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PCB(印制電路板)行業(yè)數(shù)碼顯微鏡選型指南

來(lái)源:廣州領(lǐng)拓儀器科技有限公司   2024年10月12日 17:01  

走進(jìn)印刷電路板(PCB)及其總成(PCBA)的微觀世界

 

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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。了解數(shù)碼顯微鏡的性能優(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)。

需要考慮的因素

放大倍率和分辨率

 

有些零部件需要從宏觀整體到微觀細(xì)節(jié)進(jìn)行顯微分析:從宏觀(>2毫米)到細(xì)觀(<2毫米到50微米),再到微觀(<50微米到1微米)

 

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鑒于數(shù)碼顯微鏡的性能,以下是在這些尺寸比例進(jìn)行顯微分析時(shí)需要考慮的重要因素:

 

足夠高的放大倍率和分辨率,以展現(xiàn)細(xì)觀或微觀比例的微小細(xì)節(jié)。

 

放大范圍,方便用戶能夠迅速?gòu)牧悴考疽鈭D轉(zhuǎn)到觀察微小細(xì)節(jié)。

在線,隨機(jī),或離線質(zhì)量控制(QC)

 

大多數(shù)情況下,生產(chǎn)過(guò)程中的顯微分析以及在線和隨機(jī)QC會(huì)直接在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行,以檢測(cè)產(chǎn)品是否存在任何缺陷或異常。在生產(chǎn)過(guò)程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行快速檢查或篩選有助于確保產(chǎn)品符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。離線QC通常在生產(chǎn)活動(dòng)的各個(gè)階段進(jìn)行,但遠(yuǎn)離生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng),其目的是進(jìn)一步減少,甚至消除不符合特定規(guī)格的檢測(cè)產(chǎn)品。離線QC的頻率低于在線或隨機(jī)QC,而且通常需要對(duì)零部件進(jìn)行更為詳細(xì)的調(diào)查。

 

快速檢查或深入分析(FA或R&D)

 

對(duì)于源自生產(chǎn)或服務(wù)階段的FA,以及原型設(shè)計(jì)和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)(R&D),有時(shí)可能需要對(duì)零部件進(jìn)行快速檢查或深入分析??焖贆z查或深入分析均可用于對(duì)故障進(jìn)行根本原因分析,或者在研發(fā)階段開(kāi)展原型研究。根本原因分析通常需要對(duì)一個(gè)或多個(gè)零部件或者連接進(jìn)行詳細(xì)評(píng)估,以清楚了解導(dǎo)致產(chǎn)品故障的原因。在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中,原型設(shè)計(jì)通常可以借助對(duì)零部件和連接進(jìn)行快速檢查或深入分析,實(shí)現(xiàn)優(yōu)化,從而驗(yàn)證產(chǎn)品性能,并且能以高效率的方式投入生產(chǎn)。

 

 

徠卡數(shù)碼顯微鏡提升顯微分析效率

合適的應(yīng)用領(lǐng)域

 

Emspira 3數(shù)碼顯微鏡有助于在線或隨機(jī)QC實(shí)現(xiàn)高效率的顯微分析、基礎(chǔ)分析和記錄,同時(shí)在宏觀到細(xì)觀(>2毫米到50微米)比例上實(shí)現(xiàn)FA和研發(fā)的快速檢查。


 

DVM6數(shù)碼顯微鏡可實(shí)現(xiàn)高效的顯微分析、詳細(xì)分析和記錄,以便在細(xì)觀到微觀(2毫米到1微米)比例上對(duì)FA和研發(fā)工作進(jìn)行離線QC和深入分析。

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徠卡不同數(shù)碼顯微鏡的優(yōu)勢(shì)對(duì)比

Emspira 3和DVM6數(shù)碼顯微鏡在顯微分析、質(zhì)量控制、FA和研發(fā)方面的優(yōu)勢(shì)。

Emspira 3

DVM6

在概覽中的單個(gè)圖像內(nèi)看到組件的大面積區(qū)域(最大面積=76×43毫米)

通過(guò)編碼系統(tǒng)輕松存儲(chǔ)并快速調(diào)用重要參數(shù),例如光學(xué)、照明、傾斜角度以及相機(jī)設(shè)置

快速放大感興趣的區(qū)域,以便用更高的放大倍率和分辨率呈現(xiàn)細(xì)節(jié)

使用XYZ多樣載物臺(tái)快速、輕松地查看零部件細(xì)節(jié):這種載物臺(tái)既可以手動(dòng)移動(dòng)并旋轉(zhuǎn),也可以電動(dòng)控制

即便處于獨(dú)立運(yùn)行模式,無(wú)需計(jì)算機(jī)即可進(jìn)行分析、比較并分享數(shù)據(jù)

利用一體式傾斜支架和多種光學(xué)對(duì)比法(例如LED環(huán)形燈和同軸照明),可以快速呈現(xiàn)原本難以觀察到的零部件細(xì)節(jié);全部集成,無(wú)需在使用過(guò)程中臨時(shí)安裝

使用編碼變焦光學(xué)元件,確保獲得正確的結(jié)果

使用擴(kuò)展景深(EDoF)和XYZ拼接技術(shù),對(duì)于具有較大高度差的區(qū)域,快速獲取大型拼接示意圖

堅(jiān)固的IP21外殼可以保護(hù)內(nèi)部的光學(xué)器件和機(jī)械裝置,確保能夠在工業(yè)環(huán)境中長(zhǎng)期工作

通過(guò)滑入方式快速更改物鏡;從最小放大倍率快速切換到最大放大倍率

采用抗菌表面降低細(xì)菌傳播風(fēng)險(xiǎn)

只需利用自動(dòng)對(duì)焦功能開(kāi)始研究,即可在瀏覽樣品的同時(shí),保持圖像清晰對(duì)焦

最大分辨率為3微米(337線對(duì)/毫米)

最大分辨率為0.42微米(2,366線對(duì)/毫米)

利用1,200萬(wàn)像素相機(jī)傳感器獲取清晰的圖像

利用1,000萬(wàn)像素相機(jī)傳感器獲取清晰的圖像

 

 

 

在線、隨機(jī)或離線QC的示例:

電子設(shè)備的顯微分析

在線或隨機(jī)QC

利用在線QC檢查缺陷或錯(cuò)誤時(shí),顯微鏡通??梢杂糜冢?/p>

 

在較低放大倍率下獲取零部件的整體示意圖。

 

快速放大零部件的感興趣區(qū)域,后者需要在更高的放大倍率下進(jìn)行更為詳細(xì)的檢查,以查看微小細(xì)節(jié)。

 

 

 

案例分析:

作為一個(gè)在線或隨機(jī)QC的潛在案例,使用徠卡數(shù)碼顯微鏡(如Emspira 3)記錄的硬盤部件圖像。此例中,我們可以看到硬盤磁碟或盤片讀寫頭和驅(qū)動(dòng)臂的示意圖。接著,通過(guò)輕松、快捷地增加變焦系數(shù),可以記錄讀寫頭和驅(qū)動(dòng)臂的圖像,從而在較高放大倍率下呈現(xiàn)劃痕(缺陷)以供記錄。

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較低放大倍率下硬盤讀寫頭和驅(qū)動(dòng)臂的圖像。

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放大圖中的固定區(qū)域,以呈現(xiàn)同一硬盤讀寫頭和驅(qū)動(dòng)臂的更多細(xì)節(jié)。驅(qū)動(dòng)臂靠近頭部區(qū)域的金屬表面有劃痕(箭頭位置)。

離線QC

 

對(duì)于離線QC期間的顯微分析,顯微鏡通常用于對(duì)零部件進(jìn)行更為詳細(xì)的檢查,這對(duì)于在線QC來(lái)說(shuō)不切實(shí)際或者沒(méi)有可能。作為離線QC的潛在案例之一,圖4顯示了硬盤底部的局部圖像,即PCB電路板的底面。使用DVM6顯微鏡拍攝的圖像,該顯微鏡配備一體式環(huán)形燈以及采用四分之一波片和浮雕對(duì)比法的同軸照明裝置。我們可以看到焊盤、跡線、通孔以及基板表面。硬盤PCB電路板底面的不同細(xì)節(jié),例如劃痕、缺陷和污染,在其中一張圖像上有著更加清晰的顯示。正如硬盤PCB電路板所示,DVM6的一體式照明裝置和多種光學(xué)對(duì)比法確保用戶能夠觀察并記錄難以看到的零部件細(xì)節(jié),而且更加高效,因?yàn)闊o(wú)需更改顯微鏡設(shè)置。

 

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DVM6拍攝的硬盤底部PCB電路板的局部圖像,該顯微鏡配備一體式LED環(huán)形燈和漫射器。將圈出區(qū)域以及箭頭標(biāo)記位置進(jìn)行比較,后者呈現(xiàn)了配備同軸照明裝置的顯微鏡對(duì)相同區(qū)域拍攝的圖像。

圖片

圖中所示相同PCB區(qū)域的圖像。使用DVM6拍攝的圖像,該顯微鏡配備一體式同軸傾斜照明裝置和采用浮雕對(duì)比法的四分之一波片。請(qǐng)注意,相比環(huán)形燈照明圖像,焊盤上的劃痕和缺陷(箭頭所示區(qū)域)以及基板上的缺陷和變化(圈出區(qū)域)變得更為明顯。

 

 

 

總結(jié)

 

許多行業(yè)要求以更高的效率和更低成本,生產(chǎn)數(shù)量更多的零部件,同時(shí)必須滿足日益嚴(yán)苛的產(chǎn)品規(guī)格。因此,制造商需要不斷提高工作流程的效率,不論是顯微分析和生產(chǎn)、質(zhì)量控制和保證(QC/QA)、故障分析(FA),還是研發(fā)(R&D)。通常,工作流程從宏觀比例擴(kuò)展到細(xì)觀比例,再到微觀比例。

 

徠卡數(shù)碼顯微鏡無(wú)需目鏡即可工作,可以在顯示器上直接觀察零部件的實(shí)時(shí)圖像,確保用戶能夠以高效且符合人體工程學(xué)的方式開(kāi)展工作。它們可以用于不同行業(yè)的顯微分析、QC/QA、FA和研發(fā),以優(yōu)化整個(gè)工作流程。本文介紹了根據(jù)用戶需求選擇合適的數(shù)碼顯微鏡時(shí)需要考慮的因素。

 

 

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