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显微镜升级电动/自动化控制的方案
栏目:公司新闻 发布时间:2021-01-28

        常规光学显微镜系统中,手动显微镜具备高性价比,易于操作等优势;随着工业制造效率要求,同时工业4.0数据分享的要求提高;加上先进制造检验的样品的数量、种类增加;甚至一些新的检验标准出台(比如汽车铸件的整体孔隙率检查,材料的多视场夹杂物检查等);人为误差控制等因素的考虑,对检验数据准确度和效率要求更高,便有了升级电动/自动控制的需求。基于这些要求,新的全自动的光学数码显微镜应运而生,OLYMPUS也推出了DSX1000最新型的全自动光学数码显微镜,但对大多数传统显微镜用户来说,在现有显微镜基础上,按照应用要求选用和更换一些电动部件或编码部件,同样也能使原有的系统得以改善,配合相应的软件,可以极大的提高劳动效率和避免人为误差。


问题一


    显微镜的常见电动化要求有哪些 


 扩大观察范围的需要(MIA)     

将电动载物台搭建在显微镜上使用时,可实现样品的快速,平稳且高重复度的移动。尤其是当实验要求操作人员长时间进行样品的重复、精确及精准的移动时,手动平台是难以实现这一点的。
由于显微镜倍数大,视域小的特点,想要观察和统计大范围的图像,常规的载物台实现就比较困难,利用电动载物台,用户可以对样品的移动进行预编程并将平台定位集成到成像过程中。最终,可实现更复杂、更长、更高效的成像。同时可利用软件对最终的拼合图像进行统计测量,对大尺寸的晶圆定点检测,多视场的孔隙率检测,以及多视场的夹杂物测量等应用起到关键改善。

        扩大景深范围的需要 (EFI)       

利用电动Z轴附件,在显微镜上使用时,可实现样品的快速,平稳且高重复度的聚焦。对于传统显微镜来说,尤其在使用高倍物镜观察时,由于物镜景深的影响,想要观察和统计大范围Z方向的图像和数据,用常规的手动聚焦方式实现就比较困难,利用电动Z轴可精确及精准的移动,用户可以对样品的移动进行预编程并将准确定位集成到成像过程中。最终,可实现精准的Z方向成像。同时可利用软件对最终的拼合图像进行高度测量,对于有高度阶梯的样品,沟槽的样品,半导体BUMP,断裂端口的分析测量等应用起到关键改善。

               3D观察的需要                 


问题二


    显微镜有哪些可以升级的电动部件

      比较常见的电动部件升级有,物镜转盘,聚光镜转盘,荧光转盘; 升级电动XY载物台,可以做自动多点和大图扫描。升级电动Z轴,用于拍摄多层,用于拍摄景深扩展成像。同时升级电动XYZ轴,可以开展三维成像。升级多波段LED荧光光源,可升级电动滤片转盘,搭配多通道滤片及荧光激发块,可以快速实现自动多通道荧光成像。也可以升级硬件自动聚焦装置,用于实现样品扫描拍摄过程中自动对焦和连续对焦。

电动台FOR正置显微镜



         电动台FOR倒置显微镜
        常见的电动XY位移台有直线电机和步进电机两种,直线电机具备重复精度高,移动速度快的特点,价格相对较高。显微成像中步进电机驱动的位移台应用较多。

        常见的电动Z轴,主要采用混合式步进电机,可以实现大行程Z轴移动,移动速度60 rev/s。

        对于更高精度的更加快速的XYZ位移,则需要用到压电陶瓷纳米位移台,压电陶瓷在电场作用下(一般在共振状态下)的形变,移动精度可以高达1nm。


  显微镜自动对焦附件PF850应用








1PureFocus 850自动对焦系统:

Prior Scientific的PureFocus850结合了先进的光学和内置智能微处理技术,可以为无限校正光学系统显微镜提供实时聚焦系统,内置电动的补偿镜头可以实时调整成像位置以及聚焦深度,连续保持成像准确精确聚焦。

PureFocus850的主要功能

•步进电机、模拟伺服电机和压电电机输出均可从一个控制器获得

•1毫秒响应时间(典型)

•简单的分光镜调整模式,便于安装

•适应任何无限远光学系统

•850 nm激光将荧光显微镜的影响降至最低

•提供软件设置和控制GUI

•存储多个物镜参数,易于使用


2PF850 在用户晶圆检测领域的应用

     PureFocus 850在晶圆检验方面效果显著,并已成功用于缺陷选择蚀刻分析。PureFocus 850为意法半导体(跨国电子及半导体制造商)解决了与传统自动对焦系统相关的一些难题,并减少了每个样本的扫描时间。意法半导体公司在其瑞典制造工厂使用PureFocus 850,并配合自动图像识别软件分析碳化硅晶圆的质量。
      通过缺陷选择性蚀刻分析晶圆质量时,会在碳化硅晶圆表面产生蚀刻坑,这些凹坑的形态、数量和分布可以表明样本中有潜在缺陷的类型及位置。传统的激光自动对焦系统分析从视场中心反射的信号,以计算最佳对焦位置。但是,如果样品表面不平,则图像的外围区域仍可能无法对焦。
      提供给意法半导体的 PureFocus 850经过校准,可分析从整个视野反射的信号,从而在整个自动对焦晶圆扫描过程中保持对焦。
      图像分析需要在聚焦凹坑底部以分析其形态时进行,意味着所研究的成像平面不同于碳化硅晶圆的主反射面。PureFocus 850电动光学器件可实现该操作,实现成像面以晶圆表面的为基准的偏移补偿。
      意法半导体还希望同时生成亮场和暗场图像,以辅助其图像分析。直观的PureFocus 850用户界面使意法半导体能够根据照明强度来优化每种成像技术的自动对焦设置,而不必在两者之间寻找折衷方案。
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PF850 的用户体验:
      使用PureFocus 850的工程师认为,这是一个高效的自动对焦系统,极大地提高了样本分析的通量。意法半导体开发工程师,ErikSürman表示:"我用它来进行所有日常检测。检测时间从45分钟缩短到到了7分钟。
  PureFocus 850可帮助工程师获得更高质量的图像,对焦误差小于10微米,扫描时间减少了85%。
  Prior与瑞典先进的分析仪器供应商,BergmanLabora AB合作,为意法半导体提供自动对焦解决方案。
      “对于缺乏硬件自动对焦的显微镜来说,PF850是非常有效的补充”产品专家Marie Andersson说,他是首批参加Prior PureFocus 850培训的人员之一。
      “为客户节省时间,这一点很有优势。安装及维护PF850轻松便捷,Prior有详细的培训及专业的技术支持。PF850真的是一款很棒的产品!”
此后,BergmanLabora AB也开始向其他地区的用户介绍并演示PureFocus 850自动对焦系统

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总结
      PureFocus 850的研究范围远不止于碳化硅自动对焦的晶圆分析,更高的时间效率及高质量的图像,使得PureFocus 850成为面向未来的自动对焦系统。PureFocus 850能够显著提高大量应用中的通量,作为通用多功能图像分析硬件,有望在整个行业实现普及。

     手动显微镜电动化升级为研究者或科学家扩展了其现有显微镜的功能。为生产制造领域的客户极大的提高了生产检验效率,为众多显微镜使用者提供了更广泛的平台和产品的组合。这些平台适用于各种应用,从高精度扫描到常规扫描和定位。从简单的观察到全自动的移动拼接,叠加,3D量测打下可靠的基础。丰富了显微镜可选配部件的大家庭,为积木式显微镜的结构创造了更多可能。显微镜不再仅仅是一个固有的形象,而是像变形金刚一样为工业生产和科学研究提供了更多手段和可能。

     OLYMPUS开放框架式且模块积木化的显微镜设计,具备更加灵活的改造空间,可以根据实验需求,配置升级为一套最适合自己的,最优性价比的显微成像设备。




1. 经济高效-仅需购买所需组件,降低成本

2. 灵活-与多种光学组件,设备和光源兼容

3. 可扩展-根据需求的增长来增加相应组件

4. 面向未来-可提供多种软件模块

5. 快速市场化-定制完整系统,整体交付

6. 轻松自动化-从我们的电动及自动化组件产品的组合中选择您所需的产品

  显微镜电动/自动改造案列





      我们致力于工业制造和科研领域,为用户提供显微分析,图像分析,缺陷识别和检验, 无损探查, 品质管理, 计量,过程控制等专业检测设备,致力于与工程师和设备设计师紧密合作,提供各种定制,改造,电动方案。我们会根据用户的要求结合OLYMPUS工业显微镜搭建出集成出各种特殊的专业的显微观测系统,秉着“为客户提供解决方案”的宗旨,依托强有力的技术资源及完善专业的售后服务与维修体系,向用户提供优质的服务和产品。