Des chercheurs du Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology (DGIST), en Corée du Sud, ont développé un transducteur à ultrasons doté d’une lentille de focalisation filetée, capable de révéler des microdéfauts à l’intérieur de puces semi-conductrices auparavant masqués par le bruit interne du capteur lui-même. Ce travail a été publié dans NDT & E International.
L’inspection par ultrasons est une méthode centrale pour détecter des microfissures et des vides à l’intérieur des semi-conducteurs sans endommager le dispositif, avec une pénétration supérieure à celle des rayons X et de l’inspection optique dans de nombreux cas. Le problème venait de la petite lentille des équipements industriels : les ondes réfléchies à l’intérieur convergeaient et formaient un bruit de bord qui dégradait l’image.
La solution de l’équipe dirigée par le professeur Chang Jin Ho s’est inspirée des structures en coin des chambres anéchoïques, qui évitent les réflexions sonores. Les chercheurs ont gravé des rainures inclinées et très rapprochées, en forme de filetage, sur la surface latérale lisse de la lentille. En frappant ces surfaces inclinées, les ondes se dispersent dans plusieurs directions au lieu de converger pour former du bruit.
Par simulation informatique, l’équipe a défini les spécifications jugées idéales : une hauteur de filet de 500 micromètres et un angle d’inclinaison de 30 degrés, alliant suppression du bruit et facilité de fabrication. Comme la modification exige seulement d’usiner la surface externe de la lentille, sans changer la taille du capteur ni ses composants internes, la technologie peut s’appliquer à des équipements industriels compacts déjà existants.
Lors de tests sur des modules de puissance automobiles, le nouveau transducteur a révélé des microstructures et des défauts auparavant masqués par le bruit, comme des fils métalliques d’environ un quart de l’épaisseur d’un cheveu humain et des bulles microscopiques, avec une clarté comparable à celle d’une tomodensitométrie (TDM) conventionnelle. Les premiers auteurs de l’étude sont le postdoctorant Kang Sungwoo et l’étudiant Park Hyunkyu.
L’accent est désormais mis sur la validation sur de véritables défauts de process, dans le cadre d’une recherche conjointe avec des fabricants de semi-conducteurs, afin d’accélérer les systèmes d’inspection non destructive de nouvelle génération. Le domaine d’application le plus immédiat est celui des semi-conducteurs de puissance à haute fiabilité utilisés dans les véhicules électriques et l’aérospatiale, où un défaut interne peut compromettre les performances et la sécurité.
Crédit image : Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology (DGIST), via Tech Xplore.
Sources : Tech Xplore, Asia Research News, BrightSurf et étude dans NDT & E International (DOI).
Transparence : cet article a été produit avec l’aide de l’intelligence artificielle, à partir du recoupement de publications publiques et de sources internet listées ci-dessus. Consultez les sources originales pour confirmer les détails.
Muse
