美国Sonoscan超声波扫描成像显微镜
索维超声生物显微镜的工作原理及故障处理
超声生物显微镜具有高频率高分辨力高精度高放大倍数高信噪比等特点可以获得清晰图像属于b型超声超声生物显微镜基本原理图1是利用脉冲器产生的单脉冲高电压激励换能器产生40100mhz的脉冲在一定范围内来回作线性扫描其反向散射返回能量转换成射频信号信号按照一定比例被放大加工时间增益补偿后形成图像在显示屏上呈现利用图像灰度明暗度代表不同眼部组织结构
故障现象：探头传感器摆动幅度大，发出 “哒哒” 声， 无法正常工作。
故障分析 及 处 理：此 故 障 通 常 由 传 感 器 探 头 位 置 偏 移 （图 ２，图 ３） 或者探头与水杯碰撞导致。若排除后故障仍存 在，则考虑探头内部故障，需联系厂家维修或更换探头。探 头内部是由 ＳＭＡ圆筒连接器、中央栓、导电环氧层和非常薄 的镀金层等精密部件高度集成。镀金层极易损伤，而微小的 擦损会影响探头频率和性能的改变。保养和消毒应特别仔细 小心，切勿私自拆开维修。
瓦里安 ＣｌｉｎａｃｉＸ直线加速器 ＭＬＣ系统由工作台计算机、 较大的因素，在频繁的工作中，叶片会带动周围空气的扰动，
控制组件、ＭＬＣ头组件和电动机驱动组件组成。工作台即工 从而产生大量的尘埃，当尘埃较多时，会影响电子的生产效
声学扫描显微镜
扫描声学显微镜
声学扫描显微镜(SAM)是一种多功能、 高分辨率的显微成像仪器，兼具电子 显微术高分辨率和声学显微术非破坏 性内部成像的特点, 被广泛的应用在 ○ 物料检测（IQC）、失效分析（FA）、 质量控制(QC)、质量保证及可靠性 (QA/REL)、研发(R&D)等领域，可以检 测材料内部的晶格结构、杂质颗粒、 内部裂纹、分层缺陷、空洞、气泡、 空隙等，为司法鉴定提供客观公正的 微观依据。
扫描声学显微镜
组员：应物三班 宋 飞326 刘 健303 刘丹跃305
1、显微镜种类介绍 2、扫描声学显微镜的原理 3、扫描声学显微镜的性能及在材料科学中的应用
2
显微镜有很多种类，大致有：
透射电子显微镜(TEM) 扫描电子显微镜(SEM) 场离子显微镜(FIM) 高压电子显微镜(HVEM) 分析电子显微镜(AEM) 场发射电子显微镜(FEEM) 声学显微镜(AM) 扫描隧道显微镜(STM)
原子力显微镜(AFM)
超高压电子显微镜
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主要用途： 观测材料、矿物、生物样品、器件透射 电子显微象及电子衍射图，对样品微观组织、结构、 缺陷等定性、定量分析。 可对样品在加热、拉伸、 电子辐照等条件下微观组织的变化过程进行动态观测。 仪器类别： 03040701 /仪器仪表 /光学仪器 /电子光 学及离子光学仪器 /透射式电子显微镜 指标信息： 加速电压：1000kV 放大倍数：150倍～ 30万倍晶格分辨率：0.27nm 选区衍射相机长：2～ 6m 试样可加热温度：1000℃ 附件信息： 加热台（室温-1000℃），拉伸台加伸台 （室温-1000℃），动态过程摄象录象系统。双倾台 （±45° 该仪器是我国最大型的透射电子显微镜，它主要用于 各种材料的微结构分析，组织特征和相鉴定，缺陷研 究等。与普通电子显微镜相比较，它可以进行微观过 程的动态实验观察、辐照效应研究、厚试样和粗大析 出物的观察分析以及半导体微器件结构研究。同时， 本实验室样品制备、数据结果处理等附属设备齐全， 为科研实验创造了良好条件。
塑封器件声扫检查时分层假象的识别方法
塑封器件声扫检查时分层假象的识别方法摘要：声学扫描显微镜检查是塑封器件可靠性分析中一项重要的试验项目，然而声扫设备在自动识别缺陷上存在局限性会导致分层假象产生。
指出了所用声扫设备的图像着色原理存在的问题以及几类常见分层假象的特征，分析了不同分层假象的检测波形形成的物理原理，在此基础上提出了检测波形与器件结构相结合的分析方法。
实践证明该方法可以对声扫图像中异常区域进行正确分析，并对分层假象进行准确识别。
1 引言随着塑封器件制造技术水平的不断提升，其使用可靠性也不断提高，并且大量应用于有着高可靠性要求的军品领域。
由于塑封器件自身存在非气密性、塑封料导热性差以及与其他材料之间热膨胀系数差异大等不足，导致其长期存在不容忽视的使用可靠性问题，其中塑封器件分层缺陷问题是塑封器件失效的最主要原因之一。
声学扫描显微镜检查作为塑封器件分层缺陷检测的主要手段，一直是DPA 试验中必要的试验项目，同时也是塑封器件筛选试验中常规的筛选项目。
由于声扫设备在自动识别缺陷上存在局限性，会导致分层假象产生，同时目前塑封器件内部结构多样以及受试样品数量大，如果对器件结构、声扫设备成像原理不清楚或工作经验不足，容易对一些分层假象产生误判。
本文以美国 Sonoscan 公司生产的 DS9500 声扫设备为例，介绍了声扫设备检测原理并指出其图像着色原理存在的问题；结合作者工作中的实例，对分层缺陷的假象特点进行了总结分析，同时应用检测波形与器件结构相结合的分析方式，对塑封器件声扫中存在的分层假象进行了分析与识别。
2 DS9500 声扫设备工作原理2.1 超声波成像原理传感器产生特定频率(5~500 MHz)的超声波脉冲，脉冲通过耦合介质(如去离子水)到达样品，传感器再接收反射信号并处理后成像。
超声波不能在真空中传播，同时频率大于 10 MHz 的超声波不能在空气中传播。
超声波的传递要求介质是连续的，不连续介质会干扰超声信号传播或导致超声信号发生反射。
超声波扫描显微镜sonscan
SKLMS 机械制造系统工程国家重点实验室
Advantage of Acoustic Micro Imaging (超声波微成像的优点)
超声波显微成像(AMI)利用高频率的超声波(一般在5MHz以上)探 测物体内的结构、缺陷、以及对材料做定性分析。
其优点如下： • Non Destructive (无损检测，非破坏性) • Sensitive inspection technique for bond evaluation (对粘结层面非常敏感) • Penetrates most materials (能穿透大多数的材料) • Subsurface structures (浅表层结构的分析) • Mechanical properties (材料力学性能的检测-非线性超声测试)
• Lower attenuation materials such as Si can be inspected using higher frequencies. (低衰减的材料：如硅材等能使用较高频率来扫描检测)
STATE KEY LABORATORY FOR MANUFACTURING SYSTEMS ENGINEERING
Greater Penetration
5 MHz 15 MHz 30 MHz 50 MHz 75 MHz
Higher Resolution
100 MHz 150 MHz
230 MHz 300 MHz
Sample Surface
Sample Back Surface
STATE KEY LABORATORY FOR MANUFACTURING SYSTEMS ENGINEERING
• The pressures generated at the focal spot are in the micro Joule range and are not harmful to even moderately delicate samples. • The pulse in the acoustic microscope has very low energy in comparison.
扫描声学显微技术_原理与应用
2. 声波会在材料界面，内部缺
陷或材料变化的地方发生反 射；
3. 能够聚焦，能够沿直线传输； 4. 对材料非破坏性。
• 材料的声学特性
1. 密度( )
2. 声速(C)
3. 声阻(Z)
• Z= C
材料
密度 纵波速 声阻 (kg/m2s)E
(g/cm3) (m/s) 6
水(200 C) 酒精 (200 C) 空气(200 C) 硅 金 铜 铝 环氧树脂 树 脂 (IC) 玻 璃 (石 英 ) 氧 化 铝 (AL2O3)
1.00
0.79
0.00 2.33 19.3 8.90 2.70 1.20 1.72 2.70 3.80
1483
1168
344 8600 3240 4700 6260 2600 3930 5570 10410
1.48
0.92
0.00 20.04 62.53 41.83 16.90 3.12 6.76 15.04 39.56
的着色；
4. 更换合适频率的探头。
波形的判断与正确的着色
Bulk Scan （块状扫描）
Focus
Gain
Gate
Analysis of A-Scan
Loss of Back Echo “Acoustic Shadow” effect
The Loss of Back Echo Scan can be used to confirm the presence of delaminations in a similar manner as Thru-Scan™. The ultrasound will not pass through an air gap and whenGain the inspection is done under a defect an acoustic shadow will Faopcpuesar.
扫描探针显微镜原理
扫描探针显微镜原理扫描探针显微镜（Scanning Probe Microscope，SPM）是一种通过扫描探测器表面的探针来获取样品表面形貌和性质的显微镜。
它的工作原理基于根据样品表面的形貌变化，通过探测器与样品表面之间的相互作用力测量来获得显微图像。
在扫描探针显微镜中，探测器通过一系列控制机构移动并探测样品表面的特征。
其中最常使用的探测器是探针，它通常是由纳米尺寸的针状探头构成，例如扫描电子显微镜中的原子力显微镜（Atomic Force Microscopy，AFM）和扫描隧道显微镜（Scanning Tunneling Microscopy，STM）。
在AFM中，探针通过控制探测器的位置，使得探针与样品表面保持一定的距离，并通过弹性变形或电力作用测量样品表面与探针之间的相互作用力。
这个相互作用力的变化可以通过探测器的位置和力传感器来测量，从而得到样品表面形貌的信息。
通过扫描探针与样品表面的相对运动，可以逐点测量并构建出样品表面的三维形貌图像。
在STM中，探针与样品之间的相互作用力主要是电荷之间的库仑作用力。
当探针和样品表面之间存在一定的电压差时，电子会通过隧道效应穿过探针与样品之间的空隙，形成隧道电流。
根据隧道电流的强度，可以推断出样品表面的形貌信息。
通过调整电压和探针的位置，可以扫描整个样品表面，并获得高分辨率的原子级图像。
与传统的光学显微镜相比，扫描探针显微镜具有更高的分辨率和更强的表面灵敏度。
它不依赖于样品的透明性或反射性，可以用于观察各种类型的样品，包括生物样品、纳米材料和表面结构复杂的材料等。
因此，扫描探针显微镜在材料科学、生物学和纳米技术等领域具有广泛的应用前景。
超声生物显微镜(UBM)临床应用
睫状体脱离, 总是360度
睫状体脉络膜脱离
睫状体上腔内无回声暗区及明显的条索状回声，睫状突回 声增厚且前移前旋推顶根部虹膜，睫状体上腔与前房未完 全沟通。
前房积血
• 前房内可探及点状回声与角膜回声连接紧密，由于为仰卧 位检查所致，受重力的影响下方回声强度较上方强，为血 细胞堆积所致。
脉络膜上腔出血
植入性囊肿：在前房，角巩膜伤口愈合 对位不良，引起上皮内生形成。
角膜皮样肿：角结膜缘弥漫性 增厚，巩膜和角膜上皮均受累， 其内呈高回声反射
翼状胬肉
谢 谢！
➢ 监控肿瘤变化
• 对肿瘤深度的探测精确度高 • 观察肿瘤后缘，优于裂隙灯
虹膜色素痣 虹膜黑色素瘤
睫状体黑色素瘤
睫状体囊肿
单发囊肿
多发囊肿
睫状体囊肿引起房角变窄
睫状体囊肿一般无病理意义。如果睫状体囊肿较大，特别是位于虹膜根本 后面时，可推挤虹膜根本向前，引起局部周边前房变浅，甚至房角关闭
虹膜睫状体结合处巨大囊肿，房角关闭 。
房角后退性青光眼
• 外伤性房角后退性青光眼 • 示虹膜根部附处睫状体表面撕裂，虹膜与睫状体后
退，睫状体带异常增宽，但睫状体组织仍附着于巩 膜嵴上，前房与睫状体上腔这间无直接沟通，房水 内可见色素颗粒。
继发于睫状体囊中的房角关闭
• 继发于多发性虹膜睫状体囊中的比较型青光眼 • 示虹膜睫状体囊中引起局部房角闭合
房角增宽开放（周边虹膜肥厚型）
单纯性非瞳孔阻滞型
前位的睫状突将周边虹膜顶向房角，引起房角狭窄关闭 （睫状突前位型），虹膜根本较短和向前插入到睫状突表 面，形成狭窄而陡峭的周边虹膜形态
• 原发性闭角型青光眼多种机制共存型
• 示瞳孔阻滞+周边虹膜肥厚型，注意虹膜根部附止靠前， 周边虹膜肥厚，轻度或中度虹膜后表面向前膨隆
Sonoscan超声波扫描仪
Sonoscan超声波扫描仪广州南创房工美国Sonoscan公司提供世界领先的超声波扫描显微镜（Acoustic Microscopes）。
美国Sonoscan的产品在30多个国家设立了国外办事处及售后服务中心，并在中国设立了广州南创传感器事业部，为美国Sonoscan提供最佳的服务与解决方案。
超声波扫描显微镜（Acoustic Microscopes）是一种非破坏性的检测组件的完整性，内部结构和材料的内部情况的仪器，作为无损检测分析中的一种，它可以实现在不破坏物料电气能和保持结构完整性的前提下对物料进行检测。
被广泛的应用在物料检测（IQC）、失效分析（FA）、质量控制(QC)、质量保证及可靠性(QA/REL)、研发(R&D)等领域。
Sonoscan超声波扫描仪其可以检测：1.材料内部的晶格结构，杂质颗粒;2.内部裂纹;3.分层缺陷;4.空洞、气泡、空隙等等在声学显微成像（AMI: Acoustic Micro Imaging）技术应用于内部品质无损检测与分析方面，Sonoscan一直是该行业的权威之一。
Sonoscan系统被视为精确基准，通过我们的SonoLab™部门，您可以向我们的声学应用工程师进行咨询，获取专业意见和指导。
Sonoscan致力于通过教育项目、客户应用程序评估与新系统开发来实现AMI技术的持续改进。
对AMI技术的专业研究是Sonoscan工作的核心。
我们努力提供非凡的数据精确性、出众的图像质量和世界领先的技术。
我们在AMI技术方面还拥有多项美国和外国专利。
总之，Sonoscan是您最值得信任的伙伴，我们可以为您节省成本并提高效率。
Sonoscan C-SAM D9500是一种新型AMI标准仪器，可以提供出众的精确度和稳定性，适合破损分析、工艺开发以及材料分析与表征。
Sonoscan的优势：Sonoscan超声波扫描仪数据精确性：Sonoscan公司的专有信号处理算法可提供极其精确和可靠的评估。
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美国Sonoscan超声波扫描成像显微镜
广州南创房工
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美国Sonoscan的产品在30多个国家设立了国外办事处及售后服务中心，并在中国设立了广州南创传感器事业部，为美国Sonoscan提供最佳的服务与解决方案。
超声波扫描显微镜（Acoustic Microscopes）是一种非破坏性的检测组件的完整性，内部结构和材料的内部情况的仪器，作为无损检测分析中的一种，它可以实现在不破坏物料电气能和保持结构完整性的前提下对物料进行检测。
被广泛的应用在物料检测（IQC）、失效分析（FA）、质量控制(QC)、质量保证及可靠性(QA/REL)、研发(R&D)等领域。
美国Sonoscan超声波扫描成像显微镜
其可以检测：
1.材料内部的晶格结构，杂质颗粒;
2.内部裂纹;
3.分层缺陷;
4.空洞、气泡、空隙等等
在声学显微成像（AMI: Acoustic Micro Imaging）技术应用于内部品质无损检测与分析方面，Sonoscan一直是该行业的权威之一。
Sonoscan系统被视为精确基准，通过我们的SonoLab™部门，您可以向我们的声学应用工程师进行咨询，获取专业意见和指导。
Sonoscan致力于通过教育项目、客户应用程序评估与新系统开发来实现AMI技术的持续改进。
对AMI技术的专业研究是Sonoscan工作的核心。
我们努力提供非凡的数据精确性、出众的图像质量和世界领先的技术。
我们在AMI技术方面还拥有多项美国和外国专利。
总之，Sonoscan是您最值得信任的伙伴，我们可以为您节省成本并提高效率。
Sonoscan C-SAM D9500是一种新型AMI标准仪器，可以提供出众的精确度和稳定性，适合破损分析、工艺开发以及材料分析与表征。
Sonoscan的优势：
美国Sonoscan超声波扫描成像显微镜
数据精确性：Sonoscan公司的专有信号处理算法可提供极其精确和可靠的评估。
使用Sonoscan公司先进的声阻抗极性探测器（AIPD）™，甚至可以检测到仅200埃厚度的分层。
此外，根据扫描尺寸与像素密度（分辨率）情况，Sonoscan声像可高达256兆像素。
这种卓越的数据精确性正是Sonoscan公司在缺陷检测和诊断(破损分析)领域方面取得突出成就的一个重要原因。
精确的数据固然重要，然而利用该数据做出相应决策更加重要。
Sonoscan公司拥有先进的工具和技术，能将精确数据迅速转变为可用性信息，同时还具备多种分析功能可以帮助识别各种缺陷，并确定缺陷的严重程度。
在AMI成像中，各种彩图显示了详细的分析信息。
Sonoscan公司的数字图像分析器（DIA）™采用先进计算方法处理数据，帮助客户建立自动化的接受/拒收标准。
美国Sonoscan超声波扫描成像显微镜
技术领先地位：Sonoscan拥有20多位专业AMI应用工程师，他们可以为客户提
供高效精确的服务。
通过我们的SonoLab™部门，客户可以在兼容性与筛分项目上进行咨询，从而获取专业意见和指导。
我们还可以作为独立的第三方提供质量审核服务。
Sonoscan工程师与科研人员在声学显微成像领域发表过300多篇论著。
此外，我们多位技术人员在国家以及国际座谈会、研讨会和展览会中频繁发表演讲。
论著与演讲主题涉及多个方面，包括电子学、合成物、陶瓷、聚合物、缺陷分析、包装、质量管理与安全性等。
我们对专业技术活动的参与可以保证我们位于创新的最前沿，可以使我们更好地服务于客户，并确保我们对各个市场与应用领域的需要做出最快的响应。
美国Sonoscan超声波扫描成像显微镜
图像质量：声学显微镜的图像质量主要取决于成像透镜。
因为传感器/透镜是非常重要的元件，所以Sonoscan公司在我们自己的实验室生产该类元件。
实际上，Sonoscan是唯一一家设有传感器/透镜研发实验室和制造厂的AMI公司。
其他AMI 设备所使用的市场上可以买到的普通传感器无法达到Sonoscan独特和专有的标准。
Sonoscan传感器专为AMI分析而开发，可以提供最大的分辨率和穿透性。
Sonoscan提供最多元化的超高频传感器，有标准件也可根据您需要特别定制。
同时我们还提供技术服务，可根据您特定应用为您优化分辨率和对比度。
Sonoscan所有透镜都经过传感器校准来验证分辨率，以确保性能最佳。
Sonoscan 超高频传感器可以提供高达7微米的分辨率。
右侧的图像可以证明Sonoscan传感器的极佳分辨率。
美国Sonoscan超声波扫描成像显微镜
详细参数：
超声波探头频率：5M到400M
超声波扫描模式：A-Scan(某点扫描)、B-Scan(块扫描)、C-Scan(层扫描)、Multi-Scan(多层扫描)、Q-BAM(虚拟横截面)、T-Scan (穿透式扫描)、3-V(3维图像)、Tray-Scan(盘扫描)
最大扫描范围：12.9X12.4英寸
最大分辨率：8192X8192
选择的声波宽度：0.25纳秒到1微秒
Z轴分辨率：80纳米
美国Sonoscan超声波扫描成像显微镜
技术参数以《OIML60号国际建议》92年版为基础，最新具体变化可查看《JJG669—Sonoscan广州南创传感器事业部检定规程》。