Metoda mjerenja debljine ultrazvučnim skenirajućim mikroskopom
Kako rade ultrazvučni skenirajući mikroskopi
Prikazana je blok shema sustava ultrazvučnog skenirajućeg mikroskopa. Prijemnik ultrazvučnog odašiljača generira ultrazvučne impulse određene frekvencije (5 MHz do 2 GHz) i dospijeva do uzorka kroz medij za spajanje (kao što je deionizirana voda, alkohol itd.). Budući da prijenos ultrazvučne energije zahtijeva da medij bude kontinuiran, diskontinuirana sučelja kao što su pore, nečistoće, slojevi, pukotine itd. ometat će širenje ultrazvučnih signala ili uzrokovati refleksiju ultrazvučnih signala. Kada ultrazvučni signal prolazi kroz uzorak, zbog razlike u akustičnoj impedanciji različitih materijala, na sučelju će se pojaviti reflektirani valovi s nedostacima ili lošim spajanjem. Reflektirani eho signal koji prima ultrazvučni pretvornik prenosi se na A/D karticu za prikupljanje podataka preko prijemnika ultrazvučnog odašiljača, a eho signal se obrađuje i prikazuje na zaslonu u obliku valnog oblika. Interna slika uređaja koja odgovara valnom obliku također se može prikazati na radnom sučelju. Sustav pomicanja s tri osi nosi ultrazvučni pretvarač za skeniranje uređaja koji se testira velikom brzinom i na kraju dobiva ultrazvučnu sliku visoke rezolucije odgovarajućeg sučelja.
Princip ultrazvučnog mjerenja debljine
Frekvencija ultrazvučnih valova je visoka, usmjerenost dobra, a brzina zvuka u homogenom mediju ista. Kada ultrazvučni impuls koji generira ultrazvučni pretvarač dospije do mjerenog objekta kroz sredstvo za spajanje, dio ultrazvučnog signala prodire kroz mjereni objekt, a drugi dio ultrazvučnog signala reflektira se od donje površine objekta. Ultrazvučni pretvarač prima jeku reflektiranu od donje površine mjerenog sloja, točno izračunava vrijeme povratnog putovanja ultrazvučnog vala i izračunava vrijednost debljine prema formuli 1. Iz brzine ultrazvučnog prijenosa konvencionalnih materijala u tablici 1, mogu se pronaći neki često korišteni podaci o brzini.
Ultrazvučna metoda mjerenja debljine
Shematski dijagram ultrazvučnog valnog oblika prikazuje odgovarajući odnos između ultrazvučnog vala i njegovog prolaska kroz uređaj. Iz njega je ključ za metodu mjerenja debljine pronaći valni oblik sloja debljine od interesa, postaviti vrata prednje površine uređaja i postaviti vrata za podatke u sloju debljine od interesa. U softveru Ultrasonic Scanning Microscope Smartscan ključno je kako odrediti debljinu uređaja i sloj od interesa.
