[發明專利]應用于超聲顯微檢測的電子封裝結構中超聲傳播模擬方法

無效

• 申請號: 201110157331.2
• 申請日: 2011-06-13
• 公開（公告）號: CN102830169A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 徐春廣;劉中柱;趙新玉;肖定國
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G01N29/06
• 分類號: G01N29/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一、技術領域

本發明涉及一種應用于超聲顯微檢測中對電子封裝結構的超聲傳播進行模擬的方法，適用于電子封裝和復合材料的超聲檢測領域。

二、背景技術

超聲顯微檢測技術是檢測電子封裝結構內部缺陷的一種非常有效的手段，它是一種利用聚焦高頻超聲，通常為50MHz～2GHz，對物體表面、亞表面及其內部一定深度內的細微結構顯微成像，進行可視化觀察的技術，它主要是針對半導體器件、芯片、材料內部的失效分析，可以檢查材料內部的晶格結構，雜質顆粒、內部裂紋、分層缺陷、空洞、氣泡等。

在電子封裝結構的超聲顯微檢測中，所用的超聲換能器探頭為高頻(中心頻率一般在50MHz以上)聚焦探頭，而電子封裝為復合層狀結構，高頻超聲在封裝內部的傳播規律很復雜，要明確表征出封裝內部的結構，必須首先了解高頻超聲在電子封裝內部的傳播規律，因此需要對高頻聚焦超聲在封裝結構中的傳播規律進行模擬。

三、發明內容

本發明的目的是提供一種能對超聲顯微檢測中的高頻聚焦超聲在電子封裝結構中的傳播規律進行模擬的方法。

本發明采用點源-高斯聲束模型利用超聲相控陣聚焦技術來模擬高頻聚焦超聲在多層介質中的傳播。根據換能器輻射聲場的點源-高斯聲束模型的基本思想，將換能器分割成m個小矩形單元，將每個單元發射的點聲源用高斯聲束來代替。球面聚焦換能器輻射的超聲波在多層介質中傳播，其中的一條聲波傳播路徑模擬如圖1所示。聚焦聲束的產生則用超聲相控陣聚焦技術來進行模擬，如圖2所示。通過控制超聲相控陣換能器各個陣元的延遲時間，可以較精確的控制經多次折射后超聲聚焦聲束在層狀介質中的焦點位置，模擬的電子封裝結構內三種介質中的聚焦聲場分布如圖3所示。

四、附圖說明

圖1超聲聚焦換能器輻射的超聲波在電子封裝結構中的傳播示意圖

圖2超聲相控陣換能器輻射超聲波在多層介質中聚焦示意圖

圖3電子封裝結構內三種介質中的聚焦聲場分布

五、具體實施方式

下面對本發明的具體實施方式進行詳細說明：

應用點源-高斯聲束模型，將換能器分為M個矩形單元，則整個換能器輻射在第N+1層媒質中一點的質點振動速度為M個高斯聲束在該點處的質點速度的疊加，單個陣元輻射在第N+1層中的超聲波引起的質點振動速度表達式為