SAT(超聲波映像裝置:Scanning Acoustic Tomograph,掃描聲學(xué)斷層掃描儀)是用于檢測材料內(nèi)部缺陷的設(shè)備。
由于采用超聲波技術(shù),可在不破壞被測材料的前提下進(jìn)行檢測。通過超聲波探傷法,能夠?qū)雽?dǎo)體靶材、車身材料等的內(nèi)部狀態(tài)以 C 掃描(C-scan)圖像的形式可視化。
超聲波探傷法是指通過傳感器發(fā)射超聲波并傳導(dǎo)至被測物體,根據(jù)超聲波的反射接收狀態(tài)來測量物體狀態(tài)的探傷方法。
SAT(超聲波映像裝置)的核心用途是在不破壞被測物體的前提下,檢測其內(nèi)部的微小缺陷。具體應(yīng)用場景如下:
半導(dǎo)體領(lǐng)域:通過模塑 IC 封裝(雙列直插式封裝,DIP)的 SAT 圖像,可確認(rèn)剝離和裂紋;從堆疊式 IC 封裝(芯片兩段結(jié)構(gòu)產(chǎn)品)的圖像中,能檢測芯片上表面及芯片間芯片粘貼膜的剝離;在芯片級封裝(CSP)的底部填充膠剝離檢測和空洞評估中,可觀察焊點(diǎn)間及周邊區(qū)域的空洞有無。
電子部件?陶瓷領(lǐng)域:可檢測片式部件內(nèi)部電極的裂紋、剝離和空洞;通過按缺陷深度進(jìn)行彩色標(biāo)注,還能獲取缺陷的位置信息。
樹脂?復(fù)合材料領(lǐng)域:在注塑成型樹脂的流動分析中,可檢測微小氣泡及樹脂的密度分布模式;在碳纖維增強(qiáng)塑料(CFRP)的破壞分析中,作為鋼球落下試驗破壞分析的一部分,能逐層觀察層間剝離情況。
金屬素材?板材接合狀態(tài)檢測:用于檢測半導(dǎo)體、平板顯示器(FPD)、太陽能電池等電極形成所用濺射靶材,以及靶材與背板之間的接合狀態(tài);可通過適配靶材大型化的設(shè)備進(jìn)行檢測。
功率模塊檢測:適用于絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)等各類部件接合部位的在線檢測,能檢測剝離和空洞。
MEMS 用鍵合晶圓檢測:可將微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)所用鍵合晶圓的鍵合面以圖像形式可視化,還能檢測直徑 10 微米的未接合區(qū)域。
SAT(超聲波映像裝置)采用組合了超聲波發(fā)射器和接收器的探頭,觀測來自樣品的反射波;通過探頭對樣品整體進(jìn)行掃描,基于反射波構(gòu)建圖像。超聲波具有在物質(zhì)的界面發(fā)生反射的特性,且受其特性影響,測量時需將樣品置于水中。
探頭內(nèi)的壓電元件在脈沖電壓的觸發(fā)下產(chǎn)生振動,該振動產(chǎn)生的超聲波在水中照射到樣品后,會以彈性波的形式在樣品內(nèi)部傳播。若樣品內(nèi)部存在空洞、裂紋或異物,會導(dǎo)致聲學(xué)阻抗發(fā)生變化,進(jìn)而使超聲波表現(xiàn)出反射、折射等行為。
通常,探頭會以 0.1 至 10 毫秒的間隔發(fā)射間歇性脈沖,在兩次發(fā)射的間隙接收來自樣品內(nèi)部的反射波,從而檢測缺陷。