Laes620超声扫描显微镜

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一、介绍：

1、随着中国半导体材料行业开始发扬国产国造，自力更生的“南泥湾精神”，朝着精细化、高端化、尖端化自给自足的方向发展。

2、半导体材料检测是对半导体材料的特性参数进行分析测试的技术。

3、由于半导体材料种类繁多，加工工艺复杂，形态各异，技术难度高，这就需要我们通过对半导体材料的特性参数进行测定，真实的反映半导体材料质量情况，掌握其关键参数的生成工艺，从而指导研发技术的更新迭代。

4、超声扫描显微镜是一种利用超声波为传播媒介的无损检测设备。

5、在不破坏产品的前提下，通过超声检测产品内部的质量，比如芯片焊接缺陷、封装半导体分层缺陷、电触头焊接缺陷等，可以实现自动检测和分析。

6、为了检测电触头的焊接质量，通常有破坏性检测和非破坏性检测两种方案。

7、破坏性检测主要包括拉伸试验、冲击试验、电寿命试验等方法。这种检测方案的优点在于，可以直观地获得电触头的物理和电学性能参数。其缺点在于，由于需要破坏电触头，因此不能进行大批量检测。

8、非破坏性检测主要包括超声检测、电磁检测、红外检测等。其中超声检测技术成熟，具有检测速度快、对工件无损坏等特点，是一种在医疗、石油、汽车、军事等领域得到广泛应用的检测方法。

9、因此，将超声检测方法应用于电触头焊接质量检测中，对于扩大检测抽样范围，提高质量管控能力，具有非常重要的价值。

二、应用领域

1、半导体芯片封装分层检测

序号	测量能力	能力描述
1	标准块测量误差	测量机械加工的标准块，在软件进行强度校准的前提下，超声检测多次测量误差在±1%。
2	工件测量误差	选取TO系列、SOT系列、SOP等系列工件，采用同一处方且检测量程不变的情况下分别调整增益22dB、26dB、30dB进行检测，三次检测结果钎着率差值在±1%以内。
3	厚度测量范围	Epoxy材料	Cu材料
		0.5 ~2mm（50MHz探头）	0.5 ~1.4mm（25MHz探头）
		1.0 ~4.0mm（15MHz探头）	1.2 ~3.7mm（15MHz探头）
		注：根据客户工件的材料和厚度选配探头
4	缺陷识别能力	在测量系统厚度能力范围内，被测材料声速在标准材料声速±5%以内的情况下，且超声入射表面为平面的被测产品的水平方向的结合缺陷的识别能力为0.15毫米（15MHz、25MHz探头）和0.07毫米（50MHz探头）。

2、金刚石测厚及内部缺陷检测

序号	测量能力	能力描述
1	标准块测量误差	测量机械加工的标准块，在软件进行强度校准的前提下，超声检测多次测量误差在±1%。
2	工件测量误差	超声检测和影像仪检测对比等距取10个以上检测点，90%点的误差在±0.05mm内。超声检测重复测量取10个检测点，重复测量3次，90%点的误差在±0.05mm内。
3	厚度测量范围	复合片		石油片
		金刚石材料	硬质合金材料	金刚石材料
		0.3 ~3mm（50MHz-75MHz探头）	0.8 ~6mm（50MHz-75Mhz探头）	0.3 ~3mm（50MHz探头）
		注：根据客户工件的材料和厚度选配探头
4	缺陷识别能力	在测量系统厚度能力范围内，被测材料声速在标准材料声速±5%以内的情况下，且超声入射表面为平面的被测产品的水平方向的结合缺陷的识别能力为0.15毫米（50MHz探头）。

3、水冷散热板焊接缺陷检测

序号	测量能力	能力描述
1	标准块测量误差	测量机械加工的标准块，在软件进行强度校准的前提下，超声检测多次测量误差在±1%。
2	工件测量误差	指定的钎焊水冷板重复扫描至少五次，评估每次扫描钎着率波动范围小于5%
3	厚度测量范围	Al材料：
		0.6 ~20mm（10MHz-50MHz探头）
		注：根据客户工件的材料和厚度选配探头
4	缺陷识别能力	在测量系统厚度能力范围内，被测材料声速在标准材料声速±5%以内的情况下，且超声入射表面为平面的被测产品的水平方向的结合缺陷的识别能力为0.3毫米（25MHz探头）。

4、低压电器焊接缺陷检测

序号	测量能力	能力描述
1	标准块测量误差	测量机械加工的标准块，在软件进行强度校准的前提下，超声检测多次测量误差在±1%。
2	工件测量误差	选取合金银触点工件，采用同一处方且检测量程不变的情况下分别调整增益22dB、26dB、30dB进行检测，三次检测结果钎着率差值在±1%以内。
3	厚度测量范围	Ag材料	Cu材料
		0.3 ~1.5mm（25MHz探头）	0.5 ~1.4mm（25MHz探头）
		1.0 ~4.0mm（15MHz探头）	1.2 ~3.7mm（15MHz探头）
		注：根据客户工件的材料和厚度选配探头
4	缺陷识别能力	在测量系统厚度能力范围内，被测材料声速在标准材料声速±5%以内的情况下，且超声入射表面为平面的被测产品的水平方向的结合缺陷的识别能力为0.15毫米（15MHz、25MHz探头）和0.22毫米（10MHz探头）。

三、软件功能

序号	软件功能	功能描述
1	手动扫描	可以通过手动的方式生成C扫描图像，反映被检焊接结合面结合情况，并以钎着率、缺陷面积等数值的形式显示检测结果。
2	探头与C扫图像对位	可通过点击C扫图的具体像素点将探头移至与实际被检工件相对应的位置。
3	手动分析	对生成的C扫图片可以进行各种编辑，包括加框（确认有效分析区域），测距，修改阈值，图片剪裁，弧面补偿等。
4	多种扫描模式	（1）A扫描：查看超声反射或透射波形；（2） C扫描：对焦深度上沿X-Y平面扫描并成像；（3） T扫描：安装透射探杆，执行穿透扫描；（4）区域扫描：可自定义检测区域，并对检测区域进行扫描；（5）断层扫描：在指定的多种深度自动多次执行C扫描并成像；（6）批量扫描：对放置于水槽中的一种或多种工件进行自动检测。
5	报告自动生成	可对检测结果自动进行编辑并输出报告文档。
6	探头管理	可对不同型号探头进行更换或编辑。
7	一键自动校准	可自动对检测设备坐标偏移及检测系统能量变化，能实时校准系统漂移，保证检测结果的准确性和稳定性。
8	不锈钢标准强度	系统自带满足GBT 11259-2015《超声波检测用钢对比试块的制作与校验方法》的不锈钢标准块。认定该不锈钢标准块的超声反射强度=100 STSS（“STainless Steel Standard”的缩写），其他所有材料的检测相对于STSS做换算。
9	缺陷检测能	焊接缺陷、粘接缺陷、封装分层、粘片空洞等区域和良好区域。可对缺陷尺寸和面积进行自动统计和计算。也可根据客户的要求，提供有偿定制开发服务。
10	厚度检测	金刚石圆片等工件的金刚石层厚度检测。
11	密度检测	粉末冶金原材料密度分布检测。
12	声速检测	声音在被测材质中的飞行速度检测。

四、技术参数

序号	特性	技术参数	备注
1	整机尺寸	1000mm×900mm×1400mm
2	水槽尺寸	620mm×650mm×150mm
3	有效扫描范围	500mm×340mm×100mm
4	最大扫描速度	600mm/s
5	图像推荐分辨率	1～4000um
6	定位精度	X/Y≤±0.5μm，Z≤±5μm
7	重复定位精度	X/Y≤±0.01mm，Z≤±0.02mm
8	上下水	水压注水，水泵排水

五、主要配置

序号	名称	规格	备注
1	扫描系统	X轴：直线电机驱动；Y轴：伺服电机驱动；Z轴：步进电机驱动
2	水槽	620mm×650mm×150mm
3	超声发射、接收器	DPR500，带宽500MHz
4	高速数据采集卡	采样频率1G
5	超声探头	配75MHz0.5in探头一只
6	工控机	i5处理器、内存16GB、硬盘1T、Win10 64位操作系统
7	显示器	27"液晶显示器
8	检测软件	超声无损检测软件V2.0

六、易损件（选配）

序号	产品名称	规格型号	单位	品牌	备注
1	探头升降机构连接片（陶瓷片）	一盒8片	PCS	Laes
2	防护罩壳撑杆		PCS	Laes
3	探头清洁器带海绵基座		PCS	Laes
4	探头线（短）		PCS	Laes
5	探头线（长）		PCS	Laes
6	超声探头	频率 75MHz 焦距 0.5 英寸	PCS	Laes