在过去的几年中,数码显微镜已被证明可用于微电子行业中的检查,质量控制和保证(QC / QA)和故障分析(FA),特别是对于印刷电路板(PCB)。先进的改进使数码显微镜在检查方面更加强大和实用,从而带来了更高效的工作流程。在此,说明了某些数码显微镜功能的优点,例如,用于操作和分析的直观软件,更改放大倍数的快速简便的方法以及用于可靠调用参数的编码。
数码显微镜是没有目镜的光学显微镜。图像可以直接在电子显示器上观察到。Leica DVM6数码显微镜为用户提供了一种更轻松,更快速的方式来记录高质量,可靠的图像数据并进行快速分析,从而在检查微电子零件时提高了效率。
Leica DVM6的多种功能使其易于使用,并使检查和分析工作流程更加高效:
用于显微镜操作和数据分析的直观软件;
在整个范围(12:1至2,350:1)上更改放大倍率的高效,简单方法;
对重要参数进行编码(自动跟踪和存储),例如载物台,光学,照明和摄像机设置,以便随时快速调用;
快速简便的显微镜头倾斜和样品旋转;
集成的LED(发光二极管)环形灯和同轴照明可实现多种对比度;
具有快速实时图像和10 MP分辨率的高性能数码相机;和
软件启用/支持的捕获模式,例如XY和XYZ拼接以及高动态范围(HDR)等。
本报告讨论了上述前三点如何促进更快,更可靠的工作流程。有关后四个方面的更多详细信息,请参阅这篇有关PCB快速可靠检查的文章。
在操作徕卡DVM6数码显微镜只需要一个电源线和连接到运行徕卡应用套件X(电脑USB电缆LAS X)软件。物镜到位后,Leica DVM6准备执行检查,QC/QA和FA。最大工作距离为60 mm,样品台行程范围为70×50 mm,最大样品重量为2 kg。
下面是Leica DVM6数码显微镜的照片,在其载物台上放置有PCB(印刷电路板),以及PCB的照片以及其区域的低倍DVM6图像。
图1:Leica DVM6数码显微镜在载物台上带有PCB(印刷电路板)样品。
图2:以印刷电路板(PCB)为例。
图3:用Leica DVM6记录的一部分PCB样品的低倍放大图像。
为了使用数码显微镜实现更快,更可靠的检查,QC和FA工作流程,具有多种功能的直观软件包可用于显微镜控制,简单而灵活的图像采集以及样品分析。例如,与Leica DVM6一起使用的软件Leica Application Suite X(LAS X)可为多个不同用户使用同一显微镜的情况提供多个用户配置文件的存储。LAS的Z堆栈功能X使用户能够在一个样本特征或整个样本本身的定义Z范围内,在各种焦平面上记录图像。扩展景深(EDOF)模式可提供多焦点图像,而无需设置开始或结束级别。Z-stack和EDOF均可快速创建和分析样品的3D地形表面。
此外,使用LASX软件,用户可以为大型XY扫描选择不同的模式,例如“标记并查找”,“平铺扫描”和“螺旋扫描”。还可以使用针对XY(2D图像),Z(3D图像)和XYZ(扩展区域上的3D图像)的交互式模式“实时图像生成器”。
下面显示了使用LASX进行3D样品分析的示例以及PCB(印刷电路板)和SMD(表面安装器件)混合样品。还说明了只需单击一下即可生成报告的过程。
图4:PCB的一部分的3D图,显示了集成电路(IC)芯片和焊点;使用LASX的EDOF(扩展景深)功能用Leica DVM6拍摄。另请参见下面的同一幅图像,其颜色为Z比例。
图5:与上述相同的3D图像,颜色为Z比例。
图6:PCB的一部分的二维图像,显示了一个电容器和一部分IC芯片。使用EDOF用Leica DVM6捕获。参见下面该PCB区域的3D图像。
图7:带有晶体管或二极管的SMD混合电路一部分的2D图像。使用EDOF用Leica DVM6捕获。
图8:带有晶体管或二极管的SMD混合电路一部分的2D图像。使用EDOF用Leica DVM6捕获。
图9:上面显示的SMD零件的3D图像。已经进行了各种测量,例如轮廓,台阶高度和体积。
图10:PCB的一部分的2D图,显示了IC芯片和电容器。使用EDOF用Leica DVM6捕获。参见下面该PCB区域的3D图像。
图11:上面显示的PCB区域的3D图像。进行了面积,体积,台阶高度,长度等的测量。通过单击“导出”(以黄色框标记)将报告创建为excel文件。
图12:根据测量创建的报告:excel文件的摘要选项卡,显示报告的第一页以及PCB区域的2D图像。
图13:根据测量创建的报告:excel文件的“图像”选项卡,其中显示测量值和PCB区域的3D图像。
徕卡DVM6的物镜可在仪器操作过程中快速轻松地更换,基本上不会增加工作流程。此在线视频显示了切换目标有多么简单。
有3种平场复消色差物镜(在红色,绿色和蓝色波长上进行色校正,在整个视场上进行平整度校正)(低,中和高倍率)。还有16:1集成变焦光学元件,用户可以使用它实现12:1至2,350:1的总放大倍率(根据标准ISO / DIN 18221,建议使用27英寸(69厘米)对角线显示器显示)。变焦光学器件可与3个物镜一起工作,以实现低,中和高放大倍率,从而可以在整个范围内连续更改放大倍率。
必须记住,数码显微镜的放大倍率将取决于用于图像显示的监视器尺寸。如上所述,建议Leica DVM6与27英寸(69厘米)对角线显示器一起使用。下图显示了使用Leica DVM6在低,中和高倍率下使用低,中和高物镜获取的电子传感器的图像。
图14:电子传感器的Leica DVM6图像:低放大倍率范围(低物镜)。
图15:电子传感器的Leica DVM6图像:中等放大倍率范围(中间物镜)。
图16:电子传感器的Leica DVM6图像:高放大倍率范围(高物镜)。
具有与计算机软件直接通信以允许自动跟踪和保存特定参数的硬件的仪器称为“编码”设备。编码对于快速调用数据采集期间存储的参数和设置非常有用。编码对于可重现性和可靠性非常重要,并且有助于提高工作流程的效率。
对于Leica DVM6,通过LASX软件对物镜和变焦光学器件,相机像素分辨率,样品台位置和旋转角度(无论是手动移动还是机动移动),显微镜头倾斜角度和照明系统设置进行编码和存储。下面显示了在Leica DVM6操作期间对其中一些参数进行编码的示例。
图17:徕卡DVM6的LASX操作面板。物镜和变焦光学器件的总放大倍率值(19x,<2.00>是缩放系数),显微镜头的倾斜角(5°)和镜架旋转角(20°)被编码。相同的参数也显示在右下角。
图18:LASX面板的右下角的一部分。视场(FOV)或物场也被编码(物镜和变焦光学)。
Leica DVM6数码显微镜可实现微电子零件(例如印刷电路板(PCB))的更高效,可靠的检查,质量控制和保证(QA / QC)和故障分析(FA)。这里讨论了它的三个好处:具有许多功能的直观软件,可进行显微镜操作,图像捕获和数据分析;在从12:1到2,350:1的整个范围内快速改变放大倍率的便捷方法;所有重要参数和设置(光学,相机,载物台,头部和照明)的编码和编码,以便于快速调用。这些功能使Leica DVM6用户可以进行更快,更可靠的数据采集和分析,从而提高检查,质量控制和FA工作流程的效率。