[发明专利]应用于超声显微检测的电子封装结构中超声传播模拟方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种应用于超声显微检测中对电子封装结构的超声传播进行模拟的方法，适用于电子封装和复合材料的超声检测领域。

二、背景技术

超声显微检测技术是检测电子封装结构内部缺陷的一种非常有效的手段，它是一种利用聚焦高频超声，通常为50MHz～2GHz，对物体表面、亚表面及其内部一定深度内的细微结构显微成像，进行可视化观察的技术，它主要是针对半导体器件、芯片、材料内部的失效分析，可以检查材料内部的晶格结构，杂质颗粒、内部裂纹、分层缺陷、空洞、气泡等。

在电子封装结构的超声显微检测中，所用的超声换能器探头为高频(中心频率一般在50MHz以上)聚焦探头，而电子封装为复合层状结构，高频超声在封装内部的传播规律很复杂，要明确表征出封装内部的结构，必须首先了解高频超声在电子封装内部的传播规律，因此需要对高频聚焦超声在封装结构中的传播规律进行模拟。

三、发明内容

本发明的目的是提供一种能对超声显微检测中的高频聚焦超声在电子封装结构中的传播规律进行模拟的方法。

本发明采用点源-高斯声束模型利用超声相控阵聚焦技术来模拟高频聚焦超声在多层介质中的传播。根据换能器辐射声场的点源-高斯声束模型的基本思想，将换能器分割成m个小矩形单元，将每个单元发射的点声源用高斯声束来代替。球面聚焦换能器辐射的超声波在多层介质中传播，其中的一条声波传播路径模拟如图1所示。聚焦声束的产生则用超声相控阵聚焦技术来进行模拟，如图2所示。通过控制超声相控阵换能器各个阵元的延迟时间，可以较精确的控制经多次折射后超声聚焦声束在层状介质中的焦点位置，模拟的电子封装结构内三种介质中的聚焦声场分布如图3所示。

四、附图说明

图1超声聚焦换能器辐射的超声波在电子封装结构中的传播示意图

图2超声相控阵换能器辐射超声波在多层介质中聚焦示意图

图3电子封装结构内三种介质中的聚焦声场分布

五、具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行详细说明：

应用点源-高斯声束模型，将换能器分为M个矩形单元，则整个换能器辐射在第N+1层媒质中一点的质点振动速度为M个高斯声束在该点处的质点速度的叠加，单个阵元辐射在第N+1层中的超声波引起的质点振动速度表达式为