超聲波掃描顯微鏡及原理介紹
安賽斯（中國）有限公司
超聲波掃描顯微鏡，英文是：Scanning Acoustic Microscope，簡稱SAM，由于它的主要工作模式是C模式，因此也簡稱：C-SAM?，F在做失效分析的實驗室里，這個設備直接被通稱為C-SAM。
上個世紀的90年代中，微電子器件的大規模生產制程中，發現IC的Die上下表面脫層，錫球/芯片裂縫、或填膠中的裂縫、封裝材料（很多塑封材料）內部的氣孔等缺陷，無法用常規的X-ray失效分析手段檢測到，此時，安賽斯（中國）有限公司引入一種新型的測試技術用于芯片的后封裝測試，它就是超聲波顯微鏡。超聲波顯微鏡的全稱是：超聲波掃描顯微鏡，或者叫掃描式超聲波顯微鏡。
超聲波顯微鏡的工作原理
超聲波掃描顯微鏡有兩種工作模式：基于超聲波脈沖反射和透射模式工作的。反射模式是主要的工作模式，它的特點是分辨率高，對待測樣品厚度的沒有限制。透射模式只在半導體企業中用作器件篩選。
超聲顯微鏡的核心就是帶壓電陶瓷的微波鏈，壓電陶瓷在射頻信號發生的激勵下，產生短的聲脈沖，隨后這些聲脈沖被聲透鏡聚焦在一起，超聲波掃描顯微鏡的這個帶壓電陶瓷的部件叫換能器，英文是：Transducer。換能器既能把電信號轉換成聲波信號，又能把從待測樣品反射或透射回來的聲波信號轉換成電信號，送回系統進行處理。
換能器負責將電磁脈沖轉換成聲脈沖，離開換能器后，聲波被聲透鏡通過耦合介質（一般是去離子水或無水酒精等）聚焦在樣品上。耦合介質是為了防止超聲波信號快速衰減，因為超聲波信號在一些稀疏介質中傳播是，會快速衰減。樣品置于耦合介質中，只要聲波信號在樣品表面或者內部遇到聲波阻抗介面（如遇到孔隙、氣泡、裂紋等），就會發生反射。
換能器接收到反射信號后，會將其轉換成電脈沖，超聲波信號轉換成電脈沖后表征為256級灰度值。每只換能器都有其特定的超聲波頻率，安賽斯（ANALYSIS）公司可以針對用戶的需要特別配置。這個過程就是超聲波掃描顯微鏡反射工作模式的基本過程。
另一種超聲顯微鏡的工作模式叫透射模式。透射掃描時，樣品下方要安裝另外一只換能器，這只換能器會接收所有完全穿透樣品的超聲波信號。根據接收的信號就能還原出各種超聲波C掃圖像。
超聲波顯微鏡在失效分析中的應用
晶圓面處分層缺陷
錫球、晶圓、或填膠中的開裂
晶圓的傾斜
各種可能之孔洞（晶圓接合面、錫球、填膠…等）
超聲波顯微鏡的在失效分析中的優勢
非破壞性、無損檢測材料或IC芯片內部結構
可分層掃描、多層掃描
實施、直觀的圖像及分析
缺陷的測量及缺陷面積和數量統計
可顯示材料內部的三維圖像
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、孔洞等）
超聲波掃描顯微鏡的應用領域
半導體電子行業：半導體晶圓片、封裝器件、大功率器件IGBT、紅外器件、光電傳感器件、SMT貼片器件、MEMS等;
材料行業：復合材料、鍍膜、電鍍、注塑、合金、超導材料、陶瓷、金屬焊接、摩擦界面等；
生物醫學：活體細胞動態研究、骨骼、血管的研究等.
安賽斯公司提供的超聲波掃描顯微鏡主要有V400-E，V700-E，V1000-E等主流型號，其中在市場上應用多的型號為V400-E，V-400E超聲波掃描顯微鏡是一款用于質量及工藝控制、科研方面的專業無損檢測設備，具有超高工作效率，比常規機器要快30%以上。采用了的射頻和超聲換能器技術，頻率可高達550MHz。特別為中國用戶定制簡體中文界面語言，使專業人員、或產線作業員均可輕松應對各種復雜的超聲無損檢測工作。
安賽斯V-400E是基于的產品技術和研究成果為用戶量身定制的一套符合行業標準的核心平臺，其掃描臺采用超高速線性馬達和磁懸浮技術，可精確處理樣品的尺寸達400mm×400mm（長x寬），小能做到：0.2mm×0.2mm。超聲頻率范圍達1MHz~550MHz，換能器頻率范圍為1-550MHz，系統內建高精度自準直系統。
更多信息，請聯系安賽斯（ANALYSIS）工作人員。
