一、超聲掃描檢測的工作原理及優勢特點
超聲波掃描顯微鏡檢測,也就是俗稱的超聲SAT檢測技術,也稱為水浸式超聲波斷層掃描成像技術,是一種對分層等面積型缺陷相當敏感的無損檢測手段。

圖?超聲波探傷原理示意,圖源網絡
超聲掃描成像原理是基于超聲波的透射或反射折射性質,超聲回波成像原理,對材料進行掃描,超聲波穿過工件遇到內部結構不同的材料的交合面會形成不同的折射波,經過計算可以得到材料內部缺陷的圖像。
超聲檢測對人體無害;檢測精準,成像直觀,對缺陷敏感,檢測材料范圍廣,支持分層掃描、斷層掃描,可對缺陷進行定性定量分析,如缺陷面積、深度、占比等,分辨率高。

圖 超聲顯微成像(AM)和X射線成像技術的差別
超聲波掃描顯微鏡具有其他檢測手段無法比擬的優勢。傳統人工破壞性檢測費時費力,無法實現100%全檢;X-ray對分層的空氣不是非常的敏感,難以觀察到鍵合分層、空洞等缺陷,且掃描速度、靈敏度和安全性也不及超聲波掃描(SAT)。
二、超聲掃描檢測在電子陶瓷領域的應用
1.覆銅陶瓷基板檢測
陶瓷覆銅基板(DBC/AMB)由陶瓷層和覆銅金屬層組成,在制造過程中可能會產生裂紋、分層、空洞、氣孔、虛焊、銅面氧化等多種缺陷,直接影響陶瓷基板的可靠性,導致后續產品出現熱失效等問題。
圖 陶瓷覆銅板超聲波檢測,攝于CMPE2023廣林達展臺
超聲波掃描顯微鏡(SAM/SAT)是檢測DBC、AMB陶瓷基板內部缺陷,采用水浸式超聲波斷層掃描成像技術,由探頭發射超聲波,通過液體介質進入陶瓷基板內部,根據回波信號的區別來判斷是否存在缺陷。


簡單來說,如果陶瓷基板是均勻致密的,那么信號幅值會相同,如果存在裂紋、夾渣、分層等缺陷,信號幅值會有明顯變化。
2.多層陶瓷電容器(MLCC)
掃描超聲方法是分析多層陶瓷電容器(MLCC)的最重要的無損檢測方法。可以十分有效地探測空洞、分層和水平裂紋。由于超聲的分析原理主要是平面反射,因而對垂直裂紋如絕大多數的燒結裂紋、垂直分量較大的彎曲裂紋的分辨能力不強。同時一般多層陶瓷電容器的檢測需要較高的超聲頻率。下圖為典型的空洞和分層的掃描超聲檢測結果。

圖 典型掃描超聲顯微鏡檢測多層陶瓷電容器典型缺陷(檢測頻率 100MHz):左圖中亮點為一空洞;右圖中亮區為電容器內部分層。
三、超聲掃描檢測設備供應商名單
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蘇州廣林達電子科技有限公司 -
津上智造智能科技江蘇有限公司 -
蘇州精創光學儀器有限公司 -
上海驕成超聲波技術股份有限公司 -
廣州多浦樂電子科技股份有限公司 -
和伍智造營(上海)科技發展有限公司 -
德國PVA TePla/科視達(中國)有限公司(獨家代理) -
Nordson -
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