一、介紹：

1、超聲波掃描顯微鏡檢測技術(shù)具有檢測速度快、對(duì)工件無損壞等特點(diǎn)，在醫(yī)療、石油、汽車、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)行成像的無損檢測設(shè)備，相對(duì)于其他顯微技術(shù)，超聲波與被檢測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，這使得即便沒有經(jīng)過特殊培訓(xùn)的人員也可以完成檢測任務(wù)。

 4、通過發(fā)射高頻超聲波傳遞到樣品內(nèi)部，在經(jīng)過兩種不同材質(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)非破壞性檢測技術(shù)的優(yōu)勢尤為突出。

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耦合液介質(zhì)傳遞到被測樣品，聲波這種機(jī)械波傳遞過程類似電磁波，在經(jīng)過不同介質(zhì)時(shí)會(huì)發(fā)生折射、反射等現(xiàn)象，通過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)過一系列數(shù)據(jù)采集計(jì)算形成灰度值圖片，可用來分析樣品內(nèi)部狀況。

7、作為無損檢測分析中的一種，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。被廣泛的應(yīng)用在物料檢測(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、超聲檢測工件有4個(gè)基本過程，以電觸頭為例（如圖1）：

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

3、當(dāng)超聲波脈沖通過被測工件時(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，判定檢測結(jié)論。

圖1 超聲檢測電觸頭基本過程

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中檢測點(diǎn)2所示。

圖2 焊接界面狀態(tài)對(duì)超聲檢測的影響

7、焊接界面的全面檢測：

（1）為了全面檢測電觸頭焊接界面的狀態(tài)，超聲檢測設(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。