摘要：由高速电子撞击物质的原子产生，是一种频率极高、波长极短、能量很大的电磁波。当 X 射线穿透物体时，因物体内部不同结构和材料对其吸收程度不同，在探测器上形成明暗不同的影像，从而呈现出物体内部的结构信息。

半导体工程师 2025年02月01日 09:49 北京

在工业检测等领域，X-RAY 和 SAT 都是重要的检测技术手段，二者在多个方面存在性能差异，以下是详细的对比分析：

检测原理

【X-RAY】由高速电子撞击物质的原子产生，是一种频率极高、波长极短、能量很大的电磁波。当 X 射线穿透物体时，因物体内部不同结构和材料对其吸收程度不同，在探测器上形成明暗不同的影像，从而呈现出物体内部的结构信息。

SAT】利用超声波在物体中的传播特性，超声换能器向物体发射高频超声波，超声波在物体内部传播时，遇到不同声阻抗界面会发生反射、折射和散射，通过接收和分析反射回来的超声波信号，构建出物体内部的声学图像。

分辨率与精度

【X-RAY】能够清晰地分辨出电路板上 0.1 毫米甚至更小的线路缺陷，对于 BGA 芯片等电子元件的检测精度较高，可准确显示出每个焊球的形态和连接情况，有效检测出虚焊、连焊等焊接不良问题。如在电子制造中，能很好地检测出芯片封装中的微小缺陷。

【SAT】对于一些具有复杂内部结构和分层特性的样品，精度突出，可精确检测到多层复合材料层与层之间 0.05 毫米左右的微小分层，在检测陶瓷封装器件时，能发现内部芯片与陶瓷外壳之间极薄的粘结层缺陷，其精度在某些特定情况下优于 X-RAY，尤其是对于声阻抗差异明显的界面缺陷检测更为敏感。

检测速度

【X-RAY】检测速度相对较快，对大面积、相对简单结构的样品进行初步筛查时效率较高，如标准尺寸的电脑主板整体扫描检测，大约 5-10 分钟可完成初步图像采集和基本缺陷判断。但对复杂的 BGA 区域进行高分辨率详细分析时，速度会有所下降，可能需额外 10-15 分钟进行多角度拍摄和图像重建。

【SAT】检测速度相对较慢，由于超声波的传播和信号处理需要时间，同样的电脑主板检测，可能需 20-30 分钟才能完成全面扫描，且为获得更准确结果，往往需切换不同频率的超声信号并多次扫描，进一步增加检测时间。

能力对比

1、缺陷识别能力

【X-RAY】擅长识别内部结构的物理缺陷，如金属内部的裂纹、孔洞，电子元件中的异物夹杂等，对于焊接缺陷，能直观显示焊锡的填充情况、是否存在气泡等。但对于一些与材料声学特性相关的缺陷，如软性材料内部的微小粘结不良（无明显密度差异），难以有效识别。

【SAT】对于材料内部的分层、脱粘等声学界面缺陷具有独特的识别能力，无论是金属与非金属之间的界面，还是多层材料内部的层间粘结问题，都能通过超声波的反射信号变化敏锐捕捉到。不过，对于一些高密度金属内部的微小裂纹（当裂纹未引起明显声阻抗变化时），识别效果可能不如 X-RAY 直接和准确。

PCBA产品x-ray检测图片

芯片SAT检测图片

2、穿透能力

【X-RAY】波长短但能量高，具有很强的穿透物质的能力，几乎可以穿透任何一种物质，其穿透能力和 X 射线光子的能量以及 X 射线管阴阳极之间的电压有关，可根据对密度不同的物质穿透力不同分辨出密度不同的物质，如能穿透木块、玻璃甚至金属等。

【SAT】超声波的穿透能力相对较弱，超过 10MHz 的超声波不能穿透空气，且在不同介质中的传播特性不同，遇到空气层等会被阻断，因此在检测时需确保探头与样品之间有良好的介质耦合，以保证超声波的有效传播。

3、成像模式

【X-RAY】通过射线穿透物体后在探测器上形成的二维投影图像来显示物体内部结构，其成像效果直观，能呈现出物体内部的整体轮廓和大致结构，但对于复杂结构的细节展示可能有限。

【SAT】具有多种扫描成像模式，如 A 扫描、B 扫描、C 扫描、T 扫描等。A 扫描是对一个点反射波形的分析；B 扫描可得到一幅剖面图像，用于判断样品纵向结构等；C 扫描可产生一幅平面图像，用于判断样品内部界面分层等情况；T 扫描则是全透式扫描方式，适合大量样品的快速筛选，不同的扫描模式可从不同角度和层面为检测提供丰富的信息

适用范围

【X-RAY】广泛应用于电子制造行业的电路板检测、芯片封装检测，金属材料内部质量检测，如铸件、焊件的缺陷筛查，以及安检领域等，可快速检测出物体内部的结构缺陷和异物等。

【SAT】在航空航天领域的复合材料机翼、机身结构件检测，汽车制造中发动机缸体等部件的内部粘结情况检测以及陶瓷部件质量检测，半导体行业的特殊封装结构检测等方面有重要应用，尤其适用于检测多层结构和声学特性变化的物体内部缺陷。

通过对 X-RAY 和 SAT 各项性能的对比可以看出，两种检测技术各有优势。在实际应用中，需根据被检测物体的具体类型、所需检测的缺陷类型以及检测的规模和要求等多方面因素综合考量，选择最适宜的检测技术，以实现最佳的检测效果，确保产品质量和使用安全。

来源于赛华检测，作者赛华检测

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