利用不帶目鏡的顯微鏡對(duì)印刷電路板及其總成進(jìn)行質(zhì)量控制（QC）,、故障分析以及研發(fā)——圖像直接顯示在顯示器上
十多年來(lái)，數(shù)碼顯微鏡被廣泛用于電子行業(yè)的質(zhì)量控制和保證（QC/QA）,、故障分析（FA）以及研發(fā)（R&D）,，尤其是在印刷電路板（PCB）以及印刷電路板總成（PCBA）方面。數(shù)碼顯微鏡有助于提高QC,、FA以及研發(fā)工作流程的效率,。本文闡釋了徠卡數(shù)碼顯微鏡DVM6的性能優(yōu)勢(shì)，例如簡(jiǎn)單直觀的操作系統(tǒng),、快速簡(jiǎn)單的放大倍率切換方式,，并且可以通過(guò)編碼準(zhǔn)確調(diào)取參數(shù)。
數(shù)碼顯微鏡是無(wú)目鏡觀察的光學(xué)顯微鏡,；用戶直接在電子顯示器上觀察圖像,。數(shù)碼顯微鏡為用戶提供了一種簡(jiǎn)單,、快捷的方式，獲取清晰,、可靠的圖像數(shù)據(jù),，并對(duì)印刷電路板及其總成進(jìn)行快速檢查和分析。這里展示了DVM6這類(lèi)數(shù)碼顯微鏡如何幫助讓電子零部件的質(zhì)量控制和保證（QC/QA）,、故障分析（FA）以及研發(fā)（R&D）工作更加可靠和高效。
DVM6數(shù)碼顯微鏡擁有多種強(qiáng)大功能,，不僅使用方便,，還能提升QC、FA以及研發(fā)工作的效率,。
本報(bào)告闡述了上述前3項(xiàng)功能如何使工作更快捷,、更可靠。
只需將一根電源線和一根USB線連接到搭載Leica Application Suite X（LAS X）軟件的電腦上,，即可開(kāi)始操作DVM6數(shù)碼顯微鏡,。物鏡安裝好后，DVM6就可以幫助用戶執(zhí)行QC/QA,，F(xiàn)A以及研發(fā)工作了,。其最大工作距離為60毫米，樣品臺(tái)的移動(dòng)范圍為70×50毫米,，最大樣品重量為2公斤,。
下面是一張DVM6的照片，其載物臺(tái)上放有一塊PCBA（印刷電路板總成）,。此外還有一張PCBA照片,，以及其中某個(gè)區(qū)域的低倍率DVM6圖像。
圖1：DVM6數(shù)碼顯微鏡,，載物臺(tái)上是PCBA樣品,。
圖2：PCBA樣品
圖3：低倍物鏡下DVM6拍攝的PCBA樣品的局部區(qū)域圖像
為使數(shù)碼顯微鏡能夠快速、可靠地完成QC,、FA與研發(fā)工作流程,，一款直觀的軟件很重要：該軟件需要具備眾多顯微鏡控制功能，能夠便捷,、靈活地獲取圖像,，并且可以進(jìn)行樣品分析。DVM6的配套軟件LAS X便是一款這樣的產(chǎn)品,，它能為使用同一臺(tái)顯微鏡的多位用戶存儲(chǔ)多個(gè)用戶配置文件,。用戶可以利用LAS X的Z-堆棧功能，在定義的Z范圍內(nèi),，將樣品特征或完整樣品記錄到各種焦面上,。景深拓展（EDOF）模式提供多焦點(diǎn)圖像,，且無(wú)需設(shè)置初始或末端水平。Z-堆棧和EDOF均支持快速創(chuàng)建并分析樣本的三維地形表面,。
此外,，用戶可以使用LAS X軟件為大型XY掃描選擇不同模式，如“標(biāo)記和查找”,、“平鋪掃描”及“螺旋掃描”,。對(duì)于XY（2D圖像）、Z（3D圖像）和XYZ（擴(kuò)展區(qū)域上的3D圖像）,，“實(shí)時(shí)圖像生成器”的交互模式也可以使用,。
使用LAS X分析3D樣本的示例如下，其中用到了PCBA（印刷電路板總成）和SMD（表面貼裝器件）混合樣本,，并介紹了如何“單擊即可生成報(bào)告”,。
圖4：PCBA的三維圖像可顯示集成電路（IC）芯片和焊點(diǎn)；圖像由搭載LAS X的DVM6采用EDOF功能拍攝,。另請(qǐng)參見(jiàn)以下帶彩色Z標(biāo)度的相同圖像,。
圖5：與圖4中的相同三維圖像，帶有彩色Z刻度,。
圖6：PCBA部分區(qū)域的二維圖像,，顯示了一個(gè)電容器和一小塊IC芯片。由DVM6借助EDOF功能拍攝,。以下為該P(yáng)CBA區(qū)域的三維圖像,。
圖7：圖6顯示了上方PCBA相同區(qū)域的三維圖像。
圖8：帶晶體管或二極管的SMD混合電路部分的二維圖像由DVM6借助EDOF功能拍攝,。
圖9：圖8顯示了上述SMD部分的三維圖像,。已測(cè)得輪廓、掃描幀數(shù)的高度,、體積等數(shù)據(jù),。
圖10：PCBA部分區(qū)域的二維圖像，顯示了一個(gè)電容器和一塊IC芯片,。由DVM6借助EDOF功能拍攝,。以下為該P(yáng)CB區(qū)域的三維圖像。
圖11：圖10顯示了上述PCB區(qū)域的三維圖像,。已測(cè)得面積,、體積、掃描幀數(shù)的高度,、長(zhǎng)度等數(shù)據(jù),。點(diǎn)擊 "導(dǎo)出"（黃色方框標(biāo)示），即可創(chuàng)建excel格式的文件報(bào)告,。
圖12：報(bào)告根據(jù)測(cè)量結(jié)果創(chuàng)建：excel摘要表顯示報(bào)告第一頁(yè),，PCBA區(qū)域的二維圖像,。
圖13：報(bào)告根據(jù)測(cè)量結(jié)果創(chuàng)建：excel圖像選項(xiàng)卡顯示測(cè)試結(jié)果，以及PCBA區(qū)域的三維圖像,。
DVM6的物鏡在儀器運(yùn)行期間可以實(shí)現(xiàn)便捷更換,，基本無(wú)需增加工作流程。
共3個(gè)平面復(fù)消色差（紅,、綠,、藍(lán)波長(zhǎng)色度校正及視野平面度校正）物鏡（低、中,、高倍）可供選擇,。還有16:1的集成變焦光學(xué)元件，用戶可以借此實(shí)現(xiàn)從12×到2,350×的總放大倍率值（根據(jù)ISO/DIN 18221標(biāo)準(zhǔn),，推薦使用對(duì)角27英寸（69厘米）的顯示器）。變焦光學(xué)元件分別與低,、中,、高放大倍率的物鏡協(xié)同工作，從而在整個(gè)范圍內(nèi)持續(xù)變更放大倍率,。
請(qǐng)注意,，數(shù)碼顯微鏡的最終放大倍率取決于圖像顯示器的尺寸。如上所述,，建議為DVM6配套對(duì)角27英寸（69厘米）的顯示器,。下圖為DVM6在低、中,、高放大倍率下,，分別使用低、中,、高物鏡采集到的電子傳感器圖像,。
圖14：DVM6采集的電子傳感器圖像：低放大倍率范圍（低物鏡）。
圖15：DVM6采集的電子傳感器圖像：中放大倍率范圍（中物鏡）,。
圖16：DVM6采集的電子傳感器圖像：高放大倍率范圍（高物鏡）,。
“編碼”設(shè)備的硬件能與電腦軟件直接通信，且允許自動(dòng)跟蹤與保存特定參數(shù),。編碼十分有助于快速調(diào)用數(shù)據(jù)采集期間存儲(chǔ)的參數(shù)和設(shè)置,。編碼的還原性和可靠性非常出色,同時(shí)也有助于提高工作效率。
DVM6的物鏡,、變焦光學(xué)元件,、攝像頭的像素分辨率、樣品臺(tái)位置及旋轉(zhuǎn)角度（手動(dòng)電動(dòng)混合操作）,、顯微鏡頭傾斜角度及照明系統(tǒng)的各類(lèi)設(shè)置均可通過(guò)LAS X進(jìn)行編碼和存儲(chǔ),。操作DVM6的過(guò)程中,，其中部分參數(shù)的編碼示例如下。
圖17：DVM6的LAS X操作面板,。對(duì)物鏡,、變焦光學(xué)元件、顯微鏡頭傾斜角度（5°）和載物臺(tái)旋轉(zhuǎn)角度（20°）的總放大倍率（19×,，<2.00>是變焦因子）進(jìn)行編碼,。右下角也會(huì)顯示相同參數(shù)。
圖18：上述LAS X面板的右下角,。視場(chǎng)（FOV）或物場(chǎng)也可編碼（物鏡和變焦光學(xué)元件）,。
DVM6數(shù)碼顯微鏡可以對(duì)印刷電路板（PCB）及其總成（PCBA）等電子元件執(zhí)行高效、可靠的質(zhì)量控制與保證（QA/QC）,、故障分析（FA）以及研發(fā)（R&D）任務(wù),。本文討論了數(shù)碼顯微鏡的三大優(yōu)點(diǎn)：通過(guò)直觀的軟件界面實(shí)現(xiàn)顯微鏡操作、圖像捕獲和數(shù)據(jù)分析等眾多功能,；可在12×到2,350×的整個(gè)范圍內(nèi)快速,、便捷地切換放大倍率；以及能夠?qū)λ兄匾獏?shù)和設(shè)置（光學(xué),、相機(jī),、舞臺(tái)、頭部和照明）進(jìn)行編碼,，以便后續(xù)輕松,、快速地調(diào)用。這些功能令DVM6數(shù)碼顯微鏡的使用者能夠迅速,、可靠地采集并分析數(shù)據(jù),，以提高QC、FA以及研發(fā)工作流程的效率,。
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