斷層超聲顯微鏡憑借聲波時間延遲分析與分層掃描技術，在 IC 芯片微觀缺陷定位中展現出獨特優勢。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（如錫球層、填膠層、Die 接合面），利用各層面反射信號的時間差構建三維圖像，缺陷區域因聲阻抗突變會產生異常灰度信號。例如在檢測功率器件 IGBT 時，它能精細定位錫球與 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。這種精細定位能力解決了傳統檢測中 “知有缺陷而不知位置” 的難題，為芯片修復與制程優化提供了精確的數據支撐。裂縫超聲顯微鏡預防結構斷裂風險。上海半導體超聲顯微鏡圖片

SAM 超聲顯微鏡具備多種成像模式，其中 A 掃描與 B 掃描模式在缺陷檢測中應用方方面面，可分別獲取單點深度信息與縱向截面缺陷分布軌跡，滿足不同檢測需求。A 掃描模式是基礎成像模式，通過向樣品某一點發射聲波，接收反射信號并轉化為波形圖，波形圖的橫坐標表示時間（對應樣品深度），縱坐標表示信號強度，技術人員可通過波形圖的峰值位置判斷缺陷的深度，通過峰值強度判斷缺陷的大小與性質，適用于單點缺陷的精細定位。B 掃描模式則是在 A 掃描基礎上，將探頭沿樣品某一方向移動，連續采集多個 A 掃描信號，再將這些信號按位置排列，形成縱向截面圖像，圖像的橫坐標表示探頭移動距離，縱坐標表示樣品深度，可直觀呈現沿移動方向的缺陷分布軌跡，如芯片內部的裂紋走向、分層范圍等。兩種模式結合使用，可實現對缺陷的 “點定位 + 面分布” 各個方面分析，提升檢測的準確性與全面性。江蘇半導體超聲顯微鏡系統斷層超聲顯微鏡揭示材料內部的斷層結構。

空洞超聲顯微鏡區別于其他類型設備的主要優勢，在于對空洞缺陷的量化分析能力，可精細計算半導體封裝膠、焊接層中空洞的面積占比與分布密度，為質量評估提供數據支撐。在半導體封裝中，封裝膠（如環氧樹脂）固化過程中易產生氣泡形成空洞，焊接層（如錫焊）焊接時也可能因工藝參數不當出現空洞，這些空洞會降低封裝的密封性、導熱性與機械強度，影響器件可靠性。該設備通過高頻聲波掃描（100-200MHz），將空洞區域的反射信號轉化為灰度圖像，再通過內置的圖像分析算法，自動識別空洞區域，計算單個空洞的面積、所有空洞的總面積占檢測區域的比例（即空洞率），以及單位面積內的空洞數量（即分布密度）。檢測結果可直接與行業標準（如 IPC-610）對比，判斷產品是否合格，為工藝改進提供精細的數據依據。

半導體制造環境中存在大量高頻電磁信號（如光刻機、等離子刻蝕機產生的信號），這些信號若干擾超聲顯微鏡的檢測系統，會導致檢測數據失真，因此抗電磁干擾能力是半導體超聲顯微鏡的關鍵性能指標。為實現抗干擾，設備在硬件設計上會采用多重防護措施：首先，主機外殼采用電磁屏蔽材料（如鍍鋅鋼板），形成封閉的屏蔽空間，減少外部電磁信號的侵入；其次，設備內部的信號線纜采用屏蔽線纜，且線纜布局會進行優化，避免信號線纜與動力線纜平行敷設，減少電磁感應干擾；之后，信號處理模塊會增加濾波電路，過濾掉外界的高頻干擾信號，確保采集到的反射信號純凈度。在軟件層面，設備會采用數字信號處理算法，對采集到的電信號進行降噪處理，進一步剔除干擾信號的影響。此外，廠家在設備安裝時，還會對安裝環境進行電磁兼容性測試，確保設備與周邊半導體設備的電磁干擾在允許范圍內，避免因環境因素影響檢測準確性。焊縫超聲顯微鏡在橋梁建筑中發揮重要作用。

晶圓超聲顯微鏡基于高頻超聲波（10MHz-300MHz）與材料內部彈性介質的相互作用，通過壓電換能器發射聲波并接收反射/透射信號生成圖像。其主要在于聲阻抗差異導致聲波反射強度變化，結合相位分析與幅值識別算法，可重構微米級缺陷的三維聲學圖像。例如，美國斯坦福大學通過0.2K液氦環境將分辨率提升至50nm，而日本中缽憲賢開發的無透鏡技術直接采用微型球面換能器，簡化了光學路徑。該技術穿透深度達毫米級，適用于半導體晶圓內部隱裂、金屬遷移等缺陷檢測，無需破壞樣本即可實現非接觸式分析。分層超聲顯微鏡提升航空材料的性能。上海半導體超聲顯微鏡圖片

通過聲阻抗對比技術，可識別電子元件內部直徑≥5μm 的金屬、非金屬異物雜質。上海半導體超聲顯微鏡圖片

多層復合材料因具有重量輕、強度高、耐腐蝕等優異性能，被廣泛應用于航空航天、汽車制造、電子設備等領域。然而，在材料制備或使用過程中，層間易出現剝離、氣泡、雜質等缺陷，這些缺陷會嚴重影響材料的力學性能和使用壽命。分層超聲顯微鏡專門針對多層復合材料的檢測需求設計，其主要技術在于能夠精細控制超聲波束的聚焦深度，依次對復合材料的每一層進行掃描檢測，并通過分析不同層界面的超聲信號特征，區分各層的界面狀態。當檢測到層間存在剝離缺陷時，超聲波在剝離界面會產生強烈的反射信號，設備通過信號處理可在成像結果中清晰標注缺陷位置和大小；對于層間氣泡，由于氣泡與材料的聲阻抗差異較大，會形成明顯的信號異常，同樣能夠被精細檢測。通過分層超聲顯微鏡的檢測，可及時發現多層復合材料的內部缺陷，指導生產工藝優化，同時為材料的質量評估和壽命預測提供可靠依據，保障其在實際應用中的性能穩定。上海半導體超聲顯微鏡圖片