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C-SAM超聲掃描介紹————————————————————————————————————————————————————
超聲掃描顯微鏡C-mode Scanning Acoustic Microscope簡稱C-SAM,是用于檢測物體表面、內(nèi)部區(qū)域及內(nèi)部投影,產(chǎn)生高分辨率特征圖像的檢測技術。由于它能獲得反映物體內(nèi)部信息的聲學圖像而被廣泛應用于無損檢測領域。
超聲波在介質(zhì)中傳播時，若遇到不同密度或彈性系數(shù)的物質(zhì)，會產(chǎn)生反射回波，而此種反射回波強度會因材料密度不同而有所差異，掃描聲學顯微鏡（SAM）利用 此特性來檢出材料內(nèi)部的缺陷并依所接收的信號變化將之成圖像，超聲換能器能發(fā)出一定頻率（1MHz~500MHz）的超聲波，經(jīng)過聲學透鏡聚焦，由耦合介質(zhì)傳到樣品上。超聲換能器由電子開關控制，使其在發(fā)射方式和接收方式之間交替變換。超聲脈沖透射進入樣品內(nèi)部并被樣品內(nèi)的某個界面反射形成回波，其往返的 時間由界面到換能器的距離決定，回波由示波器顯示，其顯示的波形是樣品不同界面的反射強度與時間（或距離）的關系。通過控制時間窗口的時間，采集某一特定 界面的回波而排除其它回波，超聲換能器在樣品上方以二維方式作機械掃描，通過改變換能器的水平位置，在平面上以接卸掃描的方式產(chǎn)生一幅反射聲波隨反射平面 分布的圖像。
Sam利用聲波對于不同介質(zhì)反射或者透射強度的不同來進行測試。C-sam是c型反射，可以用來掃描某一層的性狀，其分析如下：一般情況下如果聚焦的2層之間區(qū)域是黑色的說明這相交面一直到器件表面某處有空洞；如果是紅色的，就代表在所檢測的那層相交面上是有空洞的。顏色是根據(jù)其特有color map來判斷，從正波到負波顏色變化為白色一紅色，可以通過圖片左側顏色條看出來。白色代表遇到從密度小的物質(zhì)進入密度很大的物質(zhì)，紅色正好相反，黑色代表遇到空氣或者真空，聲波沒有反射或者透射過去,導致接收聲波的探頭沒有接收到信號。T-scan就是through scall．是檢測體內(nèi)，也就是從上表面到下表面所有層面的檢測。根據(jù)color map，如果發(fā)現(xiàn)黑色區(qū)域就代表包含區(qū)域的垂直體內(nèi)含有空洞。
C-SAM超聲設備展示
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儀器能力 探頭頻率 :5～500MHZ 有效行程（X×Y×Z）: 350×350×80mmm 最大掃描速度:1,000mm/s 掃描最小間距：0.5μm |
應用范圍
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超聲波掃描主要用于檢測電子元器件、LED、金屬基板的分層、裂紋等缺陷（裂紋、分層、空洞等）；通過圖像對比度判別材料內(nèi)部聲阻抗差異、確定缺陷形狀和尺寸、確定缺陷方位。
C-SAM是的重要技術手段之一，與X射線分析具有互補性，X-ray只是穿透，可以看到Voids, Crack, Delamination，但不能判斷出缺陷在哪個層面，C-sam技術則有更多優(yōu)勢：
b)對平直界面不連續(xù)性缺陷十分靈敏
c)特別適合塑料封裝器件內(nèi)部分層分析，也適合器件、印制電路板上熱沉焊接的分析
d)結合破壞性手段，可以用于焊點的分析。對設備配置和操作員經(jīng)驗有一定要求
e)復雜情況下的超聲分析結果需要其它技術手段比對
非破壞性、無損傷檢測內(nèi)部結構,可分層掃描、多層掃描,實施、直觀的圖像及分析,缺陷的測量及百分比的計算,可顯示材料內(nèi)部的三維圖像,對人體是沒有傷害的,可檢測各種缺陷（裂紋、分層、夾雜物、附著物、空洞、孔洞、晶界邊界等） 晶元面處脫層,錫球、晶元、或填膠中之裂縫,晶元傾斜,各種可能之孔洞（晶元接合面、錫球、填膠…等）, 覆晶構裝之分析。
目前用于電子封裝或組裝分析的主要是C模式的超聲掃描聲學顯微鏡，它是利用高頻超聲波在材料不連續(xù)界面上反射產(chǎn)生的振幅及位相與極性變化來成像，其掃描方式是沿著Z軸掃描X-Y平面的信息。因此，掃描聲學顯微鏡可以用來檢測元器件、材料以及PCB與PCBA內(nèi)部的各種缺陷，包括裂紋、分層、夾雜物以及空洞等。如果掃描聲學的頻率寬度足夠的話，還可以直接檢測到焊點的內(nèi)部缺陷。典型的掃描聲學的圖像是以紅色的警示色表示缺陷的存在，由于大量塑料封裝的元器件使用在SMT工藝中，由有鉛轉(zhuǎn)換成無鉛工藝的過程中，大量的潮濕回流敏感問題產(chǎn)生，即吸濕的塑封器件會在更高的無鉛工藝溫度下回流時出現(xiàn)內(nèi)部或基板分層開裂現(xiàn)象，在無鉛工藝的高溫下普通的PCB也會常常出現(xiàn)爆板現(xiàn)象。此時，廣東省華南檢測技術有限公司提供掃描聲學顯微鏡就凸現(xiàn)其在多層高密度PCB無損探傷方面的特別優(yōu)勢。而一般的明顯的爆板則只需通過目測外觀就能檢測出來。
C-SAM超聲掃描示例————————————————————————————————————————————————————
