晶圓超聲顯微鏡基于高頻超聲波（10MHz-300MHz）與材料內部彈性介質的相互作用，通過壓電換能器發射聲波并接收反射/透射信號生成圖像。其主要在于聲阻抗差異導致聲波反射強度變化，結合相位分析與幅值識別算法，可重構微米級缺陷的三維聲學圖像。例如，美國斯坦福大學通過0.2K液氦環境將分辨率提升至50nm，而日本中缽憲賢開發的無透鏡技術直接采用微型球面換能器，簡化了光學路徑。該技術穿透深度達毫米級，適用于半導體晶圓內部隱裂、金屬遷移等缺陷檢測，無需破壞樣本即可實現非接觸式分析。SAM超聲顯微鏡是掃描聲學顯微鏡的簡稱。上海焊縫超聲顯微鏡

超聲顯微鏡在航空航天領域的用途聚焦于復合材料構件的質量管控，這一領域的材料特性與檢測需求，使其成為傳統檢測手段的重要補充。航空航天構件常用的碳纖維復合材料、玻璃纖維復合材料，具有比較強度、輕量化的優勢，但在制造過程中易產生分層、夾雜物、氣泡等內部缺陷，這些缺陷若未被及時發現，可能在飛行過程中因受力導致構件失效，引發安全事故。傳統的目視檢測與 X 射線檢測，要么無法識別內部缺陷，要么對復合材料中的低密度缺陷靈敏度低，而超聲顯微鏡可通過高頻聲波（通常為 20-100MHz）穿透復合材料，利用缺陷與基體材料的聲阻抗差異，精細捕獲分層的位置與面積、夾雜物的大小與分布，甚至能識別直徑只幾十微米的微小氣泡。在實際應用中，它不僅用于構件出廠檢測，還會在飛機定期維護時，對機翼、機身等關鍵部位的復合材料結構進行復檢，確保飛行安全。上海焊縫超聲顯微鏡孔洞超聲顯微鏡優化多孔材料的設計。

半導體超聲顯微鏡是專為半導體制造場景設計的細分設備，其適配性要求圍繞晶圓特性與制造流程展開。在晶圓尺寸適配方面，主流設備需兼容 8 英寸與 12 英寸晶圓，樣品臺需具備精細的真空吸附功能，避免晶圓在檢測過程中發生位移，同時樣品臺的移動精度需達微米級，確保能覆蓋晶圓的每一個檢測區域。檢測頻率是另一主要指標，半導體封裝中的 Die 與基板接合面、錫球等微觀結構，需 50-200MHz 的高頻聲波才能清晰成像，若頻率過低（如低于 20MHz），則無法識別微米級的空洞與脫層缺陷。此外，設備還需具備快速成像能力，單片晶圓的檢測時間需控制在 5-10 分鐘內，以匹配半導體產線的高速量產節奏，避免成為產線瓶頸。

在半導體制造領域，封裝質量直接決定芯片的可靠性與使用壽命，而內部微小缺陷如空洞、裂紋等往往難以用常規光學設備檢測。SAM 超聲顯微鏡（掃描聲學顯微鏡）的主要優勢在于其高頻超聲探頭，通常工作頻率可達幾十兆赫茲甚至上百兆赫茲。高頻超聲波能夠穿透半導體封裝材料，當遇到不同介質界面（如芯片與基板的結合面）時，會產生反射、折射等信號差異。設備通過接收并分析這些信號，轉化為高分辨率的灰度或彩色圖像，清晰呈現內部結構。對于芯片與基板間的空洞缺陷，即使尺寸只為微米級，SAM 超聲顯微鏡也能精細識別，幫助工程師及時發現封裝工藝中的問題，避免因空洞導致的散熱不良、信號傳輸受阻等隱患，保障半導體器件的穩定運行。超聲顯微鏡需搭配樣品載臺，通過負壓吸附固定樣品，避免檢測過程中異物位置偏移影響判斷。

復合材料內部脫粘是航空領域常見缺陷，C-Scan模式通過平面投影成像可快速定位脫粘區域。某案例中，國產設備采用100MHz探頭對碳纖維層壓板進行檢測，發現0.3mm寬脫粘帶，通過彩色C-Scan功能區分脫粘與正常粘接區域。其檢測效率較X射線提升5倍，且無需輻射防護措施，適用于生產線在線檢測。半導體制造對靜電敏感，國產設備通過多項防靜電措施保障檢測安全。Hiwave系列探頭采用導電涂層，將表面電阻控制在10?Ω以下；機械掃描臺配備離子風機，可中和樣品表面電荷；水浸系統使用去離子水，電阻率達18MΩ·cm。某實驗室測試顯示，該設計將晶圓檢測過程中的靜電損傷率從0.3%降至0.02%。國產 B-scan 超聲顯微鏡通過縱向斷層成像，可準確識別半導體芯片內部 1-5μm 級鍵合缺陷。上海焊縫超聲顯微鏡

關于 SAM 超聲顯微鏡的主要應用場景。上海焊縫超聲顯微鏡

空洞超聲顯微鏡內置的缺陷數據庫與自動合規性報告生成功能，大幅提升了檢測結果的分析效率與標準化程度，滿足行業質量管控需求。該設備的缺陷數據庫包含不同類型半導體產品（如 IC 芯片、功率器件）的典型空洞缺陷案例，涵蓋空洞的形態（如圓形、不規則形）、大小、分布特征及對應的質量等級，檢測時，設備可自動將當前檢測到的空洞與數據庫中的案例進行比對，快速判斷缺陷類型與嚴重程度。同時，數據庫還集成了主流的行業標準（如 IPC-610 電子組件可接受性標準、JEDEC 半導體標準），包含不同產品類型的空洞率合格閾值（如部分功率器件要求空洞率≤5%）。檢測完成后，設備可自動計算空洞率、分布密度等關鍵參數，并與標準閾值對比，生成合規性報告，報告中會詳細列出檢測樣品信息、檢測參數、缺陷數據、對比結果及合格性判定，支持 PDF 格式導出，便于質量部門存檔與追溯。這一功能不僅減少了人工分析的工作量與誤差，還確保了檢測結果的標準化與一致性，滿足大規模生產中的質量管控需求。上海焊縫超聲顯微鏡