SAT（超声波映像装置）的基础知识

更新时间：2025-12-05

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SAT（超声波映像装置）是什么

SAT（超声波映像装置：Scanning Acoustic Tomograph，扫描声学断层扫描仪）是用于检测材料内部缺陷的设备。

由于采用超声波技术，可在不破坏被测材料的前提下进行检测。通过超声波探伤法，能够将半导体靶材、车身材料等的内部状态以 C 扫描（C-scan）图像的形式可视化。

超声波探伤法是指通过传感器发射超声波并传导至被测物体，根据超声波的反射接收状态来测量物体状态的探伤方法。

SAT（超声波映像装置）的核心用途是在不破坏被测物体的前提下，检测其内部的微小缺陷。具体应用场景如下：

半导体领域：通过模塑 IC 封装（双列直插式封装，DIP）的 SAT 图像，可确认剥离和裂纹；从堆叠式 IC 封装（芯片两段结构产品）的图像中，能检测芯片上表面及芯片间芯片粘贴膜的剥离；在芯片级封装（CSP）的底部填充胶剥离检测和空洞评估中，可观察焊点间及周边区域的空洞有无。
电子部件・陶瓷领域：可检测片式部件内部电极的裂纹、剥离和空洞；通过按缺陷深度进行彩色标注，还能获取缺陷的位置信息。
树脂・复合材料领域：在注塑成型树脂的流动分析中，可检测微小气泡及树脂的密度分布模式；在碳纤维增强塑料（CFRP）的破坏分析中，作为钢球落下试验破坏分析的一部分，能逐层观察层间剥离情况。
金属素材・板材接合状态检测：用于检测半导体、平板显示器（FPD）、太阳能电池等电极形成所用溅射靶材，以及靶材与背板之间的接合状态；可通过适配靶材大型化的设备进行检测。
功率模块检测：适用于绝缘栅双极型晶体管（IGBT）等各类部件接合部位的在线检测，能检测剥离和空洞。
MEMS 用键合晶圆检测：可将微机电系统（MEMS）所用键合晶圆的键合面以图像形式可视化，还能检测直径 10 微米的未接合区域。

SAT（超声波映像装置）采用组合了超声波发射器和接收器的探头，观测来自样品的反射波；通过探头对样品整体进行扫描，基于反射波构建图像。超声波具有在物质的界面发生反射的特性，且受其特性影响，测量时需将样品置于水中。

探头内的压电元件在脉冲电压的触发下产生振动，该振动产生的超声波在水中照射到样品后，会以弹性波的形式在样品内部传播。若样品内部存在空洞、裂纹或异物，会导致声学阻抗发生变化，进而使超声波表现出反射、折射等行为。

通常，探头会以 0.1 至 10 毫秒的间隔发射间歇性脉冲，在两次发射的间隙接收来自样品内部的反射波，从而检测缺陷。