Méthode de mesure d'épaisseur du microscope à balayage à ultrasons
Comment fonctionnent les microscopes à balayage à ultrasons
Le schéma fonctionnel du système de microscope à balayage à ultrasons est illustré. L'émetteur-récepteur à ultrasons génère des impulsions ultrasonores d'une fréquence spécifique (5 MHz à 2 GHz) et atteint l'échantillon à travers le milieu de couplage (comme l'eau déminéralisée, l'alcool, etc.). Étant donné que la transmission de l'énergie ultrasonore nécessite que le milieu soit continu, des interfaces discontinues telles que des pores, des impuretés, des délaminages, des fissures, etc. vont interférer avec la propagation des signaux ultrasonores ou provoquer des réflexions de signaux ultrasonores. Lorsque le signal ultrasonore traverse l'échantillon, en raison de la différence d'impédance acoustique des différents matériaux, des ondes réfléchies apparaîtront à l'interface avec des défauts ou une mauvaise liaison. Le signal d'écho réfléchi reçu par le transducteur à ultrasons est transmis à la carte d'acquisition de données A/N via le récepteur de l'émetteur à ultrasons, et le signal d'écho est traité et affiché sur l'écran sous la forme d'une forme d'onde. L'image interne de l'appareil correspondant à la forme d'onde peut également être affichée sur l'interface de fonctionnement. Le système de mouvement à trois axes transporte le transducteur à ultrasons pour balayer le dispositif testé à grande vitesse et obtient finalement une image ultrasonore à haute résolution de l'interface correspondante.
Principe de la mesure d'épaisseur par ultrasons
La fréquence des ondes ultrasonores est élevée, la directivité est bonne et la vitesse du son dans un milieu homogène est la même. Lorsque l'impulsion ultrasonore générée par le transducteur ultrasonore atteint l'objet mesuré par l'intermédiaire de l'agent de couplage, une partie du signal ultrasonore pénètre l'objet mesuré et l'autre partie du signal ultrasonore est réfléchie par la surface inférieure de l'objet. Le transducteur à ultrasons reçoit l'écho réfléchi par la surface inférieure de la couche mesurée, calcule avec précision le temps aller-retour de l'onde ultrasonore et calcule la valeur d'épaisseur selon la formule 1. À partir de la vitesse de transmission ultrasonique des matériaux conventionnels du tableau 1, certaines données de vitesse couramment utilisées peuvent être trouvées.
Méthode de mesure d'épaisseur par ultrasons
Le diagramme schématique de la forme d'onde ultrasonore montre la relation correspondante entre l'onde ultrasonore et son passage à travers le dispositif. À partir de là, la clé de la méthode de mesure de l'épaisseur consiste à trouver la forme d'onde de la couche d'épaisseur d'intérêt, à définir la porte de surface avant de l'appareil et à définir la porte de données dans la couche d'épaisseur d'intérêt. Dans le logiciel Smartscan du microscope à balayage à ultrasons, la clé est de savoir comment déterminer l'épaisseur de l'appareil et la couche d'intérêt.
