Метод измерения толщины ультразвуковым сканирующим микроскопом
Как работают ультразвуковые сканирующие микроскопы
Показана блок-схема системы ультразвукового сканирующего микроскопа. Приемник ультразвукового передатчика генерирует ультразвуковые импульсы определенной частоты (от 5 МГц до 2 ГГц) и достигает образца через связующую среду (например, деионизированную воду, спирт и т. д.). Поскольку для передачи ультразвуковой энергии требуется, чтобы среда была непрерывной, прерывистые границы раздела, такие как поры, примеси, расслоения, трещины и т. д., будут мешать распространению ультразвуковых сигналов или вызывать отражения ультразвуковых сигналов. Когда ультразвуковой сигнал проходит через образец, из-за разницы в акустическом импедансе разных материалов на границе раздела с дефектами или плохим сцеплением появляются отраженные волны. Отраженный эхо-сигнал, полученный ультразвуковым преобразователем, передается на карту сбора аналогово-цифровых данных через приемник ультразвукового передатчика, а эхо-сигнал обрабатывается и отображается на экране в виде сигнала. Внутреннее изображение устройства, соответствующее осциллограмме, также может отображаться на рабочем интерфейсе. Трехосевая система перемещения несет ультразвуковой преобразователь для сканирования тестируемого устройства на высокой скорости и, наконец, получает ультразвуковое изображение высокого разрешения соответствующего интерфейса.
Принцип ультразвукового измерения толщины
Частота ультразвуковых волн высокая, направленность хорошая, скорость звука в однородной среде одинаковая. Когда ультразвуковой импульс, генерируемый ультразвуковым преобразователем, достигает измеряемого объекта через связующее вещество, часть ультразвукового сигнала проникает в измеряемый объект, а другая часть ультразвукового сигнала отражается нижней поверхностью объекта. Ультразвуковой преобразователь принимает эхо-сигнал, отраженный от нижней поверхности измеряемого слоя, точно рассчитывает время прохождения ультразвуковой волны туда и обратно и вычисляет значение толщины по формуле 1. Исходя из скорости передачи ультразвука обычных материалов в таблице 1, можно найти некоторые часто используемые данные о скорости.
Ультразвуковой метод измерения толщины
Схематическая диаграмма формы ультразвукового сигнала показывает соответствующую взаимосвязь между ультразвуковой волной и ее прохождением через устройство. Исходя из этого, ключ к методу измерения толщины заключается в том, чтобы найти форму волны интересующего слоя толщины, установить вентиль передней поверхности устройства и установить вентиль данных в интересующем слое толщины. В программном обеспечении Ultrasonic Scanning Microscope Smartscan ключевой момент заключается в том, как определить толщину устройства и интересующий слой.
