1. Lower resolution 低分辨率 2. Longer focal lengths 焦距长 3. Greater penetration 穿透深度高
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Special Parameter of Acoustic microscope (Steel)
超声波扫描显微镜的性能参数（相对于特定样品-钢）
Cracks 裂纹
Delamination, adhesion Artefact 分层缺陷、附着 物以及其他人为夹杂物
Particles,inclusions, Precipitations 杂质颗 粒、夹杂物、沉淀物等
Voids,bubbles, Holes 空洞、气 泡、空隙等
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● 超声波扫描显微镜SAM与X-RAY的区别?
在同一实验室内，SAM与X-ray是相互补充的方法手段。它们主要的区别在于 展现样品的特性不同。X-ray能观察样品的内部，主要是基于材料密度的差异。密 集的金属材料比陶瓷和塑料等材料对于X射线有较大的不透过性和较小的穿透深 度。X-ray对于分层的空气不是非常的敏感，裂纹和虚焊是不能被观察到的，除非 材料有足够的物理上的分离。X-ray射线成像操作采用的是穿透模式，得到整个样 品厚度的一个合成图像。在较长的检查期间内，如果半导体设备放置在离X-ray射 线源比较近的地方可能会产生损坏或随机的电子错误。
Scanning Acoustic Microscopy
超声波扫描显微镜
present by Dr. Ing. Klaus Krämer
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introduction
Krämer Scientific Instruments GmbH in Germany is a privately held company headquartered in Herborn, Germany. The company was established in January 1990 as a specialised firm involved in providing support and developments for high technology, high frequency Scanning Acoustic Microscopy (SAM). The company´s direction has been primarily aimed at Research, Non-destructive Testing and the Process Control Industry.
马达驱动的超高精度X-Y扫描系统； 七，2004年，世界上第一个实现超声波显微镜自动对焦系统，并受到专利保护； 八，2004年，世界上第一个实现多探头同时扫描大件样品的超声波显微镜系统，
并受到专利保护。
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Detection and Application of SAM
超声波显微镜主要用途
Grain boundary structures, Textures 材料的晶格结构
Comparison between SAM vs. X-ray 超声波扫描显微镜和X-光机的比较
X-光机检查
可以清晰地看见芯 片边缘的Pad, 但无 法鉴别芯片中间粘 接处的缺陷。
超声波显微镜
(C-SAM)检查
可以非常清楚地看 到芯片中间粘接处 的分层缺陷 。
样品特点:手机LCD液 晶屏下的一块芯片采用 粘胶的工艺贴到FPC上
Frequency [MHz] 频率 10 30 50 80 100 150 200 300 400 500 800 1000 2000
Theoretical Resolution [µm]
理论分辨率 150 50 30 19 15 10 7.5 5 4 3 2 1.5 0.75
Using the new developed Zscan-Mode all A-scan data will be stored in a file. The file size might be up to 2 GByte. The scanning time is equal to a normal C-scan. This new mode allows all individual gate settings, like A,-C,-B-scan, slice and 3 D scan (including amplitude and time of flight datas) afterwards, thus the sample can be „cut“ in individual layers. All datas are stored for further investigations in one file.
类似于X-扫描，但每一门限均可选择不 同的参数，比如信号增益和过滤
• D-Scan D-扫描
Diagonal Scan through the sample
通过样品对角线的斜扫描
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Z-Scan Z-扫描
最新开放出来的Z-扫描可以通过一次性扫 描方式，将所有A-扫描数据存入一个文件 内。扫描时间等同于C-扫描时间，而所得 到的数据包括了所有扫描模式所获得的数 据，从A, B, C, 3D扫描， 还包括任意时间 门限数据选择。因此，用户只需通过这样 一次扫描所获得的数据，就可以在计算机 上任意地选择某一扫描模式和参数，观察 其超声波扫描图像。
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德国KSI科学仪器公司 超声波显微镜在世界上的领先地位
一，1990年，世界上第一个做出频率超过GHz的超声波扫描显微镜，到目前为 止，其他同类仪器公司只能做到200MHz 左右；
二，1991年，世界上第一个在超声波显微镜中做出GHz V(z), V(f)定量测量系统； 三，1996年，推出世界上第一台数字超声波显微镜； 四，1998年，世界上第一个做出带有球面透镜的超声波换能器； 五，2002年，世界上第一个在超声波显微镜上实现材料阻抗测量； 六，2004年，世界上第一个在超声波显微镜扫描控制平台中采用空气垫悬浮线性
界面的数量
– Depth of interfaces
界面的深度
– Defect depth
缺陷的深度
– tool to find depth of interest
科视达 作为判定材料内部深度的工具
C-Scan C-扫描
• One layer of the sample:
对样品截面的扫描
– Layer thickness given by
由于阻抗的差别，超声波将会在样 品内部的表面、底部、缺陷、断层 界面上产生反射波
EE: Entrance echo 表面反射波 BWE: Back wall echo 底面反射波
Gate setting (red line) at the
signal of interest
设置不同的时间门限（红线）可获 取所感兴趣部分的反射波
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Transducer
换能器
Ultra high/ high f:
超高频 / 高频换能器
Mid range/ low f:
中频 / 低频换能器
1. Higher resolution 高分辨率 2. Shorter focal lengths 焦距短 3. Less penetration 穿透深度低
the gate width
被扫描截面的厚度由门限宽度决定
– Layer depth given by the
gate position
被扫描截面的深度由门限位置决定
• Determination of:
通过C-扫描可以用来判定：
–Defect position
缺陷的位置
–Defect shape
缺陷的形状
扫描层数由B-扫描宽度和门限宽度比决定
– Investigated thickness given by B-Scan width
每层扫描截面的厚度由B-扫描宽度决定
• Determination of (additional to
C-Scan):
通过X-扫描可以判定：
– Quick overview of the sample interior
Since 1994, KSI has established business in more than 20 countries. The product lines are high frequency 2000 MHz SAM systems, NDT routine microscopes and high speed automated ultrasonic systems.
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超声波显微镜扫描模式
Scan Modes
A-Scan (Time of flight)
Sample 样品
A-扫描
Incident ultrasonic wave 超声波入射
Reflected ultrasonic wave 超声波反射
EE
BWE
Reflection of the ultrasonic beam at interfaces with impedance mismatch, f.e. surface, back wall, defects, layer interfaces, ...
In only a short time, we have established strong links with numerous large multinational companies. KSI is the only company, manufactoring and developing scanning acoustic microscopes up to 2000 MHz (2 GHz ) world-wide.