如何选取水浸超声扫描显微镜探头频率？
在半导体技术向 5nm、3nm 先进制程及 2.5D/3D 封装快速演进的今天，芯片结构日益复杂、集成度持续提升，对内部缺陷检测的精度、无损性和效率提出了严苛要求。超声波扫描显微镜（Scanning Acoustic Microscope，简称 SAM 或 SAT）作为核心无损检测设备，凭借其独特的深层探测能力和高分辨率成像优势，已成为高校科研、研究所攻关、第三方实验室检测及半导体企业质量管控的必备工具。目前主流的超扫品牌包含SONIX、SONOSCAN、PVA TEPLA、HITACHI、OKUS等国外品牌，国内有和伍精密以及骄成超声本文将从技术原理、核心应用、问题解决能力、主流设备对比等方面，为半导体从业者提供全面的技术参考与决策依据。
超声波探头又称为超声波换能器（Ultrasonic transducer）是在超声波频率范围内，实现声能和电能相互转换的一种传感器件。
在水浸超声扫描显微镜设备中常见的超声探头为单点聚焦型高频超声波探头。这类探头的优点是既可以发生相应频率的超声波，又可以接收发射出去的经过材料后的反射波。超声换能器可有不同的频率以及焦距规格、可按照检测不同工件灵活选取对应探头。常见的探头有5英寸10MHZ、焦距1英寸10MHZ、焦距0.75英寸15MHZ、焦距0.5英寸50MHZ、75MHZ…等等。
那么我们检测不同工件的时候该如何选取相应的超声探头呢？
超声频率的大小可以理解为单位时间内声能与电能的互换次数。其超声频率越高、波长越短、检测的精度及成像分辨率也越高。超声探头焦距呢?则是关乎着超声换能器的可检测深度。同时超声波的传输也与材料的声阻抗有关。一般低频探头焦距相对较长、穿透力强，高频探头穿透力弱、焦距较短。
水晶探头（晶体探头）
下面简单为大家介绍一般常见的超声探头频率选取范围；
5~15MHZ
可适用尺寸较大、工件整体涉及材料较少、密度整体稳定、厚度较深（对焦面距离探头晶片不超过50mm）内部结构简单对检测精度要求不是特别高的金属工件、如汽车、飞机、内部较大板材类型焊接件、如尺寸内部焊接面深、合金部件等等。一般选用5～15MHZ长焦探头来说比较合适。然后根据材料内部的焊接面深度选择相应的焦距。
15～25MHZ
可适用尺寸中型尺寸、厚度（对焦面距离探头晶片距离一般不超过30mm）内部结构相对简单各种焊接件。如简单的水冷板、密封性金属零部件。金属复合材料、以及普通金属焊接件。等都可以用15～25MHZ超声探头。可根据材料内部的焊接面深度选择相应的焦距。
25～50MHZ
可适用尺寸相对较小，内部结构较为复杂、且对检测精度、以及厚度相对较浅（对焦面距离探头晶片不超过15mm）等类型工件。如金刚石复合片。简单半导体。二极管。锂电池、复杂型水冷散热器。IGBT功率半导体。以及简单的SOT芯片封装系列零部件。
50～75MHZ
这个区间适用的零部件一般对于检测的精度有着较高的要求、厚度一般不超过（对焦面距离探头晶片不超过6mm）可适用芯片、电阻、电容、陶瓷基板、高分子材料、复杂电子元器件。芯片半导体领域精密零部件。可适用此区间超声探头。
75MHZ及以上
超声扫描显微镜频率75MHZ以下的超声探头其实都可以满足生活中90%常见的材料及零部件的内部缺陷检测了。一般超过75MHZ探头频率适用于对材料内部检测要求极高。对焦面距离探头晶片不超过3mm、如内部晶圆、较薄衬底、薄膜类材料等。
选取合适的探头是水浸超声C扫描检测的第一步，是超声扫描成像中图像精准清晰的关键、要根据具体实际情况灵活运用。
P(VDF-TrFE)薄膜探头（PVDF 探头-镀金探头）
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