Mètode de mesura del gruix del microscopi d'exploració ultrasònica
Com funcionen els microscopis d'exploració ultrasònica
Es mostra el diagrama de blocs del sistema de microscopi d'exploració ultrasònica. El receptor transmissor d'ultrasons genera polsos ultrasònics d'una freqüència específica (5 MHz a 2 GHz) i arriba a la mostra a través del medi d'acoblament (com ara aigua desionitzada, alcohol, etc.). Com que la transmissió d'energia ultrasònica requereix que el medi sigui continu, les interfícies discontinues com ara porus, impureses, delaminacions, esquerdes, etc. interferiran amb la propagació dels senyals ultrasònics o provocaran reflexos dels senyals ultrasònics. Quan el senyal ultrasònic travessa la mostra, a causa de la diferència d'impedància acústica de diferents materials, apareixeran ones reflectides a la interfície amb defectes o unió deficient. El senyal d'eco reflectit rebut pel transductor d'ultrasons es transmet a la targeta d'adquisició de dades A/D a través del receptor transmissor d'ultrasons, i el senyal d'eco es processa i es mostra a la pantalla en forma d'ona. La imatge interna del dispositiu corresponent a la forma d'ona també es pot mostrar a la interfície d'operació. El sistema de moviment de tres eixos porta el transductor d'ultrasons per escanejar el dispositiu a prova a gran velocitat i, finalment, obté una imatge ultrasònica d'alta resolució de la interfície corresponent.
Principi de la mesura del gruix per ultrasons
La freqüència de les ones ultrasòniques és alta, la directivitat és bona i la velocitat del so en un medi homogeni és la mateixa. Quan el pols ultrasònic generat pel transductor d'ultrasons arriba a l'objecte mesurat a través de l'agent d'acoblament, una part del senyal ultrasònic penetra l'objecte mesurat i l'altra part del senyal ultrasònic es reflecteix per la superfície inferior de l'objecte. El transductor d'ultrasons rep l'eco reflectit per la superfície inferior de la capa mesurada, calcula amb precisió el temps d'anada i tornada de l'ona ultrasònica i calcula el valor de gruix segons la fórmula 1. A partir de la velocitat de transmissió d'ultrasons dels materials convencionals a la taula 1, es poden trobar algunes dades de velocitat d'ús habitual.
Mètode de mesura de gruix per ultrasons
El diagrama esquemàtic de la forma d'ona ultrasònica mostra la relació corresponent entre l'ona ultrasònica i el seu pas a través del dispositiu. A partir d'ell, la clau del mètode de mesura de gruix és trobar la forma d'ona de la capa de gruix d'interès, establir la porta de la superfície frontal del dispositiu i establir la porta de dades a la capa de gruix d'interès. Al programari Smartscan del microscopi d'escaneig ultrasònic, la clau és com determinar el gruix del dispositiu i la capa d'interès.
