使用掃描聲學顯微鏡 (SAM) 系統(tǒng),,檢測物體缺陷
高速,、無損超聲波掃描使用先進的相控陣掃描聲學顯微鏡 (SAM) 來識別特種金屬和合金中的微小缺陷,。
作者:Hari Polu,,OKOS總裁
鋁,、鋅,、鈷,、銅,、鈦,、鋯,、鉬、鎂和不銹鋼等高純度金屬和合金是許多不同行業(yè)的核心,,包括電子,、航空航天和醫(yī)療設(shè)備等。
由于由這些材料制成的許多部件具有關(guān)鍵性,,高純度合金需要高度一致,,雜質(zhì)和污染物含量極低。因此,,在使用這些材料時,,質(zhì)量水平必須非常高。這反過來又推動了使用掃描聲學顯微鏡 (SAM) 進行無損檢測,,以識別小至 50 微米的細小夾雜物和其他缺陷,。
SAM 是半導體行業(yè)廣泛接受的故障分析和可靠性檢測計量技術(shù)。現(xiàn)在,,該技術(shù)正應(yīng)用于高純度金屬和合金,,只是儀器配置和適應(yīng)性有所不同。
然而,,挑戰(zhàn)在于以足夠的吞吐速度進行 100% 檢測,,以去除不符合嚴格質(zhì)量要求的缺陷材料。與其他檢測系統(tǒng)一樣,,提高掃描速度傳統(tǒng)上意味著犧牲掃描圖像分辨率,。幸運的是,SAM 技術(shù)的最新進展顯著提高了吞吐速度和缺陷檢測能力,。掃描聲學顯微鏡 (SAM) 系統(tǒng)(例如 OKOS 的 CF-300 型號)可以識別小至 50 微米的細小夾雜物和其他缺陷,。傳統(tǒng)的 5 MHz 傳感器可能需要長達 45 分鐘才能檢查 8 到 10 英寸的方形或圓盤合金,而具有 64 到 128 個傳感器的先進相控陣和用于渲染圖像的創(chuàng)新軟件可以將檢查時間縮短至五分鐘,,并且能夠更細致地檢測小雜質(zhì)或缺陷,。通過大幅提高檢測速度,,特種金屬行業(yè)不再局限于在工藝過程中進行質(zhì)量控制時進行選擇性樣品檢測。盡管 SAM 長期以來一直用于此類檢測,,但檢測涉及手持設(shè)備或多點檢測?,F(xiàn)在,對整個表面或界面進行 100% 檢測更為可行,。此外,,這些進步還有利于檢測不僅僅是明顯的缺陷,還有更小的缺陷,,從而推動高度一致,、高產(chǎn)量的產(chǎn)品。先進的相控陣 SAM 系統(tǒng)使特種金屬部門能夠進入更高水平的故障分析,,因為其檢測水平和精度都很高。過去,,檢測 500 微米的缺陷是目標,;現(xiàn)在則是 50 微米的缺陷,這是一個數(shù)量級的變化,。對于高純度金屬,,期望是檢查每一個項目,而不僅僅是幾個樣品,。 掃描聲學顯微鏡

(SAM) 是一種非侵入式,、非破壞性的超聲波檢測方法。該檢測已成為 100% 檢查半導體元件的行業(yè)標準,,用于識別微電子設(shè)備內(nèi)空隙,、裂縫和不同層脫層等缺陷。現(xiàn)在,,同樣嚴格的故障分析和質(zhì)量測試正應(yīng)用于特種金屬和合金,,以檢測表面下的缺陷、脫粘,、裂縫和其他異常情況,。掃描聲學顯微鏡的工作原理是將傳感器發(fā)出的聚焦聲音導向目標物體上的一個小點。擊中物體的聲音會被散射,、吸收,、反射或傳輸。通過檢測散射脈沖的方向以及飛行時間,,可以確定邊界或物體的存在及其距離,。為了生成圖像,需要逐點逐行掃描樣品,。掃描模式包括單層視圖,、托盤掃描和橫截面,。多層掃描最多可包含 50 個獨立層??梢蕴崛∩疃忍囟ㄐ畔⒉⑵鋺?yīng)用于創(chuàng)建二維和三維圖像,,而無需耗時的斷層掃描程序和更昂貴的 X 射線。然后對圖像進行分析,,以檢測和表征裂紋,、夾雜物和空隙等缺陷。下一代 SAM 系統(tǒng)(例如 OKOS 的 MACROVUE 系統(tǒng))可以檢測特種金屬和合金中的微小瑕疵,,從而對所有材料進行 100% 檢查,。當需要高吞吐量進行 100% 檢查時,可使用超高速單或雙龍門掃描系統(tǒng)以及 128 個傳感器進行相控陣掃描,。也可使用多個傳感器同時掃描以提高吞吐量,。在與一些公司合作對鋁和鋼樣品進行的測試中,該設(shè)備能夠在三分鐘內(nèi)掃描完材料,。之前,,僅掃描一個部件就需要 40 分鐘。 一些 SAM 基礎(chǔ)知識

掃描聲學顯微鏡 (SAM) 基于掃描聲學顯微鏡的原理,。它是眾多聲學顯微鏡方法之一,,所有這些方法都被歸類為非破壞性方法,因為它們使用聲波,,因此不會以任何方式改變或損壞被測物體,。使用的聲波通常為非常高到超高頻率,范圍從 5 MHz 到 400 MHz 甚至更高,。關(guān)于頻率和圖像分辨率的說明,;一般來說,頻率越高,,圖像的分辨率越高,。相反,較低的頻率可以進一步穿透物體,,但不能提供高分辨率,,因此這里需要權(quán)衡。具體來說,,SAM 使用一個傳感器來產(chǎn)生聲波,,并將這些聲波聚焦在被測物體上的一個點上。為了檢測物體中的瑕疵,,需要檢測散射的聲波并計算聲波的飛行時間,,從而確定距離,從而確定物體中檢測到的瑕疵,。這個過程需要重復(fù)多次才能獲得被測材料的精確圖像,。掃描模式包括單層視圖和更復(fù)雜的橫截面視圖,。涉及多層的掃描也可用于提取信息以創(chuàng)建詳細的 2D 或 3D 圖像。軟件的重要性掃描的物理和機械方面非常重要,,軟件對于提高分辨率和分析信息以生成詳細掃描同樣重要,。多軸掃描選項支持 A、B 和 C 掃描,、輪廓跟蹤,、離線分析和復(fù)合材料、金屬和合金的虛擬重新掃描,,從而通過檢測軟件實現(xiàn)高度精確的內(nèi)部和外部缺陷檢測和厚度測量,。OKOS 很早就決定提供軟件驅(qū)動的、基于生態(tài)系統(tǒng)的解決方案,。該公司的 ODIS 聲學顯微鏡軟件支持從 2.25 到 230 MHz 的各種傳感器頻率,。據(jù)估計,該公司的軟件驅(qū)動模型使他們能夠降低 SAM 測試的成本,,同時以更快的速度提供更高質(zhì)量的檢查結(jié)果,。在電子、航空航天,、醫(yī)療設(shè)備和其他行業(yè)中,對能夠進行無損成像和材料分析的檢測設(shè)備的需求日益增加,。借助更多傳感器和先進軟件以極高的分辨率解釋信息,,特種金屬制造商可以以高出一到兩個數(shù)量級的水平對 100% 的材料進行檢測,以發(fā)現(xiàn)以前未檢測到的缺陷,。 更多關(guān)于OKOS公司掃描顯微鏡系統(tǒng)請聯(lián)系 北京迪陽世紀科技 weeaffairs.com