傳統(tǒng)超聲檢測(cè)設(shè)備的探頭通常為單陣元,檢測(cè)時(shí)需通過機(jī)械移動(dòng)調(diào)整波束方向,面對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)件(如具有曲面、多通道的工業(yè)部件)時(shí),不僅操作繁瑣,還易出現(xiàn)檢測(cè)盲區(qū)。相控陣超聲顯微鏡則采用多陣元探頭設(shè)計(jì),每個(gè)陣元可自主控制發(fā)射超聲信號(hào)的相位與幅度。通過預(yù)設(shè)的相位控制算法,設(shè)備能靈活調(diào)整超聲波束的偏轉(zhuǎn)角度與聚焦深度,無需頻繁移動(dòng)探頭即可覆蓋檢測(cè)區(qū)域。例如在航空航天領(lǐng)域檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)時(shí),相控陣超聲顯微鏡可通過波束偏轉(zhuǎn),一次性完成對(duì)葉片曲面不同位置的檢測(cè),同時(shí)通過動(dòng)態(tài)聚焦保證各檢測(cè)點(diǎn)的成像分辨率。這種技術(shù)特性使其檢測(cè)效率相較于傳統(tǒng)設(shè)備提升 3 - 5 倍,同時(shí)有效減少檢測(cè)盲區(qū),提升檢測(cè)準(zhǔn)確性。國產(chǎn) B-scan 超聲顯微鏡通過縱向斷層成像,可準(zhǔn)確識(shí)別半導(dǎo)體芯片內(nèi)部 1-5μm 級(jí)鍵合缺陷。浙江超聲顯微鏡檢測(cè)

半導(dǎo)體超聲顯微鏡是專為半導(dǎo)體制造場(chǎng)景設(shè)計(jì)的細(xì)分設(shè)備,其適配性要求圍繞晶圓特性與制造流程展開。在晶圓尺寸適配方面,主流設(shè)備需兼容 8 英寸與 12 英寸晶圓,樣品臺(tái)需具備精細(xì)的真空吸附功能,避免晶圓在檢測(cè)過程中發(fā)生位移,同時(shí)樣品臺(tái)的移動(dòng)精度需達(dá)微米級(jí),確保能覆蓋晶圓的每一個(gè)檢測(cè)區(qū)域。檢測(cè)頻率是另一主要指標(biāo),半導(dǎo)體封裝中的 Die 與基板接合面、錫球等微觀結(jié)構(gòu),需 50-200MHz 的高頻聲波才能清晰成像,若頻率過低(如低于 20MHz),則無法識(shí)別微米級(jí)的空洞與脫層缺陷。此外,設(shè)備還需具備快速成像能力,單片晶圓的檢測(cè)時(shí)間需控制在 5-10 分鐘內(nèi),以匹配半導(dǎo)體產(chǎn)線的高速量產(chǎn)節(jié)奏,避免成為產(chǎn)線瓶頸。浙江超聲顯微鏡設(shè)備超聲顯微鏡用途普遍,促進(jìn)科研進(jìn)步。

動(dòng)力電池的安全性是新能源汽車、儲(chǔ)能設(shè)備等領(lǐng)域關(guān)注的主要問題,而動(dòng)力電池極片的質(zhì)量直接影響電池的安全性和性能。極片在制備過程中,由于涂布、碾壓、裁切等工藝環(huán)節(jié)的影響,易產(chǎn)生微裂紋、異物夾雜等缺陷。這些缺陷在電池充放電循環(huán)過程中,可能會(huì)導(dǎo)致極片結(jié)構(gòu)破壞,引發(fā)電解液分解、熱失控等安全隱患。相控陣超聲顯微鏡憑借其快速掃描成像的優(yōu)勢(shì),成為動(dòng)力電池極片檢測(cè)的重要設(shè)備。其多陣元探頭可通過相位控制,實(shí)現(xiàn)超聲波束的快速切換和大面積掃描,相較于傳統(tǒng)檢測(cè)設(shè)備,檢測(cè)速度提升明顯,能夠滿足動(dòng)力電池極片大規(guī)模生產(chǎn)的檢測(cè)需求。同時(shí),相控陣超聲顯微鏡具有較高的成像分辨率,可精細(xì)檢測(cè)出極片內(nèi)部微米級(jí)的微裂紋和微小異物。例如,對(duì)于極片內(nèi)部因碾壓工藝不當(dāng)產(chǎn)生的微裂紋,設(shè)備可通過分析超聲信號(hào)的變化,清晰呈現(xiàn)裂紋的長(zhǎng)度、寬度和位置;對(duì)于極片制備過程中混入的微小金屬異物,由于其與極片活性物質(zhì)的聲阻抗差異,會(huì)在成像結(jié)果中形成明顯的異常信號(hào),便于檢測(cè)人員快速識(shí)別。通過對(duì)極片缺陷的精細(xì)檢測(cè),可有效篩選出不合格極片,避免其進(jìn)入后續(xù)電池組裝環(huán)節(jié),從而提升動(dòng)力電池的安全性。
斷層超聲顯微鏡憑借聲波時(shí)間延遲分析與分層掃描技術(shù),在 IC 芯片微觀缺陷定位中展現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。其工作流程為:通過聲透鏡將聲波聚焦于芯片不同深度層面(如錫球?qū)印⑻钅z層、Die 接合面),利用各層面反射信號(hào)的時(shí)間差構(gòu)建三維圖像,缺陷區(qū)域因聲阻抗突變會(huì)產(chǎn)生異常灰度信號(hào)。例如在檢測(cè)功率器件 IGBT 時(shí),它能精細(xì)定位錫球與 Pad 之間的虛焊、填膠中的微小孔洞及晶圓傾斜等問題,甚至可量化缺陷面積與深度。這種精細(xì)定位能力解決了傳統(tǒng)檢測(cè)中 “知有缺陷而不知位置” 的難題,為芯片修復(fù)與制程優(yōu)化提供了精確的數(shù)據(jù)支撐。C-scan超聲顯微鏡提供平面內(nèi)的全方面掃描圖像。

SMD貼片電容內(nèi)部缺陷會(huì)導(dǎo)致電路失效,超聲顯微鏡通過C-Scan模式可檢測(cè)電容介質(zhì)層空洞。某案例中,國產(chǎn)設(shè)備采用50MHz探頭對(duì)0402尺寸電容進(jìn)行檢測(cè),發(fā)現(xiàn)0.05mm2空洞,通過定量分析功能計(jì)算空洞占比。其檢測(cè)靈敏度較X射線提升2個(gè)數(shù)量級(jí),且適用于在線分選。蜂窩結(jié)構(gòu)脫粘是航空領(lǐng)域常見缺陷,C-Scan模式通過平面投影成像可快速定位脫粘區(qū)域。某案例中,國產(chǎn)設(shè)備采用80MHz探頭對(duì)鋁蜂窩板進(jìn)行檢測(cè),發(fā)現(xiàn)0.2mm寬脫粘帶,通過彩色C-Scan功能區(qū)分脫粘與正常粘接區(qū)域。其檢測(cè)效率較敲擊法提升20倍,且無需破壞結(jié)構(gòu)。超聲顯微鏡用途多樣,滿足不同檢測(cè)需求。超聲顯微鏡用途
異物超聲顯微鏡保障食品安全。浙江超聲顯微鏡檢測(cè)
3D打印金屬零件內(nèi)部易產(chǎn)生孔隙,超聲顯微鏡通過C-Scan模式可量化孔隙率。某案例中,國產(chǎn)設(shè)備對(duì)鈦合金零件進(jìn)行檢測(cè),發(fā)現(xiàn)0.5mm3孔隙群,通過三維重構(gòu)功能生成孔隙分布云圖。其檢測(cè)結(jié)果與CT掃描一致性達(dá)95%,且檢測(cè)成本降低80%,適用于3D打印批量質(zhì)檢。高性能陶瓷內(nèi)部裂紋影響電子器件可靠性,C-Scan模式通過平面投影成像可檢測(cè)0.1mm寬裂紋。某案例中,國產(chǎn)設(shè)備采用150MHz探頭對(duì)AMB陶瓷基板進(jìn)行檢測(cè),發(fā)現(xiàn)燒結(jié)過程中產(chǎn)生的微裂紋,通過聲速映射技術(shù)確認(rèn)裂紋深度達(dá)0.3mm。其檢測(cè)效率較X射線提升10倍,且無需輻射防護(hù)。浙江超聲顯微鏡檢測(cè)