Метод за измерване на дебелина с ултразвуков сканиращ микроскоп
Как работят ултразвуковите сканиращи микроскопи
Показана е блоковата схема на системата за ултразвуков сканиращ микроскоп. Приемникът на ултразвуковия предавател генерира ултразвукови импулси с определена честота (5 MHz до 2 GHz) и достига до пробата през свързващата среда (като дейонизирана вода, алкохол и др.). Тъй като предаването на ултразвукова енергия изисква средата да бъде непрекъсната, прекъснати интерфейси като пори, примеси, разслоения, пукнатини и т.н. ще пречат на разпространението на ултразвукови сигнали или ще причинят отражения на ултразвукови сигнали. Когато ултразвуковият сигнал преминава през пробата, поради разликата в акустичния импеданс на различните материали, отразените вълни ще се появят на интерфейса с дефекти или лошо свързване. Отразеният ехо сигнал, получен от ултразвуковия преобразувател, се предава към A/D картата за събиране на данни през приемника на ултразвуковия предавател и ехо сигналът се обработва и показва на екрана под формата на вълна. Вътрешното изображение на устройството, съответстващо на формата на вълната, също може да се покаже на работния интерфейс. Системата за движение с три оси носи ултразвуковия преобразувател, за да сканира тестваното устройство с висока скорост и накрая получава ултразвуково изображение с висока разделителна способност на съответния интерфейс.
Принцип на ултразвуковото измерване на дебелината
Честотата на ултразвуковите вълни е висока, насочеността е добра, а скоростта на звука в хомогенна среда е същата. Когато ултразвуковият импулс, генериран от ултразвуковия преобразувател, достигне измервания обект през свързващия агент, част от ултразвуковия сигнал прониква в измервания обект, а другата част от ултразвуковия сигнал се отразява от долната повърхност на обекта. Ултразвуковият преобразувател получава ехото, отразено от долната повърхност на измерения слой, изчислява точно времето за обиколка на ултразвуковата вълна и изчислява стойността на дебелината съгласно формула 1. От скоростта на ултразвуково предаване на конвенционалните материали в таблица 1, могат да бъдат намерени някои често използвани данни за скоростта.
Ултразвуков метод за измерване на дебелината
Схематичната диаграма на формата на ултразвуковата вълна показва съответната връзка между ултразвуковата вълна и нейното преминаване през устройството. От него ключът към метода за измерване на дебелината е да се намери формата на вълната на слоя с дебелина, който представлява интерес, да се настрои вратата на предната повърхност на устройството и да се зададе вратата за данни в слоя с дебелина, която представлява интерес. В софтуера Smartscan за ултразвуков сканиращ микроскоп ключът е как да се определи дебелината на устройството и слоя, който представлява интерес.
