称为亚显微结构或超微结构。要想看清这些结构，就必须选择波长更短的光源，以提高显微镜的分辨率。1932年Ruska发明了以电子束为光源的透射电子显微镜，电子束的波长要比可见光和紫外光短得多，并且电子束的波长与发射电子束的电压平方根成反比，也就是说电压越高波长越短。目前TEM的分辨力可达0.2nm。
2013-7-3
由于空气对高频声波具有极大的衰减作用，因此声透镜与试件之间是通过祸合介质来连接的。对藕合介质的要求主要有三:一是对声波的衰减尽量小。二是声波在其中的传播速度尽量慢，以获得最低的衍射限制，从而提高分辨率。三是报合介质应具备合适的粘度和湿润能力。研究结果表明，在常温下，蒸馏水是合适的报合介质，且在测试时将水温适当升高，声波衰减特性可得到改善。低温藕合介质(液氮、液氮)有着更优的性能，但受使用条件的限制，目前全世界只有几个大学实验室能够使用低温藕合介质。声学显微镜的分辨率主要决定于焦点处的波长，而波长又受制于声速及声波频率。频率越高，分辨率就越高。另外，扫描声学显微镜的入射波和反射波都聚焦在样品的同一点上，这使显微镜提高了深度鉴别能力并有助于消除聚焦外面的反射。在应用电子反差增强技术后，显微镜的分辨率可提高到稍优于工作波长的水平。当用热水作藕合介质在2 GHz频率工作时，实用分辨率可达0. 65yAm左右。
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2013-7-3
● 频率范围：1～550MHz ● 换能器选择：5～400MHz ● 扫描范围：0.20×0.20mm～400×400mm ● 扫描速度：2000mm/秒 ● 扫描机构分辨率：0.1μm ● 扫描模式：A, B,C,D, G, X, 3D ● 最小门限时间1ns ● FFT(快速傅里叶变换） ● 阻抗测量，伪彩色表示 ● 图像输出可保存为BMP及SAM格式 ● 仪器尺寸：200×65×130cm
在材料科学中的应用
• 声波在固体中传播，呈现出不同的声能传播类型。除了常见的体声波(纵波和剪切波)外，声表面波(SAW)同样存在于许多材料之中。声波的不同类型以复杂的方式与材料的弹性特征相互作用，从而产生了携带大童信息的反差。在声显微术中，这些信息可从下述四个方面获得，通过分析可以得到大量的所需材料特征。
2013-7-3
2.阻抗成像
• 介质的声学阻抗被表示为声速与密度的乘积(Z =CP)，当声波入射于两种介质界面时，按反射系数产生反射:R= CZz一Zi)/CZz }-ZO(此处Z:和Zz 是两种介质的声阻抗)，反射功率为R的平方。当显微镜聚焦于表面时，阻抗的变化将表现为反差的变化。因此，聚合物及其复合材料的组成能用声学法测出，因为图象反差的变化与声学阻抗的变化相对应，因而也就与密度和模蚤的变化相对应。阻抗成像形式适用于如聚合物类的低密度材料。例如，这种成像方式能用于区分两相聚合物间的界面。阻抗成像也适用于半导体加工中的光刻胶残余量的检查，这是因为光刻胶的声阻抗大大低于硅或氧化物，因而其表现出声反射的减少。
BACK
扫描声学显微镜基本原理
扫描声学显微镜是一种集声学、电子、机械、计算机等技术为一体的高科技产品，有透射型和反射型两种，透射型只能观察很薄的试件，对样品制备有一定要求。而反射型的优点是试件厚度不受限制，因而有着更为广泛的应用领域，目前可购买到的扫描声学显微镜商品为反射型。反射式扫描声学显微镜原理如图所示。
2013-7-3
微波信号源输出连续微波信号，经脉冲调制器形成脉冲调制微波信号，该微波信号通过环行器加到压电换能器上，使高脉冲信号转化为声脉冲，这些超声脉冲经声学透镜的凹端聚焦，并通过藕合介质，投射在样品的表面上，激励样品表面产生表面波。由于声束受到样品的反射、散射和吸收，声波从样品表面返回到压电晶体换能器，并被转换成电信号，通过对该电信号放大、检波、采样、送入计算机处理，可以得到一个象素;随着声束在样品表面上二维(X}y方向)扫描，即可得到一幅完整的声图象。图像上每个信号的灰值，反映了样品相应部分反射信号的强度。同时在垂直于样品方向上(Z方向)移动探头，改变声波在样品内的聚焦位置，就可得到样品内部的声图像。测得的信号电压V)取决于透镜的聚焦性能和焦点材料的物理一机械性能。扫描声学显微镜的核心部分是声学透镜。为了降低声学衰减，透镜体选用高纯材料蓝宝石制成，同时，蓝宝石还是一种高声速晶体，该性质能够有效地减少像差。在透镜体的下端呈凹球面，凹球面尺寸取决于工作频率。当换能器发射平面声波时，由于凹球面的折射，声波聚焦。在蓝宝石透镜体的顶部经抛光后，安装了一个氧化锌压电换能器，其作用是将电振荡与声振荡相互转换。
扫描声学显微镜
声学扫描显微镜(SAM)是一种多功能、高分辨率的显微成像仪器，兼具电子显微术高分辨率和声学显微术非破坏性内部成像的特点, 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，可以检测材料内部的晶格结构、杂质颗粒、内部裂纹、分层缺陷、空洞、气泡、空隙等，为司法鉴定提供客观公正的微观依据。
2013-7-3
Байду номын сангаас
声扫描显微镜下的缺陷
C-SAM的服务
• 超声波扫描显微镜(C-SAM)主要使用于封装内部结构的分析，因为它能提供IC封装因水气或热能所造成破坏分析，例如裂缝、空洞和脱层。 • C-SAM内部造影原理为电能经由聚焦转换镜产生超声波触击在待测物品上，将声波在不同接口上反射或穿透讯号接收后影像处理，再以影像及讯号加以分析。 • C-SAM可以在不需破坏封装的情况下探测到脱层、空洞和裂缝，且拥有类似X-Ray的穿透功能，并可以找出问题发生的位置和提供接口数据，是互补的两种设备
扫描声学显微镜
组员：应物三班宋飞326 刘健303 刘丹跃305
1、显微镜种类介绍 2、扫描声学显微镜的原理 3、扫描声学显微镜的性能及在材料科学中的应用
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显微镜有很多种类，大致有：
透射电子显微镜(TEM) 扫描电子显微镜(SEM) 场离子显微镜(FIM) 高压电子显微镜(HVEM) 分析电子显微镜(AEM) 场发射电子显微镜(FEEM) 声学显微镜(AM) 扫描隧道显微镜(STM)

声学扫描显微镜

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