Was ist eine akustische Rastertomografie?
Akustische Rastertomografie ist ein Werkzeug zur Untersuchung von Defekten im Inneren von Materialien.
Da es Ultraschallwellen verwendet, kann es das zu untersuchende Material untersuchen, ohne es zu zerstören. Die Methode der Ultraschallprüfung kann dazu verwendet werden, das Innere von Halbleiter-Zielmaterialien und Karosseriematerialien mit Hilfe von Videobildern (C-Scan) sichtbar zu machen.
Die Ultraschallprüfung ist eine Methode zur Fehlererkennung, bei der die von einem Sensor ausgesandten Ultraschallwellen in das Objekt eingedrungen werden und der Zustand des Objekts anhand des Empfangszustands der Ultraschallwellenreflexionen gemessen wird.
Anwendungen von akustischer Rastertomografie
Akustische Rastertomografie wird eingesetzt, um kleinste Defekte im Inneren eines Objekts zu erkennen, ohne es zu zerstören.
1. Halbleiter
Tomografie-Bilder von gegossenen IC-Gehäusen (DIPs) können verwendet werden, um Delaminationen und Risse zu erkennen. Auf Bildern von gestapelten IC-Gehäusen (Produkte mit zweistufiger Chipstruktur) lassen sich Delaminationen dem Die-Attach-Film auf der Oberseite des Chips und zwischen den Chips erkennen. Das Vorhandensein bzw. Nichtvorhandensein von Hohlräumen kann auch zwischen den Röhren und am Rand beobachtet werden, um Delaminationen und Hohlräume in CSP-Gehäusen zu erkennen.
2. Elektronische Bauteile und Keramiken
Risse, Delaminationen und Hohlräume in internen Elektrodenkomponenten von Chipkomponenten können erkannt werden. Die Einfärbung nach Defekttiefe gibt auch Aufschluss über die Lage der Defekte.
3. Kunststoffe und Verbundwerkstoffe
Bei der Fließanalyse von spritzgegossenem Harz lassen sich Verteilungsmuster von Mikrosporen/Harzdichte erkennen; bei der Bruchanalyse von CFK (kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff) können Delaminationen Schicht für Schicht als Teil der Bruchanalyse bei einem Stahlkugelfalltest beobachtet werden.
4. Prüfung von Metallwerkstoffen und Blechverbindungen
Das System wird zur Inspektion des Verbindungszustands zwischen dem Targetmaterial, dem Targetmaterial und der Verpackungsplatte von Sputtertargets verwendet, die zur Herstellung von Elektroden für Halbleiter, FPDs, Solarzellen usw. verwendet werden. Die Inspektion ist mit Geräten möglich, die größere Targetmaterialien verarbeiten können.
5. Prüfung von Leistungsmodulen
Angewandt für die In-Line-Prüfung der Verbindungen verschiedener Komponenten wie IGBTs. Delaminationen und Hohlräume können erkannt werden.
6. Inspektion von gebondeten Wafern für MEMS
Dieses System visualisiert die verklebten Oberflächen von laminierten Wafern, die für MEMS verwendet werden, mit Videobildern und kann nicht verklebte Bereiche mit einem Durchmesser von 10 µm erkennen.
Funktionsweise der akustischen Rastertomografie
Akustische Rastertomografie verwendet eine Sonde, die einen Ultraschall-Sender und -Empfänger kombiniert, um die von der Probe reflektierten Wellen zu beobachten, wobei die Sonde die gesamte Probe abtastet und ein Bild aus den reflektierten Wellen erstellt. Wenn Ultraschall auf ein Material einwirkt, hat er die Eigenschaft, an den Grenzen des Materials zu reflektieren. Aufgrund der Eigenschaften von Ultraschallwellen muss sich das zu messende Material in Wasser befinden.
Funktionsweise der Ultraschallmessung
Ein piezoelektrisches Element in der Ultraschallsonde schwingt durch die Zündung einer gepulsten Spannung. Wenn die durch diese Schwingung erzeugten Ultraschallwellen auf die Probe im Wasser einwirken, breiten sie sich im Inneren als elastische Wellen aus. Das Vorhandensein von Hohlräumen, Rissen oder Fremdkörpern in der Probe führt zu einer Änderung der akustischen Impedanz, die sich in Reflexion und Brechung äußert.
Im Allgemeinen sendet die Sonde intermittierende Impulse in Intervallen von 0,1 bis 10 ms aus, und Defekte werden durch den Empfang des reflektierten Schalls aus dem Inneren der Probe zwischen den Schwingungen erkannt.