SAT全稱為Scanning Acoustic Tomography，即超聲波掃描斷層成像。它是一種利用超聲波進行材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)和缺陷檢測的技術(shù)。SAT的基本工作原理是:首先，對被檢測材料樣本逐點掃描，在每個點上發(fā)射超聲波;然后，接收從材料內(nèi)部反射回來的超聲波信號。由于材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)和缺陷的差異，反射回來的信號的強度會有差異;最后，根據(jù)超聲波信號的強度差異，生成不同亮度的圖像，從而實現(xiàn)材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)和缺陷的可視化檢測。SAT作為一種無損檢測技術(shù)，操作簡便，結(jié)果直觀，在電子工業(yè)中被廣泛應(yīng)用于封裝的失效分析、PCB板的檢測等領(lǐng)域。

SAT發(fā)射超聲波的原理

SAT工作首先需要對被檢測樣品進行逐點掃描，在每個點上發(fā)射超聲波。所使用的超聲波頻率一般高于20kHz，屬于人耳不能檢測到的頻率范圍。SUPER聲波transmit以脈沖的形式發(fā)出，傳播速度取決于樣品材料的密度和組成。當超聲波遇到樣品內(nèi)部不同的界面或者結(jié)構(gòu)時，會產(chǎn)生反射和折射現(xiàn)象。這是因為聲阻抗的差異造成的，聲阻抗與材料的密度和聲速有關(guān)。

SAT接收及處理反射信號的原理

反射回來的超聲波信號被SAT的接收器檢測。根據(jù)超聲波在樣品內(nèi)傳播的時間，可以算出反射信號來自樣品內(nèi)部的哪個位置。而信號反射的強度則與從那個位置反射回來的超聲波的量相關(guān)。SAT將接收到的信息轉(zhuǎn)換成不同亮度的圖像輸出，明暗差異表示樣品內(nèi)部的結(jié)構(gòu)或缺陷差異。因此通過對比圖像的顏色和形狀，可以直觀地觀察到樣品內(nèi)部存在的裂縫、空洞等各種缺陷。

SAT圖像的解讀及應(yīng)用

SAT生成的圖像主要有透射模式和反射模式兩種。透射模式可以檢測從上到下樣品內(nèi)部所有的界面和缺陷;反射模式可以聚焦在樣品的某一層上，專門檢測那一層的缺陷。SAT圖像中，顏色較黑的區(qū)域表示超聲波信號反射較弱或者無法透射，那里存在空氣囊等斷層現(xiàn)象;顏色較白的區(qū)域表示超聲波信號反射增強，那里存在結(jié)晶缺陷或者裂紋。通過圖像的形狀和位置也可以判斷出缺陷的大小、方位等信息。SAT技術(shù)因此可廣泛應(yīng)用于電子零件的失效分析，以及PCB板的層間結(jié)構(gòu)和可靠性檢測。

SAT利用超聲波脈沖進行材料內(nèi)部無損掃描，根據(jù)接收到的反射信號生成不同顏色的斷層圖像，直觀地展示樣品內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和缺陷，是電子工業(yè)中重要的無損檢測手段。

【微語】留學(xué)之路雖長，愿你滿載祝福與勇氣，學(xué)成歸來，天地無限寬廣。