超声波生物显微镜工作原理（超声波扫描显微镜应用介绍）

北软失效分析赵工 半导体工程师 今天

超声波扫描显微镜含义：

超声波扫描显微镜，英文名是：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或SAT。

频率高于20KHz的声波被称为超声波。超声波扫描显微镜是理想的无损检测方式，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。检测电子元器件、LED、金属基板的分层、裂纹等缺陷（裂纹、分层、空洞等）；通过图像对比度判别材料内部声阻抗差异、确定缺陷形状和尺寸、确定缺陷方位。

超声波扫描显微镜原理：

通过发射高频超声波传递到样品内部，在经过两种不同材质之间界面时，由于不同材质的声阻抗不同，对声波的吸收和反射程度的不同，进而采集的反射或者穿透的超声波能量信息或者相位信息的变化来检查样品内部出现的分层、裂缝或者空洞等缺陷。

超声波扫描显微镜测试分类：

按接收信息模式可分为反射模式与透射模式。

按扫描方式分可分为 C扫，B扫，X扫，Z扫，分焦距扫描，分频率扫描等多种方式

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.

塑料封装IC、晶片、PCB、LED

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）

超声波扫描显微镜测试步骤：

确认样品类型→选择频率探头→放置测量装置中→选择扫描模式→扫描图像→缺陷分析

利用纯水当介质传输超声波信号，当讯号遇到不同材料的界面时会部分反射及穿透，此种发射回波强度会因为材料密度不同而有所差异，扫描声学显微镜就是利用此特性，来检验材料内部的缺陷并依所接收的信号变化将之成像。

超声波扫描显微镜依据标准：

IPC/JEDEC J-STD-035 ,IPC/JEDEC J-STD-020, MIL-STD 883G, GJB 548B

超声波扫描显微镜实验室介绍：

芯片失效分析实验室能够依据国际、国内和行业标准实施检测工作，开展从底层芯片到实际产品，从物理到逻辑全面的检测工作，提供芯片预处理、侧信道攻击、光攻击、侵入式攻击、环境、电压毛刺攻击、电磁注入、放射线注入、物理安全、逻辑安全、功能、兼容性和多点激光注入等安全检测服务，同时可开展模拟重现智能产品失效的现象，找出失效原因的失效分析检测服务，主要包括点针工作站（Probe Station）、反应离子刻蚀（RIE）、微漏电侦测系统（EMMI）、X-Ray检测，缺陷切割观察系统（FIB系统）等检测试验。实现对智能产品质量的评估及分析，为智能装备产品的芯片、嵌入式软件以及应用提供质量保证。