一、介紹：

1、超聲波掃描顯微鏡檢測(cè)技術(shù)具有檢測(cè)速度快、對(duì)工件無(wú)損壞等特點(diǎn)，在醫(yī)療、石油、汽車(chē)、半導(dǎo)體，集成電路，新能源，5G，電力電子行業(yè)、軍事等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

2、利用超聲波對(duì)物體內(nèi)部進(jìn)行成像的無(wú)損檢測(cè)設(shè)備，相對(duì)于其他顯微技術(shù)，超聲波與被檢測(cè)物間的相互作用不同于光、電子束及X射線，這些不同的物理效應(yīng)決定了接收信號(hào)的特征，從而形成了顯微照片的對(duì)比度。

3、圖像處理技術(shù)可以保證用戶方便地進(jìn)行偽彩色顯示及對(duì)比度調(diào)節(jié)。 自動(dòng)掃描功能可以對(duì)樣品進(jìn)行全自動(dòng)的檢測(cè)，這使得即便沒(méi)有經(jīng)過(guò)特殊培訓(xùn)的人員也可以完成檢測(cè)任務(wù)。

 4、通過(guò)發(fā)射高頻超聲波傳遞到樣品內(nèi)部，在經(jīng)過(guò)兩種不同材質(zhì)之間界面時(shí)，由于不同材質(zhì)的聲阻抗不同，對(duì)聲波的吸收和反射程度的不同，進(jìn)而采集的反射或者穿透的超聲波能量信息或者相位信息的變化來(lái)檢查樣品內(nèi)部出現(xiàn)的分層、裂縫或者空洞等缺陷。

5、聲學(xué)顯微成像的技術(shù)是諸多行業(yè)領(lǐng)域在各類樣品中檢查和尋找瑕疵的重要手段，在檢查材料又要保持完整的樣品時(shí)，這項(xiàng)非破壞性檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)尤為突出。

6、利用超聲波脈沖回波的性質(zhì)，激勵(lì)壓電換能器發(fā)射出多束超聲波通過(guò)耦合液介質(zhì)傳遞到被測(cè)樣品，聲波這種機(jī)械波傳遞過(guò)程類似電磁波，在經(jīng)過(guò)不同介質(zhì)時(shí)會(huì)發(fā)生折射、反射等現(xiàn)象，通過(guò)聲阻抗不同的材料時(shí)會(huì)發(fā)生波形相位、能量上的變化等現(xiàn)象，經(jīng)過(guò)一系列數(shù)據(jù)采集計(jì)算形成灰度值圖片，可用來(lái)分析樣品內(nèi)部狀況。

7、作為無(wú)損檢測(cè)分析中的一種，它可以實(shí)現(xiàn)在不破壞物料電氣能和保持結(jié)構(gòu)完整性的前提下對(duì)物料進(jìn)行檢測(cè)。被廣泛的應(yīng)用在物料檢測(cè)(IQC)、失效分析(FA)、破壞性物理分析(DPA)、可靠性分析、元器件二次篩選、質(zhì)量控制(QC)、質(zhì)量保證及可靠性(QA/REL)、研發(fā)(R&D)等領(lǐng)域。

8、非破壞性、對(duì)樣品無(wú)損壞。分辨率高，可確定缺陷在樣品內(nèi)部的精確位置。

9、按接收信息模式可分為反射模式與透射模式。按掃描方式分可分為 C掃，B掃，X掃，Z掃，分焦距掃描，分頻率掃描等多種方式。

二、基本原理

1、超聲檢測(cè)工件有4個(gè)基本過(guò)程，以電觸頭為例（如圖1）：

2、超聲波探頭產(chǎn)生超聲波脈沖，通過(guò)耦合介質(zhì)（水）到達(dá)被測(cè)工件；

3、當(dāng)超聲波脈沖通過(guò)被測(cè)工件時(shí)，由于聲阻的不同，在各種不同物質(zhì)的交界處發(fā)生反射和透射，形成反射回波和透射波；

4、超聲波探頭接收反射回波，并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)；

5、計(jì)算機(jī)處理電信號(hào)，顯示為波形或圖像，判定檢測(cè)結(jié)論。

圖1 超聲檢測(cè)電觸頭基本過(guò)程

6、良好狀態(tài)與缺陷狀態(tài)

（1）對(duì)于電觸頭工件，Ag材料與Cu材料的聲阻非常接近。

（2）在良好狀態(tài)下，焊接界面均勻致密，反射強(qiáng)度很弱，電信號(hào)的幅值很小。如圖2中檢測(cè)點(diǎn)1所示。

（3）在缺陷狀態(tài)下，焊接界面存在分層、氣泡等缺陷，反射強(qiáng)度很強(qiáng)，電信號(hào)的幅值很大。如圖3中檢測(cè)點(diǎn)2所示。

圖2 焊接界面狀態(tài)對(duì)超聲檢測(cè)的影響

7、焊接界面的全面檢測(cè)：

（1）為了全面檢測(cè)電觸頭焊接界面的狀態(tài)，超聲檢測(cè)設(shè)備沿著蛇形軌跡，對(duì)焊接界面逐點(diǎn)掃描（圖3）。將所有反射回波信號(hào)合并，得到一張高分辨率的超聲掃描圖像。

圖3 超聲檢測(cè)逐點(diǎn)掃描

（2）為了便于分辨出每一點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度，將反射回波信號(hào)強(qiáng)度細(xì)分成100級(jí)。0級(jí)代表完全透射，沒(méi)有反射；

（3）100級(jí)代表完全反射，沒(méi)有透射。其中，反射強(qiáng)度越高的點(diǎn)，顏色偏紅偏白，表明此處有分層或氣泡缺陷；反之，反射強(qiáng)度越低的點(diǎn)，顏色偏藍(lán)偏黑，表明無(wú)缺陷。圖4是典型的電觸頭工件的超聲掃描圖像。