주사 음향 현미경(Scanning Acoustic Microscopy, SAM)
주사 음향 현미경(SAM)은 초음파를 이용해 재료의 내부를 고해상도로 관찰할 수 있는 장비입니다.
사람의 눈으로 볼 수 없는 미세한 구조나 내부 결함을 비파괴 방식으로 분석할 수 있어,
연구와 산업 전반에서 중요한 역할을 하고 있습니다.
특히 SAM은 반도체와 전자 산업에서 널리 사용되며 마이크로 패키지 내부의 공극(빈 공간), 균열, 박리 현상과 같은 결함을 찾아내어 제품 신뢰성을 보장합니다.
이러한 특징으로 고장 분석과 품질 관리 과정에서 필수적인 검사 도구로 자리 잡고 있습니다.
원리
주사 음향 현미경(SAM)은 초음파의 높은 침투 능력과 주파수 특성을 이용하여 시료 내부 구조를 영상화하는 비파괴 검사 기술입니다.
초음파 트랜스듀서에서 발생한 초음파가 시료를 통과할 때, 재료의 밀도와 탄성 특성에 따라 산란(scattering), 흡수(absorption), 반사(reflection)
현상이 발생합니다. 이러한 현상은 내부 레이어 간의 음향 임피던스(Acoustic Impedance, Z = ρ·c) 차이로부터 기인하며, 그 결과 생성된 반사파(에코)의
도달 시간(time-of-flight), 위상 변화(phase shift), 진폭(amplitude)을 분석함으로써 시료 내부의 결함이나 불균일성을 정밀하게 평가할 수
있습니다.
초음파 트랜스듀서는 다시 수집된 반사파를 전기 신호로 변환하고 아날로그-디지털 변환기(ADC, Digitizer)와 신호 처리 알고리즘(signal processing algorithm)을 통해 디지털 데이터로 변환합니다. 이렇게 처리된 데이터는 2,3차원 음향 이미징으로 재구성되어 시료 내부의 미세한 공극(void), 박리(delamination), 균열(crack)과 같은 구조적 이상을 고해상도로 시각화 할 수 있습니다.