Ультразвуковые сканирующие акустические микроскопы (SAM) — это приборы неразрушающего контроля, которые исследуют внутренние структуры образцов, погруженных в жидкость. Устройство посылает высокочастотные звуковые импульсы на объект и анализирует отраженные сигналы от скрытых неоднородностей, создавая детальные послойные изображения без физического разрушения детали. Метод позволяет выявлять дефекты, недоступные для рентгена или оптического осмотра: пустоты в пайке микросхем, расслоения композитов, микротрещины, инородные включения, а также отделение кристалла от подложки. Благодаря высокой чувствительности к границам раздела «материал-воздух» и возможности трехмерной визуализации объема, SAM является ключевым инструментом обеспечения качества в микроэлектронике, аэрокосмической отрасли и медицине.
В микроэлектронике и полупроводниковой промышленности ультразвуковые сканирующие акустические микроскопы являются основным инструментом контроля качества сборки, так как позволяют заглянуть внутрь герметичных корпусов компонентов, не вскрывая их.
Сканирующий акустический микроскоп US301 использует высокочастотные ультразвуковые волны для обнаружения внутренней структуры, дефектов и материалов объектов.
- Многослойное сканирование (до 1000 слоев).
- Высокая скорость сканирования и высокое разрешение изображений.
- Программное обеспечение для отображения и анализа изображений в реальном времени.
- Настраиваемые водонепроницаемые приспособления для различных продуктов.
Сферы применения:
- Анализ сложных силовых модулей: послойная диагностика мощных транзисторов (IGBT, SiC MOSFET), состоящих из множества спаянных слоев. Метод позволяет проверить качество пайки каждого интерфейса и обнаружить пустоты в теплопроводящих материалах, которые приводят к перегреву.
- Неразрушающий контроль полупроводниковых кристаллов: исследование внутренней структуры чипов на предмет скрытых микротрещин, отслоения металлизации или неоднородности эпитаксиальных слоев без вскрытия корпуса.
- Измерение параметров сверхтвердых материалов: точное определение толщины алмазных подложек или теплоотводящих пластин, а также поиск границ раздела между ними и присоединенными компонентами (например, при контроле качества синтеза CVD-алмазов).
Технические характеристики установки:
- Габариты оборудования: 1100 × 1020 × 1550 мм.
- Рабочая зона (ванна): 645 × 750 × 155 мм (размер может быть изменен под заказ).
- Область перемещения сканера:US301: до 400 × 320 мм; US301 Pro: до 2000 × 2000 мм (расширяется по запросу).
- Скорость инспекции:до 2000 мм/сек.
- Разрешающая способность:от 1 мкм (микрометра) до 4000 мкм (4 мм).
- Частотный диапазон датчиков:от 1 до 500 МГц (высокие частоты для мелких деталей, низкие — для глубокого проникновения в металл).
- Система подачи жидкости: автоматическая закачка и слив воды с помощью насоса.
- Работа с образцами:поддерживается ручная загрузка, полуавтоматический конвейер или полная роботизация линии.
- Защита компонентов: герметичные держатели разрабатываются индивидуально под геометрию заказчика.
Что означают данные параметры на практике:
- Диапазон частот (1–500 МГц): низкие частоты используются для «прострела» толстых металлических оснований IGBT-модулей, а высокие позволяют увидеть дефекты размером в несколько микрон внутри хрупких кремниевых или карбид-кремниевых кристаллов.
- Разрешение (1–4000 мкм): установка универсальна — она способна найти микроскопическую воздушную пору в припое и одновременно оценить расслоение площадью в несколько квадратных сантиметров в композитном радиаторе.
- Размер зоны US301 Pro (2000 × 2000 мм): такая большая область сканирования предназначена не для одной микросхемы, а для целых заготовок печатных плат, крупных узлов силовой электроники или корпусов приборов.