SAT全称为Scanning Acoustic Tomography,即超声波扫描断层成像。它是一种利用超声波进行材料内部结构和缺陷检测的技术。SAT的基本工作原理是:首先,对被检测材料样本逐点扫描,在每个点上发射超声波;然后,接收从材料内部反射回来的超声波信号。由于材料内部结构和缺陷的差异,反射回来的信号的强度会有差异;最后,根据超声波信号的强度差异,生成不同亮度的图像,从而实现材料内部结构和缺陷的可视化检测。SAT作为一种无损检测技术,操作简便,结果直观,在电子工业中被广泛应用于封装的失效分析、PCB板的检测等领域。
SAT发射超声波的原理
SAT工作首先需要对被检测样品进行逐点扫描,在每个点上发射超声波。所使用的超声波频率一般高于20kHz,属于人耳不能检测到的频率范围。SUPER声波transmit以脉冲的形式发出,传播速度取决于样品材料的密度和组成。当超声波遇到样品内部不同的界面或者结构时,会产生反射和折射现象。这是因为声阻抗的差异造成的,声阻抗与材料的密度和声速有关。
SAT接收及处理反射信号的原理
反射回来的超声波信号被SAT的接收器检测。根据超声波在样品内传播的时间,可以算出反射信号来自样品内部的哪个位置。而信号反射的强度则与从那个位置反射回来的超声波的量相关。SAT将接收到的信息转换成不同亮度的图像输出,明暗差异表示样品内部的结构或缺陷差异。因此通过对比图像的颜色和形状,可以直观地观察到样品内部存在的裂缝、空洞等各种缺陷。
SAT图像的解读及应用
SAT生成的图像主要有透射模式和反射模式两种。透射模式可以检测从上到下样品内部所有的界面和缺陷;反射模式可以聚焦在样品的某一层上,专门检测那一层的缺陷。SAT图像中,颜色较黑的区域表示超声波信号反射较弱或者无法透射,那里存在空气囊等断层现象;颜色较白的区域表示超声波信号反射增强,那里存在结晶缺陷或者裂纹。通过图像的形状和位置也可以判断出缺陷的大小、方位等信息。SAT技术因此可广泛应用于电子零件的失效分析,以及PCB板的层间结构和可靠性检测。
SAT利用超声波脉冲进行材料内部无损扫描,根据接收到的反射信号生成不同颜色的断层图像,直观地展示样品内部的结构和缺陷,是电子工业中重要的无损检测手段。
