SAT 原理 检测方法及识别介绍

SAT原理、检测方法及识别介绍1原理什么是SATSAT又叫C-SAM，中文叫法有很多，扫描声波显微镜或超声波扫描显微镜或声扫描显微镜(Scanningacousticmicroscope)

2原理什么是超声波Soundwaveswhichhaveafrequencyover20kHz.频率超过20Khz的声波(Audiblefrequency:16Hz-20kHz)(人耳能听到的声音频率为:16Hz-20kHz)Thesoundwaveswhichcannotbeheardbythehumanear.

超声波是人耳听不到的16Hz-20,000Hz3原理超声波的波形—横波ShearWave(横波)Thevibrationdirectionandpropagationdirectionareperpendicular.

振幅方向和传播方向是垂直的Transmissioninliquidorairisimpossible.

在液体和空气中无法传播PropagationVibration4原理超声波的波形—纵波LongitudeWave(纵波)Thevibrationdirectionandpropagationdirectionaresame.

振幅方向和传播方向是一致的Transmissioninliquidispossible.

可以在液体中传播PropagationVibration5原理超声波的特点100%reflectionwhenitmeetsair(delamination)

碰到空气(分层或离层)100%反射Reflectsatinterfaces

在任何界面会反射Travelsstraightaslightbecauseoftheveryshortwavelength.

由于它的波长非常短,所以和光线一样直线传播Air100%DieEMC6原理超声波的反射率

MaterialsAirEMCSiliconEpoxyGold42alloyCopperAlSteelNickelGlassWater(20'c)(forIC)forD/A(quartz)(20'c)Acoustic

impedance06.7620.043.1262.5340.9141.8316.945.4349.5415.041.48(10kg/ms)Air(20'c)0-100100100100100100100100100100100Resin(foric)6.76100-49.636.880.571.672.242.974.1763864.1Silicon20.0410049.6-73.151.534.235.28.538.842.414.386.2Epoxyresin3.1210036.873.1-90.585.886.168.887.188.265.635.7Gold62.5310080.551.590.5-20.919.857.515.811.661.295.442alloy40.9110071.634.285.820.9-1.141.55.29.546.293Copper41.8310072.235.286.119.81.1-42.44.18.447.193.2Aluminum16.910042.98.568.857.541.542.4-45.849.15.883.9Steel45.4310074.138.887.115.85.24.145.8-4.350.393.7Nickel49.541007642.488.211.69.58.449.14.3-53.494.2Glass(quartz)15.041003814.365.661.246.247.15.850.353.4-82.1Water(20'c)1.4810064.186.235.795.49393.283.993.794.282.1-R(%)=X100Z2+Z1Z2

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Z17原理超声波在部分材料中的阻抗8原理超声波的优点Highresolution:很高的分辨率:

-------Sonix能够检测到的最小间隙厚度为0.13微米Highsensitivity:

很高的灵敏度:

能够检测出细微缺陷的大小,位置和形状Nodestruction.

非破坏性Safe:Harmlesstohumanbody.

安全:对人体无害9原理超声波的缺点Difficulttoinspectsamplesthathavearoughsurfaceorbubbles.

很难检测出表面很粗糙或者内部有很多气泡的样品Liquidisrequiredtotransmitultrasonic

需要液体进行超声波传输Needsexpertise

需要专家分析和判断roughsurfacebubbles10原理超声波的用途Nondestructivetestequipment.(S.A.M.)

超声波无损探伤测试设备(如:超声波扫描显微镜)

Sonartofindsubmarine,fish-finder

用声纳找潜水艇和鱼群

Medicalexaminationequipment

身体检查设备Cleaner(15~50KHz)

超声波清洗机Humidifier

超声波增湿机Welding(15~40KHz)

超声波焊接11原理超声波检测的原理原理：利用超声波在各个层面的反射信号或者透射信号检查各个层面的缺点DieAttachAdhesiveDieEMCDieSurfaceDieBottomPackageSurfaceUltrasonic超声波Transducer超声波探头Water水TransducerforThru-Transmission接收探头用于透射12DelaminationPKGCrackVoidPKGCrackChipCrack分层

(Delamination)塑封体裂缝(PackageCrack)晶片裂缝

(DieCrack)孔洞(Void)傾斜(Tilt)手指下陷(Finger)原理超声波检测的用途13原理超声波检测的方法PulseEchoMethods（脉冲回波方法）A-scan:Inspectionwithwaveformdisplayedonoscilloscope.A-扫描方式：检测波形并显示在示波器上2）B-scan:Inspectionwithverticallyx-sectioned2-dimage.B-扫描方式：检测垂直x方向的二维截面图3）C-scan

:Inspectionwithhorizontallyx-sectioned2-dimage..C-扫描方式：检测水平x方向的二维截面图4）TAMI:C-Scanwithmultiple(2~999)gateTAMI扫描模式：可以同时扫描出2-999层C-扫描方式Thru-TransmissionMethod（透射方法）T-scan:Inspectionwithtransmittedsignal.T-扫描方式：检测透射信号14PKGSurfaceDieSurface波的強度检测方法A-Scan15由波形相位及波形強弱表現在示波器上波形相位特性:由硬物質到軟物質,波形呈現負向波由軟物質到硬物質,波形呈現正向波要使用B-Scan及C-Scan證實檢驗結果50%50%Air100%DieEMC正向波PASS負向波FAIL黑色紅色波的強度100%检测方法A-Scan16QA正常monitor的圖像Normal紅色的負波正波黑色的FailA-scan波的強度波的強度100%检测方法A-Scan17PKGBottomPKGCrackPadBottom检测方法B-Scan18QA正常monitor的圖像B-scan检测方法B-Scan19PackageCrackDieCrackDelamPackageCrack：掃橫向容易掃到，縱向不容易掃到DieCrack：灰、黑、白的部分形狀有變異Delam：正常是灰、黑、白NormalDelam灰黑白白黑灰检测方法B-Scan20TiltInnerVoidTilt：灰、黑、白的部份傾斜InnerVoid：灰、黑、白的部分某一個地方會跑到上方检测方法B-Scan21C-scan检测方法C-ScanEMCEMC22可檢測的缺點:Peeling、Crack

、Void、DelamDelamInnerVoidDieCrackDiePeeling检测方法C-Scan23检测方法TAMI-ScanTAMI:(TomographicAcousticMicroImaging)超声波断层显微成象31Cuts31片Swordsman剑侠31inspectionlayersofTAMI-ScanTAMI-Scan的31层测试层D/AEpoxyPaddleEMCSiliconChip31GatesforTAMIPackageSurface封装表面DieTop&BottomDie的顶端与底部PaddleSurface焊料表面24检测方法TAMI-Scan超声波断层显微成象扫描的31张图片25水接收器探頭探頭傳遞訊號穿過待測樣品，接收器接收訊號因為超音波預到空氣，無法傳遞訊號，所以檢測樣品任何一層有脫層，下面接收器將收不到訊號，所以呈現黑色區域水泡未清除乾淨也會影響穿透判定可使用A-Scan證實檢驗結果穿透式的缺點是不能確切的知道那一層有缺陷,必須要用反射式再次檢驗检测方法T-Scan26PassAFailB圖A：接收器有接收到探頭穿過待測樣品傳遞的訊號，所以會有波的反應圖B：接收器沒有接收到探頭穿過待測樣品傳遞的訊號，所以會沒有波的反應，反射呈現黑色有波的強度沒有波的強度检测方法T-Scan27NormalDelamC-scanB-scanA-scan反紅白、黑、灰負波反紅波強度:100%结果识别

Delam28因為tilt的關係使的pad有高低差打到的波會有強弱所以c-scan會反紅C