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摘要：集成电路芯片已广泛应用于多个领域，但是制造过程中产生的缺陷会直接影响集成电芯片的寿命和可靠性。传统的人工检测方法，存在耗时长，劳动强度大，误检率高等缺点，已无法适应生产的需求。而机器视觉检测技术通过机器视觉的方法对产品进行分析处理，只能检测出产品表面的裂痕和破损等[1]。超声无损检测却能探测材料内部如裂纹、夹渣、气泡等这些内部和表面缺陷，并探测出它们的大小、形状和分布情况，以及测定材料的性质。超声波在媒质中传播会产生衰减、反射、声阻抗等，而超声检测技术就是利用超声波在媒质中的这些传播特性对被测对象进行浓度、密度、强度、硬度、温度和缺陷等这些非声学量的测定。超声波因其波长短、分辨率高，所以能探测到0.02毫米以下的内部缺陷。
关键词：超声检测；信号处理；集成电路；无损检测；
引言：
随着国家的发展，我国的高新技术也日新月异，材料成本越来越高。尤其是集成电路的生产周期长，生产成本高等问题，因此无损检测显得尤为重要。这里介绍了一种无损伤技术，用于集成电路的生产和工作等。大大提高了集成电路的成品率与优质率，对国民生产和大国崛起有着重要作用。
一、超声无损检测概述
超声波是一种频率高于20000赫兹的声波，它具有方向性好、穿透力强，易于获得较集中的声能，并能引起空化作用，在未来的21世纪，随着科技的发展和生产成本的提高，无损检测会有更为广阔的应用前景，探索研究超声波技术及其应用必将成为是下世纪的热门课题。超声波在媒质中传播会产生衰减、反射、声阻抗等，而超声检测技术就是利用超声波在媒质中的这些传播特性对被测对象进行浓度、密度、强度、硬度、温度和缺陷等这些非声学量的测定。超声波因其波长短、分辨率高，所以能探测到0.02毫米以下的内部缺陷，材料内部缺陷的声学性质对超声波的传播具有一定的影响，而超声检测就是利用者一点，在不破坏原材料或元件的前提下，探测材料内部如裂纹、夹渣、气泡等这些内部和表面缺陷，并探测出它们 的大小、形状和分布情况，以及测定材料的性质。超声波检测所用到的设备 比较简单，价格低廉，使用条件和安全性能也很好。
二、超声检测的适用范围
超声检测的适用范围很广，从制造工艺来看，被检测的对象可能是铸件、 锻件、焊接件等等，也有可能是胶结件、复合材料构件中的任一种；被检测的构件形状也是多种多样的，无论是板材、管材还是棒材，均可被用于超声波检测[2]，超声检测即可用于非金属材料，也可用于金属材料，被检对象的厚度也可从几米大得厚度小至大片1毫米左右。
三、超声检测优点与局限性
与其他无损检测方法相比，超声检测方法的主要优点有：
1.灵敏度高，对于材料内部尺寸很小的缺陷也能检测。
2.超声波有很好的穿透能力，可对整个试件的体积进行扫查。对于较大厚 度的试件，可对内部缺陷进行检测；对于金属材料，可检测几米长的刚锻件，也可检测1～2毫米的板材和薄壁管材。
3.它可检测金属、非金属、复合材料等等，因此它适用于多种材料的无损检测。
4.一般情况下，超声检测只需要从一侧接近试件。
5.能准确的测定缺陷的深度和位置。
四、超声波检测的局限性
1.因为缺陷取向影响检测的灵敏度并且纵波脉冲反射存在盲区，因此优势难于检测非常接近表面和位于表面上的某些缺陷。
2.材料的某些内部缺陷，会使得仪器的灵敏度降低，如晶粒度、非均匀性、相组成、非致密性等。
五、超声检测原理
声波在传播的过程中有许多特性，当声波传播的时候遇到两种介质的分界面时，声波会发生反射；当声波通过材料时也会有能量损失，而就是依据超声波在材料中传播的这些特性，可以对材料中的宏观缺陷进行检测。当发现缺陷存在时，通常以来自材料内部的反射信号及其幅度，声波在入射和接收信号之间的传播试件以及通过材料后声波的衰减作为评估缺陷的基本信息。其主要过程如下：
1.将超声波引入被测的试件当中。
2.在试件中传播的超声波由于华融试件材料及试件内部其他物体的相互作用，改变了声波的传播方向和特征。
3.通过检测设备检测到改变后的超声波，并对其进行分析和处理。
4.分析处理所接收的超声波特征，评价试件内部及其本身的缺陷特征。
六、超声无损检测在集成电路生产方面的应用
集成电路（integrated circuit）是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构。
由于集成电路的制作周期长，制作成本高，为了保证产品的优质率，无损技术的检测显得尤为重要。集成电路易损坏、高度集中化的特点适合超声无损检测。通过对集成电路的无损检测，了解集成电路缺陷的特点与环节，可对集成电路的生产实现实时监控，并及时对集成电路进行修改与挽救，减小了集成电路的开发与制作成本。
七、我国超声无损检测发展现状
目前，超声无损检测已经应用到了几乎所有工业部门，其用途也正日趋扩大。与此同时，我国对超声检测的基础性研究也正有条不紊的展开，对其相关理论、方法和应用也正逐渐深入研究，与传统超声技术不同，新的超声技术可以具有以下几个特点：在不破坏媒质特征的情况下实现非接触性测量，环境适应能力强，可以实现在线测量。我国的超声无损检测事业在近年来也取得了巨大的发展。其中最为重要是便是用微机控制的自动超声检测系统的研究，我国开展了许多这方面的研究，如拥有用户友好界面操作系统软件的计算机化超声设备：通过神经网络、相位補偿、模式识别对超声数字信号进行处理；多通道、多坐标的自动超声检测系统；高频超声无损检测技术；超声机器人检测系统；各种扫描成像技术以及对复杂构件的自动扫描成像检测等。其中，有许多已达到国际先进水平，像开发研究多维（5维以上）探头调节结构等辅助设备等，更有许多已应用于实际生产，这些研究奠定了我国超声无损检测的基础[4]，为我国的超声无损检测的可持续发展提供了保证。目前我国在检测仪器的图像化和系列化的工作都取得了很大发展，对无损 检测人员的培训工作也逐渐与国际接轨。但是从整体而言，我国无损检测的发展状况与发达国家之间依然存在很大差距。
八、超声波检测的发展趋势
超声检测一直以来都是全世界致力于无损检测研究人员的研究热点，这在产品的设计、加工、制造、检测以及设备服役的各个阶段均有体现，它在改进产品质量的同时，也保证产品的各个零件的安全性和可靠性。电子学技术、计 算机科学技术的迅猛发展为超声无损检测技术注入了新鲜的血液，计算机辅助设计（CAD）技术、计算机辅助制造（CAM）技术与无损检测技术的有机结合[5]，把机器人技术、激光技术、人工智能技术和信息融合等技术有效的应用到无损检测技术当中去，来进行对于发杂形面的复合材料构件的无损检测，成为了近年来国内外对于无损检测研究的前沿课题[6]。
参考文献：
[1]陈凯《集成电路芯片表面缺陷视觉检测关键技术研究》
[2]刘福顺，汤明《无损检测基础》
[3]胡建恺《超声波探伤》
[4]李淑莲《超声检测技术的发展与应用》
[5]邓志明《基于FPGA的超声检测系统的研究》
[6]沈建中《超声无损检测技术的新发展》
关键词：超声检测；信号处理；集成电路；无损检测；
引言：
随着国家的发展，我国的高新技术也日新月异，材料成本越来越高。尤其是集成电路的生产周期长，生产成本高等问题，因此无损检测显得尤为重要。这里介绍了一种无损伤技术，用于集成电路的生产和工作等。大大提高了集成电路的成品率与优质率，对国民生产和大国崛起有着重要作用。
一、超声无损检测概述
超声波是一种频率高于20000赫兹的声波，它具有方向性好、穿透力强，易于获得较集中的声能，并能引起空化作用，在未来的21世纪，随着科技的发展和生产成本的提高，无损检测会有更为广阔的应用前景，探索研究超声波技术及其应用必将成为是下世纪的热门课题。超声波在媒质中传播会产生衰减、反射、声阻抗等，而超声检测技术就是利用超声波在媒质中的这些传播特性对被测对象进行浓度、密度、强度、硬度、温度和缺陷等这些非声学量的测定。超声波因其波长短、分辨率高，所以能探测到0.02毫米以下的内部缺陷，材料内部缺陷的声学性质对超声波的传播具有一定的影响，而超声检测就是利用者一点，在不破坏原材料或元件的前提下，探测材料内部如裂纹、夹渣、气泡等这些内部和表面缺陷，并探测出它们 的大小、形状和分布情况，以及测定材料的性质。超声波检测所用到的设备 比较简单，价格低廉，使用条件和安全性能也很好。
二、超声检测的适用范围
超声检测的适用范围很广，从制造工艺来看，被检测的对象可能是铸件、 锻件、焊接件等等，也有可能是胶结件、复合材料构件中的任一种；被检测的构件形状也是多种多样的，无论是板材、管材还是棒材，均可被用于超声波检测[2]，超声检测即可用于非金属材料，也可用于金属材料，被检对象的厚度也可从几米大得厚度小至大片1毫米左右。
三、超声检测优点与局限性
与其他无损检测方法相比，超声检测方法的主要优点有：
1.灵敏度高，对于材料内部尺寸很小的缺陷也能检测。
2.超声波有很好的穿透能力，可对整个试件的体积进行扫查。对于较大厚 度的试件，可对内部缺陷进行检测；对于金属材料，可检测几米长的刚锻件，也可检测1～2毫米的板材和薄壁管材。
3.它可检测金属、非金属、复合材料等等，因此它适用于多种材料的无损检测。
4.一般情况下，超声检测只需要从一侧接近试件。
5.能准确的测定缺陷的深度和位置。
四、超声波检测的局限性
1.因为缺陷取向影响检测的灵敏度并且纵波脉冲反射存在盲区，因此优势难于检测非常接近表面和位于表面上的某些缺陷。
2.材料的某些内部缺陷，会使得仪器的灵敏度降低，如晶粒度、非均匀性、相组成、非致密性等。
五、超声检测原理
声波在传播的过程中有许多特性，当声波传播的时候遇到两种介质的分界面时，声波会发生反射；当声波通过材料时也会有能量损失，而就是依据超声波在材料中传播的这些特性，可以对材料中的宏观缺陷进行检测。当发现缺陷存在时，通常以来自材料内部的反射信号及其幅度，声波在入射和接收信号之间的传播试件以及通过材料后声波的衰减作为评估缺陷的基本信息。其主要过程如下：
1.将超声波引入被测的试件当中。
2.在试件中传播的超声波由于华融试件材料及试件内部其他物体的相互作用，改变了声波的传播方向和特征。
3.通过检测设备检测到改变后的超声波，并对其进行分析和处理。
4.分析处理所接收的超声波特征，评价试件内部及其本身的缺陷特征。
六、超声无损检测在集成电路生产方面的应用
集成电路（integrated circuit）是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构。
由于集成电路的制作周期长，制作成本高，为了保证产品的优质率，无损技术的检测显得尤为重要。集成电路易损坏、高度集中化的特点适合超声无损检测。通过对集成电路的无损检测，了解集成电路缺陷的特点与环节，可对集成电路的生产实现实时监控，并及时对集成电路进行修改与挽救，减小了集成电路的开发与制作成本。
七、我国超声无损检测发展现状
目前，超声无损检测已经应用到了几乎所有工业部门，其用途也正日趋扩大。与此同时，我国对超声检测的基础性研究也正有条不紊的展开，对其相关理论、方法和应用也正逐渐深入研究，与传统超声技术不同，新的超声技术可以具有以下几个特点：在不破坏媒质特征的情况下实现非接触性测量，环境适应能力强，可以实现在线测量。我国的超声无损检测事业在近年来也取得了巨大的发展。其中最为重要是便是用微机控制的自动超声检测系统的研究，我国开展了许多这方面的研究，如拥有用户友好界面操作系统软件的计算机化超声设备：通过神经网络、相位補偿、模式识别对超声数字信号进行处理；多通道、多坐标的自动超声检测系统；高频超声无损检测技术；超声机器人检测系统；各种扫描成像技术以及对复杂构件的自动扫描成像检测等。其中，有许多已达到国际先进水平，像开发研究多维（5维以上）探头调节结构等辅助设备等，更有许多已应用于实际生产，这些研究奠定了我国超声无损检测的基础[4]，为我国的超声无损检测的可持续发展提供了保证。目前我国在检测仪器的图像化和系列化的工作都取得了很大发展，对无损 检测人员的培训工作也逐渐与国际接轨。但是从整体而言，我国无损检测的发展状况与发达国家之间依然存在很大差距。
八、超声波检测的发展趋势
超声检测一直以来都是全世界致力于无损检测研究人员的研究热点，这在产品的设计、加工、制造、检测以及设备服役的各个阶段均有体现，它在改进产品质量的同时，也保证产品的各个零件的安全性和可靠性。电子学技术、计 算机科学技术的迅猛发展为超声无损检测技术注入了新鲜的血液，计算机辅助设计（CAD）技术、计算机辅助制造（CAM）技术与无损检测技术的有机结合[5]，把机器人技术、激光技术、人工智能技术和信息融合等技术有效的应用到无损检测技术当中去，来进行对于发杂形面的复合材料构件的无损检测，成为了近年来国内外对于无损检测研究的前沿课题[6]。
参考文献：
[1]陈凯《集成电路芯片表面缺陷视觉检测关键技术研究》
[2]刘福顺，汤明《无损检测基础》
[3]胡建恺《超声波探伤》
[4]李淑莲《超声检测技术的发展与应用》
[5]邓志明《基于FPGA的超声检测系统的研究》
[6]沈建中《超声无损检测技术的新发展》