Scanning Acoustic Microscopy Training. Copyright Sonix, Inc 2 این مجموعه در جهت آشنایی ومقدمه ای بر اصول تئوری وعملی تستهای فرا

Scanning Acoustic Microscopy Training

Copyright Sonix, Inc2

ای ومقدمه آشنایی جهت در مجموعه اینتئوری اصول بر

میباشد صوتی فرا تستهای .وعملی


صوت فرا بازرسی

صوتی میکروسکوپ یک کاربردهای

فراصوت .1

غیرمخرب .2 تستهای

نمونه .3 تصویر

What does this thing do?


صوت صوت فرا فرا

University of California Medical CenterSan Francisco, California

پزشکی نظامی

چیست؟ التراسونیک امواجباالی آنها فرکانس که شود می گفته امواجی به صوتی فرا امواج

است 20 هرتز کیلو

چیست؟ التراسونیک امواجباالی آنها فرکانس که شود می گفته امواجی به صوتی فرا امواج

است 20 هرتز کیلو


غیرمخرب غیرمخرب تست تست

غیرمخرب غیرمخرب تستهای گوناگون تستهای کاربردهایاندازه تکنیکهای جهت مخرب غیر

یا صوت فرا توسط گیری ... حصول برای و رادیوگرافی

یا ساختمان ، جز یک از اطمینانبدون قطعات دهنده تشکیل مواد

دارد آن کردن . خراب


صوتی میکرسکوپهای صوتی کاربرد میکرسکوپهای ..کاربرد

آنالیزشکست .1 .2 کار قطعه بودن سالم

.3 فرآیند کنترلبرای 4. کسبصالحیت

فروشتولید5.

.6 کیفیت کنترل .7 وپژوهش تحقیق

آنالیزشکست1. کار .2 قطعه بودن سالم

فرآیند .3 کنترلبرای .4 کسبصالحیت

فروشتولید .5

کیفیت .6 کنترلوپژوهش .7 تحقیق


کلی استفاده کلی موارد استفاده موارد

مجموعه .1 پوششپالستیکی تستمجتمع مدارات

.2 ها تراشه ریز تست .3 هادی نیمه قطعات تضمین .4 چاپی الکترونیکی بردهای

باطریها5. سرامیکها6.

فلزات7. .8 ترکیبی / قدرت اسباب

پزشکی9.

مجموعه 1. پوششپالستیکی تستمجتمع مدارات

ها .2 تراشه ریز تستهادی .3 نیمه قطعات تضمینچاپی .4 الکترونیکی بردهای

باطریها .5سرامیکها .6

فلزات .7ترکیبی / .8 قدرت اسباب

پزشکی .9


قالب در ترک

تورق

BGA مونتاژ قالبهای

وفرج خللآبندی درپوشهای

Examples Examples


ExamplesExamples

قالب در وفرج قالب خلل کجی قالب کفشک تورق

مرکب شابلنهای وفرج کفشک خلل تورققالب باالی

ها تراشه ریز تست


صوتی فرا بازرسی

تئوری .1

سیستم .2 اجزاء

ها .3 مبدل


فراصوتی امواج :مشخصاتمیان 1. در محدودیت بدون انتشار

جامدات و مایعاتتعیین 2. و داخلی مرزعیوب در بازتاب

جنسمواد وانتقال 3. مستقیم تمرکز توانایی

صحیح .4 فرآیند انجام برای مناسب زمان

.5 انسان بدن ضرربرای بدون .6 مواد برای غیرمخرب

فراصوتی امواج :مشخصاتمیان .1 در محدودیت بدون انتشار

جامدات و مایعاتتعیین .2 و داخلی مرزعیوب در بازتاب

جنسمواد وانتقال .3 مستقیم تمرکز توانایی

صحیحفرآیند .4 انجام برای مناسب زمان

انسان .5 بدن ضرربرای بدونمواد .6 برای غیرمخرب

فراصوت فراصوت امواج امواج

University of California Medical CenterSan Francisco, California


فراصوت فراصوت بازرسی بازرسی

H2O

Transducer

Coupling

فراصوتفراصوتی 1. مبدل یک

فرکانس با فراصوت امواجاین که میکند تولید باالبرخورد نمونه با امواج

.میکندنمی 2. فراصوت امواج

هوا توانندازمیان.منتشرشوند

انتقال 3. برای کوپالنت ازاستفاده فراصوت امواج

.میشوددر 4. استفاده بیشترین آب

دارد را وری غوطه .تست

فراصوتفراصوتی .1 مبدل یک

فرکانس با فراصوت امواجاین که میکند تولید باالبرخورد نمونه با امواج

.میکندنمی .2 فراصوت امواج

هوا توانندازمیان.منتشرشوند

انتقال .3 برای کوپالنت ازاستفاده فراصوت امواج

.میشوددر .4 استفاده بیشترین آب

دارد را وری غوطه .تست

Inspection Modes

•Pulse Echo

•Through Transmission

Inspection Modes

•Pulse Echo


Receive


ScannerScanner ( محوره سه سیستم یک است تشکیل( X,Y,Zاسکنراز موتور. شده

. دهد محوررامی سه این دستورجابجایی کننده کنترل

Z

Axis

Y-Axi

sSte

p

X-Axis

Scan

Focus


TransducersTransducers

باال فرکانسکمتر تمرکز

پایین فرکانس

تمرکزبیشتر

باالتر .1 تصویر کیفیت

.2 کوتاهتر کانون طول

.3 کمتر نفوذ

( نازک (قطعات

.1 باالتر تصویر کیفیت

کوتاهتر .2 کانون طول

کمتر .3 نفوذ

) نازک )قطعات

کمتر .1 تصویر کیفیت

.2 بلندتر کانون طول

.3 بیشتر نفوذ

( ظخیم (قطعات

.1 کمتر تصویر کیفیت

بلندتر .2 کانون طول

بیشتر .3 نفوذ

) ظخیم )قطعات

General rules:

• Ultra High Frequency )200+ MHz( for flip chips and wafers. • High Frequency )50-75 MHz( for thin plastic packages. )110MHz-UHF( for

flip chips.• Low Frequency )15 MHz( for thicker plastic packages.

General rules:

• Ultra High Frequency )200+ MHz( for flip chips and wafers. • High Frequency )50-75 MHz( for thin plastic packages. )110MHz-UHF( for

flip chips.• Low Frequency )15 MHz( for thicker plastic packages.


مبدل پرتو مبدل فرم پرتو فرم

Depth of Field

ارغوانی رنگمساحت به مربوط

عمق یا کانونیمی مبدل میدان

.باشد


مبدل نوع مبدل انتخاب نوع انتخاب

Sample Application Transducer

T/X Receiver 10 MHz w/0.75” focus

PLCC, QFP, PQFP 15 MHz w/0.5” focus

Power Pak 15 MHz w/0.5” focus

BGA Top 50-75 MHz w/12mm focus

Capacitors 75 MHz w/12mm focus

TSOP 75 MHz w/12mm focus

Flip Chip Underfill 110 MHz w/8mm focus

Flip Chip Interconnect UHF w/ 5.9 mm focus

Bonded Wafer 110 MHz w/8mm focus

Bonded Wafer UHF w/ 5.9 mm focus


ABC’s Of Acoustics

صوتی. 1 های بازتاب

2 / صوتی. دیجیتال آنالوگ تبدیل

نمایشتصویر. 3


جزئیاتصوت جزئیاتصوت Material Density LongitudinalWave Acoustic Impedance

)g/cm3( Velocity )m/s( )kg/m2s( )x106(

Water )200 C( 1.00 1483 1.48

Alcohol )200 C( 0.79 1168 0.92

Air )200 C( 0.00 344 0.00Silicon 2.33 8600 20.04Gold 19.3 3240 62.53Copper 8.90 4700 41.83Aluminum 2.70 6260 16.90Epoxy Resin 1.20 2600 3.12Resin )for IC pkg( 1.72 3930 6.76Glass )Quartz( 2.70 5570 15.04

Alumina )AL2O3( 3.80 10410 39.56


مواد. 1 صوتی جزئیات

چگالی. 2

مواد. 3 در سرعتصوت

امپدانسصوت. 4

بازتابصوت بازتابصوت


Sound ReflectionSound Reflection

Whenever a sudden change in acoustic impedance is encountered, like at a material boundary, a portion

of sound is reflected and the remainder propagates through the

boundary.


45.

)5.5(

)5.2(

)5.10.4(

)5.10.4(

12

12

R

R

R

ZZ

ZZR

45.

)5.5(

)5.2(

)5.10.4(

)5.10.4(

12

12

R

R

R

ZZ

ZZR

Z1 = C where:

=1.00 gram/cm3

C= 1.5 x 106

Z1 = 1.5 x 106

Z2 = C where:

=2.00 gram/cm3

C= 2.00 x 106

Z2 = 4.00 x 106

Incident Energy

Transmitted Energy

Water Z1

Plastic Z2

Reflected Energy

Z= CZ= C

Reflection vs. TransmissionReflection vs. Transmission

55.

)5.5(

)0.3(

)5.10.4(

)5.1(2

2

12

1

T

T

T

ZZ

ZT

55.

)5.5(

)0.3(

)5.10.4(

)5.1(2

2

12

1

T

T

T

ZZ

ZT

45% of the sound entering the boundary is

reflected.


منعکسشده منعکسشده اطالعاتصوت اطالعاتصوت

اطالعات منعکسشده صوت گیری بااندازه: آید می بدست زیر

دامنه. 1

جهت. 2

زمان. 3


ABC’s of AcousticsABC’s of Acoustics

A-Scan- تجزیه اطالعات . موج یک آلتراسونیک نشده

در رادیوییدریافت( X,Yمختصات)

میشود.

C-Scan- از اطالعاتیمشخصدر عمق یک

قطعه داخل

B-Scan - از خط یکA (برشعمودی اسکن

عرضی(


A-SCANA-SCAN

پالساول

رویی سطح

مشترک سطحعیب

سطح پشتی

مبدل

قطعه کار


یا پالس اولین به مربوط مشکی سیگنال . صفر در صوت این میباشد اصلی صوت

. میدهد رخ ثانیه میلیونیوم

رویی سطح به مربوط قرمز سیگنالبا صوت برخورد دهنده نشان و میباشد

. میباشد سطح

سطح به مربوط حدودزیادی تا سبز سیگنال . و ازتجزیه پس ها داده مجموعه است عیب. است عیب نوع و مکان دهنده نشان تحلیل

از صوت بازتاب به مربوط آبی سیگنالدهنده نشان این و میباشد پشتی سطح

. است قطعه انتهای به صوت رسیدن

صوت فرا امواج صوت فرم فرا امواج فرم

1

2

1 2


A-SCANA-SCAN

A-Scans به مربوط اطالعات مشروح تامینقطعه:

1. Amplitude / % of full screen height )FSH(

2. Phase / positive or negative peak

3. Time / Depth

Amplitude %FSH 0%

100%

-100%

_

+ Phase

Phase

Time / Depth


IPFront surface

C-SCANC-SCAN

Area of interest

Back surface

اطالعات دهنده نشان قرمز جعبه. است عیب عمق به مربوط


B-ScanB-Scan

Front surface

Back surface

Front surface Signal from indication

Back surface

به مربوط شده ثبت اطالعات دهنده نشان آبی خطاست عمق

Signal from indication


بازرسی روشهای

•Pulse Echo



Pulse-Echo - One Transducer

استفاده. 1 نمونه از شده منعکس فراصوتمیشود.

تصمیم. 2 مشترک سطوح تورق درباره میتوانگرفت.

سمت. 3 دو از باید قطعه کامل بازرسی برای. کرد اسکن

و. 4 جزئیات با فضایی تصویر آوردن بدست. باال کیفیت

Pulse-Echo - One Transducer

استفاده. 1 نمونه از شده منعکس فراصوتمیشود.

تصمیم. 2 مشترک سطوح تورق درباره میتوانگرفت.

سمت. 3 دو از باید قطعه کامل بازرسی برای. کرد اسکن

و. 4 جزئیات با فضایی تصویر آوردن بدست. باال کیفیت

Through Transmission - Two Transducers1. میشود. استفاده قطعه میان از شده منتقل فراصوت2. میکند. مشخص را عیوب تمام اسکن یکتورق. 3 مشترک سطح درباره گیری تصمیم برای راهی

. ندارد وجوداکو. 4 پالس تکنیک با مقایسه در فضایی غیر تصویراستفاده. 5 اکو پالس تست نتیجه بینی باز برای عموما

میشود.

Through Transmission - Two Transducers1. میشود. استفاده قطعه میان از شده منتقل فراصوت2. میکند. مشخص را عیوب تمام اسکن یکتورق. 3 مشترک سطح درباره گیری تصمیم برای راهی

. ندارد وجوداکو. 4 پالس تکنیک با مقایسه در فضایی غیر تصویراستفاده. 5 اکو پالس تست نتیجه بینی باز برای عموما

میشود.

Pulse-Echo Through Transmission

Transmit&

Receive

Transmit

Receive

بازرسی بازرسی روشهای روشهای


Pulse-Echo

Transmit&

Receive


2

2

1

1

Front Surface

Front Surface

Back surface

Air Gap

Air Gap


Through Transmission

Receive

Transmit3

3

2

2


1

1


تمرکز صوت


1

2

3

1

2

2

3

مبدل مبدل تمرکز تمرکز

یک تمرکز به شبیه صوت فرا مبدل یک تمرکز. است نوری میکروسکوپ

سیگنال یک با دارد وجود بهینه تمرکز که هنگامی ( تصویر به داشت خواهیم را پرش در A-SCANبیشترین

) کنید توجه چپ سمت

Too Close

Too Far

Focused

Too Close

Focused

Too Far


De-focused-- too close

Correct focus

De-focused-- too far

در. 1 زمان ثبتاز ثانیه ملیونیوم

در سیگنالموقعیتهای

متفاوت فلش) تمرکز

قرمز(

ثبت. 2 همچنیندامنه

جعبه) سیگنالسفید(

که هنگامیدرحالت سیگنال

تمرکزنیست تر پایین دامنه

مقایسه در استکه زمانی با

صحیح تمرکزاست.

Water path28%

85%

33%

*The ultrasound is focused on the surface of the penny.


De-Focused - Too Far AwayFocused on DieDe-Focused - Too Close

صوت صوت تمرکز تمرکز

Amplitude = 42% Time =10.5 us Amplitude = 82% Time = 14.5 us Amplitude = 55% Time = 18.5 us


: مرادشیخی دکتر جناب راهنما : استاد مرادشیخی دکتر جناب راهنما استاد: توسط ترجمه و :تهیه توسط ترجمه و تهیه اسفندآبادی شمس اسفندآبادی امیر شمس امیر پرتونیا اصغر پرتونیا علی اصغر علی

تولید و ساخت ناپیوسته کارشناسی سوم ترم تولید دانشجویان و ساخت ناپیوسته کارشناسی سوم ترم دانشجویان

8585بهار بهار

Documents

Scanning Acoustic Microscopy Training. Copyright Sonix, Inc 2 این مجموعه در جهت آشنایی ومقدمه ای بر اصول تئوری وعملی تستهای فرا