超音波顕微鏡(SAM)Scanning Acoustic Microscope

超音波顕微鏡は、非破壊で、観察対象内部の剥離・クラック・ボイド・異物などの欠陥を観察することができる手法です。

原理

超音波は、異なる物質へ伝播した際に、一部が反射し、一部が透過します。この反射波を検出し観察する手法を反射法、透過波を検出し観察する手法を透過法といいます。観察対象に剥離箇所(空隙)があると強い反射波が検出され、透過波は検出されません。この性質を利用して観察対象の異常を検出します。

超音波顕微鏡原理図解

ゲート内の強度のピーク値を基に、カラーバーに合わせた色付で画像化することで、観察対象内部の剥離などの異常箇所を検出します。

特徴

  • 水平で平坦な試料が観察できます。
  • 水(純水)中で試料をセットします。

装置ラインナップ

当社では、半導体全般および、各種材料の検査・解析用途の超音波顕微鏡(SAM)・超音波映像装置(SAT)に加え、大量の試料を検査できる自動搬送型の超音波顕微鏡を所有しています。
この豊富なラインナップにより、目的や試料に応じた最適なサービスをご提供します。

SAT: Scanning Acoustic Tomograph (超音波映像装置)

超音波顕微鏡(SAM)
超音波顕微鏡(SAM)
超音波映像装置(SAT)
超音波映像装置(SAT)
自動搬送型 超音波顕微鏡
自動搬送型 超音波顕微鏡

  • 試料サイズ :
    • 超音波顕微鏡・超音波映像装置 : 最大 300mm×300mm
    • 自動搬送型 超音波顕微鏡 : トレー搬送 322.6mm×135.9mm (JEDEC規格標準サイズ)

用途

  • 電子部品・半導体パッケージの内部検査(剥離・クラック・バンプの接合状態)
  • ウェーハ検査(貼り合わせ面・クラック・ボイド)
  • セラミック・金属・プラスチックなど材料一般の内部検査(クラック・ボイド・異物混入・剥離・溶接部)
  • 接着剤・粘着テープなどの密着性観察
  • 出荷品の非破壊検査

事例1 ウェーハ貼り合わせの密着性観察-反射法-

光デバイス・高周波デバイス・MEMSデバイスなどで用いられるウェーハ接合において、貼り合わせ部の剥離、気泡や異物のかみ込みは重大な欠陥になります。反射像で白色に見えている箇所は、超音波の反射強度が強い箇所を表しており、接合材のボイドを検出しています。

ウェーハ貼り合わせの密着性観察

事例2 半導体パッケージ内部の剥がれ観察-反射法-

試料に超音波を照射したときに得られる反射波の情報から、内部の異物・クラック・剥がれなどを識別することができます。反射波形を確認し、強い信号を検出した箇所が剥がれ箇所です。

半導体パッケージ(故障品)の反射観察像
半導体パッケージ(故障品)の
反射観察像
超音波波形(反射波)
超音波波形(反射波)

事例3 半導体パッケージ内部全体の観察-透過法-

半導体パッケージは、さまざまな材料で構成されています。近年、半導体パッケージは、チップを多段スタックすることにより、高性能化と小型化が進んでいます。多段スタックのように複数の界面が存在する場合、反射波で下層部の観察行うと、各界面での音波の減衰や多重反射の影響で正確な情報が得られないことがあります。
透過法は、観察対象を透過する音波を検出して画像化するため、複数界面が存在する場合でも内部の異常を観察することができます。

半導体パッケージ(故障品)の透過観察像
半導体パッケージ(故障品)の透過観察像
透過法の観察イメージ
透過法の観察イメージ

事例4 プリント配線基板の観察-反射法・透過法-

電子機器で用いられるプリント配線基板内部の異常を観察することができます。表層側の界面は反射観察で精度良く確認でき、多層化し複数の材料界面が存在する基板内部は、透過観察で剥離を検出できます。

プリント配線基板の観察-反射法/透過法-

事例5 CFRP内部の観察-反射法-

CFRPは、炭素繊維に樹脂を染み込ませシート状にしたものを積層することで、強い強度と軽さを併せもつ材料として各分野で使用されています。積層構造であることから、層間の剥がれが強度低下に結び付くことが懸念されます。超音波顕微鏡は、問題になりそうな層間の剥がれを検出することができます。

CFRP内部の観察-反射法-

CFRP: Carbon Fiber Reinforced Plastics (カーボン繊維強化プラスティック)

[ 更新日:2022/03/30 ]

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