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超声扫描显微镜

发布时间：2021-05-11

【技术领域】先进制造技术及装备

【技术发布单位】中国船舶集团公司第七一∮五研究所

【技术概述】本成果针对半导体电子行业和材料行业缺陷检测应用，研制了一款高性能超声扫描显微镜，具体包括高频点聚焦换能器、高性能的短№脉冲高频发射电路、低噪声高速采集电路、高精度高速伺服机构及信号处理显示控制软件，设备可实现孔洞、分层等缺陷的定位、尺寸评估、三维成像、分层成像。通过本成果掌握了高速、高重复定位精度机械扫查装置、高频聚焦换能器和低噪声高速采集电路等关键部件的制作方法，突破了国外技术壁垒，实现关键部件国产化。信号处理采用小波阈值去噪、裂谱分析、时频分析等信号处理算法，有效提升了采集信号的信噪比和系统的纵向分辨率；图像处理采用滤波去噪和增强算法，结合自适应阈值轮廓检测，实现缺陷尺寸的准确评估。

【技术指标】（一）超声波带宽频率范围：1kHz～300MHz；

（二）传感器频率选择范围：5MHz～40MHz；

（三）扫查范围：300mm×300mm；

（四）采用先进的高速线性马达驱动电机，使超声扫描显微镜的分辨率达到0.05mm，扫描速度达到500mm/s；

（五）扫查模式：A-Scan点扫描模式，C-Scan水平横向扫描模式，B-Scan垂直纵向扫描模式；

（六）图像分辨率：最大4096×4096；

（七）水循环系统处理过程不添加化学药剂，采用循环水泵装置，管路增加过滤器，去除颗粒物等，减少水体更换频次；

（八）自动面积〖测量、深度测量、样品厚度计算；

（九）缩放、平移和自动恢复功能：Zoom和PAN模式，扫描图像复位重建功能，自动存储仪器参数，所有的C-SAM参数和设定都可以自动恢复和重设。

【适用范围】超声扫描显微镜主要应用于半导体、材料科学等行业领域的无损检测，用来检测产品内部的空洞、分层或裂纹等缺陷情况。

半导体电子行业：半导体晶圆、半导体器件封装、红外器件、光电ω传感器件、SMT贴片元器件、功率模块等ω　；

材料科学行业：复合材料、镀膜、喷涂材料、合金材料、金刚石材料、陶瓷材料等内部疲劳裂纹、空洞、分层及密度性能。

【合作方式】自行实施