Визуализация микродефектов в изделиях электроники с помощью ультразвука высокой частоты

Различные ультразвуковые методы исследования в настоящее время широко применяются в медицине, науке и технике. Их отличает высокая информативность, надежность, простота в применении, а также неразрушающий характер воздействия. С помощью ультразвуковых методов возможно выявлять не только поверхностные, но и внутренние дефекты (трещины, расслоения, неоднородность структуры, дефекты склейки, пайки и т.д.). Использование ультразвука также позволяет послойно исследовать образцы на различных глубинах, визуализируя внутренние особенности.

Ультразвук, легко проникая в объем многих материалов, отражается от деталей его структуры. Анализируя отраженные эхо-сигналы, можно получить информацию о свойствах объекта исследования – внутренней структуре, геометрической форме и упругих свойствах материала.

Исследование внутренней структуры объектов проиллюстрируем на примере акустической микроскопии корпуса интегрального фотоприёмника без полупроводникового кристалла и защитного окошка из сапфирового стекла, вид которого приведен на рисунке 1.

Рисунок 1 – Общий вид корпуса интегрального фотоприёмника без установленного полупроводникового кристалла и защитного стекла

На рисунке 2 приведено акустическое изображение (С-скан) внутренней структуры корпуса. Измерения проводились с использованием акустической линзы с резонансной частотой 100 МГц и углом раскрытия 11º.  Фокус линзы располагается в объёме объекта и настроен на сигнал отклика, который соответствует L моде акустического импульса с временной задержкой 100 нс. По представленному изображению регистрируем наличие дефекта металлизации 1 и нарушение в зоне переходного отверстия 2.

Рисунок 2 – С‑скан для акустической L‑моды

Научный руководитель – доц. Закутайлов К.В.