利用高頻超聲波(通常 50-200MHz)穿透芯片封裝層,通過不同介質界面的反射信號差異,生成縱向截面圖像,從而準確識別 1-5μm 級的鍵合缺陷(如虛焊、空洞、裂紋)。此前國內芯片檢測長期依賴進口超聲顯微鏡,不僅采購成本高(單臺超 500 萬元),且維修周期長達 3-6 個月,嚴重制約芯片制造效率。該國產設備通過優化探頭振子設計與數字化信號處理算法,在保持 1-5μm 檢測精度的同時,將設備單價控制在 300 萬元以內,維修響應時間縮短至 72 小時。目前已在中芯國際、華虹半導體等企業批量應用,幫助芯片鍵合良率從 92% 提升至 98.5%,直接降低芯片制造成本。C-scan超聲顯微鏡提供平面內的全方面掃描圖像。裂縫超聲顯微鏡結構

空洞超聲顯微鏡內置的缺陷數據庫與自動合規性報告生成功能,大幅提升了檢測結果的分析效率與標準化程度,滿足行業質量管控需求。該設備的缺陷數據庫包含不同類型半導體產品(如 IC 芯片、功率器件)的典型空洞缺陷案例,涵蓋空洞的形態(如圓形、不規則形)、大小、分布特征及對應的質量等級,檢測時,設備可自動將當前檢測到的空洞與數據庫中的案例進行比對,快速判斷缺陷類型與嚴重程度。同時,數據庫還集成了主流的行業標準(如 IPC-610 電子組件可接受性標準、JEDEC 半導體標準),包含不同產品類型的空洞率合格閾值(如部分功率器件要求空洞率≤5%)。檢測完成后,設備可自動計算空洞率、分布密度等關鍵參數,并與標準閾值對比,生成合規性報告,報告中會詳細列出檢測樣品信息、檢測參數、缺陷數據、對比結果及合格性判定,支持 PDF 格式導出,便于質量部門存檔與追溯。這一功能不僅減少了人工分析的工作量與誤差,還確保了檢測結果的標準化與一致性,滿足大規模生產中的質量管控需求。浙江國產超聲顯微鏡操作超聲顯微鏡用途拓展至新能源領域。

SAM 超聲顯微鏡(即掃描聲學顯微鏡)憑借高頻聲波(5-300MHz)的高穿透性與分辨率,成為半導體封裝檢測的主要設備,其主要應用場景聚焦于 Die 與基板接合面的分層缺陷分析。在半導體封裝流程中,Die(芯片主要)通過粘結劑與基板連接,若粘結過程中存在氣泡、膠體固化不均等問題,易形成分層缺陷,這些缺陷會導致芯片散熱不良、信號傳輸受阻,嚴重時引發器件失效。SAM 超聲顯微鏡通過壓電換能器發射高頻聲波,當聲波遇到 Die 與基板的接合面時,正常粘結區域因聲阻抗匹配度高,反射信號弱;分層區域因存在空氣間隙(聲阻抗遠低于固體材料),反射信號強,在成像中呈現為高亮區域,技術人員可通過圖像灰度差異快速定位分層位置,并結合信號強度判斷分層嚴重程度,為封裝工藝優化提供關鍵依據。
超聲顯微鏡在航空航天領域的用途聚焦于復合材料構件的質量管控,這一領域的材料特性與檢測需求,使其成為傳統檢測手段的重要補充。航空航天構件常用的碳纖維復合材料、玻璃纖維復合材料,具有比較強度、輕量化的優勢,但在制造過程中易產生分層、夾雜物、氣泡等內部缺陷,這些缺陷若未被及時發現,可能在飛行過程中因受力導致構件失效,引發安全事故。傳統的目視檢測與 X 射線檢測,要么無法識別內部缺陷,要么對復合材料中的低密度缺陷靈敏度低,而超聲顯微鏡可通過高頻聲波(通常為 20-100MHz)穿透復合材料,利用缺陷與基體材料的聲阻抗差異,精細捕獲分層的位置與面積、夾雜物的大小與分布,甚至能識別直徑只幾十微米的微小氣泡。在實際應用中,它不僅用于構件出廠檢測,還會在飛機定期維護時,對機翼、機身等關鍵部位的復合材料結構進行復檢,確保飛行安全。適配 12 英寸晶圓檢測需求,可實現封裝前后的空洞、裂紋等缺陷全流程監控。

材料科學領域,超聲顯微鏡通過聲速測量與彈性模量計算,可量化金屬疲勞裂紋擴展速率。例如,在航空復合材料檢測中,某設備采用200MHz探頭分析纖維-基體結合狀態,發現聲阻抗差異與裂紋長度呈線性相關。其檢測精度達微米級,較傳統硬度計提升3個數量級,為材料研發提供關鍵數據支持。某企業利用該軟件建立缺陷數據庫,支持SPC過程控制與CPK能力分析,將晶圓良品率提升8%。軟件還集成AI算法,可自動識別常見缺陷模式并生成修復建議。超聲顯微鏡工作原理簡單高效。浙江焊縫超聲顯微鏡操作
B-scan超聲顯微鏡展示材料內部細節。裂縫超聲顯微鏡結構
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。裂縫超聲顯微鏡結構