2016年1月11日故事

用数字显微镜快速、可靠地检查和分析印刷电路板

在过去的几年中，数字显微镜已被证明在微电子行业，特别是印刷电路板（PCB）的检查、质量控制和保证（QC/QA）以及故障分析（FA）方面非常有用。最近，已经做出了最先进的改进数码显微镜更强大、更实用的检查功能，实现更高效的工作流程。在此，说明了某些数字显微镜功能的优势，即操作和分析的直观软件、改变放大率的快速简便方法以及可靠调用参数的编码。

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为什么要用数码显微镜检查?

数字显微镜是没有目镜操作的光学显微镜;图像直接在电子显示器上观察。徕卡
DVM6数字显微镜为用户提供了一种更简单、更快速的方法来记录高质量、可靠的图像数据，并进行快速成像
分析导致更高的效率，当检查微电子部件。

数字显微镜的哪些特性可以带来可靠的分析和更高的工作效率?

多特征徕卡DVM6使其易于使用，并使检查和分析工作流更加高效：

直观的显微镜操作和数据分析软件;
在整个范围内（12:1至2350:1）高效、简单地改变放大率；
重要参数的编码（自动跟踪和存储），例如舞台、光学、照明和摄像机设置，以便随时快速调用；
快速方便的显微镜头倾斜和样品旋转;
集成LED（发光二极管）环形灯和同轴照明，允许多种对比度；
高性能数码相机，快速实时图像和10万像素分辨率;和
软件支持的捕获模式，例如XY和XYZ拼接和高动态范围(HDR)等。

本报告讨论了上述前3点如何有助于更快、更可靠的工作流。有关后四个方面的更多详细信息，请参阅这篇关于快速可靠检查PCB的文章。

快速和容易的设置和开始

委员会的运作徕卡DVM6数字显微镜只需要一根电源线和一根USB线连接到运行徕卡应用程序套件X (拉斯维加斯X)软件。一旦物镜到位，徕卡DVM6准备执行检查，QC/QA，和FA。最大工作距离为60mm，样品工作台行程范围为70 × 50mm，最大样品重量为2kg。

下面是一张徕卡DVM6数字显微镜的照片，其工作台上放置了一块PCB（印刷电路板），以及一张PCB的照片和一个区域的低倍率DVM6图像。

徕卡DVM6数码显微镜与PCB(印刷电路板)样品在台上。 — 图1:舞台上的Leica DVM6数码显微镜和PCB(印刷电路板)样品

使用直观的软件进行测量、分析和操作

为了实现更快和可靠的工作流程的检查，QC，和FA与数字显微镜，一个直观的软件包与众多功能的显微镜控制，简单而灵活的图像采集，和样品分析是必不可少的。例如，徕卡DVM6、徕卡应用套件X (拉斯维加斯十），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。Z-stack函数拉斯维加斯X允许用户在一个样本特征或整个样本本身的定义z范围内记录不同焦平面的图像。扩展景深(EDOF)模式提供了一个多焦点图像，而不需要设置开始或结束电平。Z-stack和EDOF都允许快速创建和分析三维地形表面［1］一个样品的样品。

此外,拉斯维加斯X软件，用户可以选择不同的模式进行大的XY扫描，如“标记查找”、“平铺扫描”、“螺旋扫描”。还可以使用XY (2D图像)、Z (3D图像)和XYZ(扩展区域的3D图像)的交互模式“Live Image Builder”。

三维样本分析示例拉斯维加斯下图显示了带有PCB（印刷电路板）和SMD(表面贴装装置)混合样品。还解释了只需单击一次即可生成报告。

显示集成电路(IC)芯片和焊点的PCB部分的3D图像;用徕卡DVM6拍摄，使用LAS x的EDOF(扩展景深)功能。 — 图4:显示集成电路芯片和焊点的PCB部分的3D图像;用徕卡DVM6拍摄，使用EDOF(扩展景深)功能拉斯维加斯X.另请参见下面带有彩色Z标度的相同图像。

显示电容器和IC芯片位的PCB部分2D图像。使用EDOF使用徕卡DVM6拍摄。请参见右侧此PCB区域的3D图像。 — 图6:PCB部分的2D图像，显示一个电容和一个IC芯片的位。用徕卡DVM6用EDOF拍摄。请看以下PCB区域的3D图像。

带有晶体管或二极管的SMD混合器件的部分2D图像。用徕卡DVM6用EDOF拍摄。 — 图7：零件的2D图像SMD与晶体管或二极管混合。使用EDOF使用徕卡DVM6拍摄。

上述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9：模型的3D图像SMD上面显示的一部分。各种测量，如轮廓，台阶高度和体积，已经做了。

PCB部分的二维图像，显示IC芯片和电容。用徕卡DVM6用EDOF拍摄。请看以下PCB区域的3D图像。 — 图10：显示IC芯片和电容器的部分PCB的2D图像。使用EDOF使用徕卡DVM6拍摄。请参见下面该PCB区域的3D图像。

PCB区域的3D图像。测量了面积、体积、台阶高度、长度等。通过单击“导出”（用黄色框标记）将报表创建为excel文件。 — 图11:上图PCB区域的3D图像。测量了面积、体积、台阶高度、长度等。通过单击“导出”(由黄色框标记)，可以将报表创建为excel文件。

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12：根据测量结果创建的报告：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。

从测量创建报告:excel文件的图像标签显示测量和PCB区域的3D图像。 — 图13:从测量创建的报告:显示PCB区域测量和3D图像的excel文件的图像标签。

在大范围内快速的放大变化

徕卡DVM6的物镜在仪器运行期间可以快速轻松地更换，基本上不增加工作流程。这在线视频这说明切换目标是多么简单［2］．

有一个选择3个平面复消色差物镜(红、绿、蓝波长的色差校正和整个视场的平整度校正)(低、中、高放大倍率)。还有16:1集成变焦光学，用户可以实现从12:1到2,350:1的总放大值(根据标准ISO/DIN 18221推荐的27英寸(69厘米)对角线显示器)［3］．变焦光学与3个目标中的每一个工作低，中，和高放大率，使它可以在整个范围内以连续的方式改变放大率。

必须记住，数字显微镜的最终放大值将取决于用于图像显示的显示器大小［3］．如上所述，建议使用27英寸(69厘米)对角线显示器来操作徕卡DVM6。下面显示了使用徕卡DVM6在低、中、高放大率下使用低、中、高物镜获得的电子传感器的图像。

徕卡DVM6电子传感器图像：低倍率范围（低物镜）。 — 图14:徕卡DVM6电子传感器图像:低放大率范围(低物镜)。

徕卡DVM6的一个电子图像传感器:中放大范围(中物镜)。 — 图15:Leica DVM6电子传感器图像：中等放大范围（中间物镜）。

徕卡DVM6电子传感器图像：高磁感应范围（高物镜）。 — 图16:徕卡DVM6电子传感器图像:高放大范围(高物镜)。

徕卡DVM6数码显微镜的编码参数

一种由硬件直接与计算机软件通信以允许自动跟踪和保存特定参数的仪器称为“编码”设备。编码对于快速回忆数据采集过程中存储的参数和设置非常有用。编码对于再现性和可靠性来说是无价的，并且有助于更有效的工作流程。

为徕卡DVM6，对物镜和变焦光学元件、相机像素分辨率、样品台位置和旋转角度（手动或电动移动）、显微镜头倾斜角度和照明系统设置进行编码并通过拉斯维加斯X软件。在徕卡DVM6操作过程中对其中一些参数进行编码的示例如下所示。

徕卡DVM6的LAS X操作面板。对物镜和变焦光学系统的总放大倍数(19倍，<2.00>为变焦因子)、显微镜头倾角(5°)和舞台旋转角度(20°)进行编码。右下角也显示了相同的参数。 — 图17:的操作面板拉斯维加斯徕卡DVM6的X。对物镜和变焦光学系统的总放大倍数(19倍，<2.00>为变焦因子)、显微镜头倾角(5°)和舞台旋转角度(20°)进行编码。右下角也显示了相同的参数。

上图LAS X面板右下角。视场(FOV)或目标场(由上面图像中的绿色矩形标记)也被编码(物镜和变焦光学)。 — 图18:的右下角拉斯维加斯上面的X面板。视场（FOV）或物体场也被编码（物镜和变焦光学）。

结论

对于微电子部件（如印刷电路板（PCB））而言，使用以下工具可实现更高效、可靠的检查、质量控制和保证（QA/QC）以及故障分析（FA）徕卡DVM6数码显微镜。这里讨论了它的三个优点:直观的软件，具有许多功能的显微镜操作，图像捕捉和数据分析;方便的方法快速改变放大范围从12:1到2,350:1;和编码的所有重要参数和设置(光学，相机，舞台，头，照明)，方便，快速的回忆。这些功能允许徕卡DVM6用户进行更快和可靠的数据采集和分析，以提高检查、QC和FA工作效率。