数码检测显微镜的工业应用

如今，许多行业，如汽车、运输、电子、机械工程和医疗设备，越来越多地采用以工作流程为中心的生产流程。此举是为了制造性能更佳、寿命更长的产品，同时在满足日益严苛的质量规格和标准的前提下，依然保持制造流程的经济性。

工业制造和生产、流程技术、质量控制和保证（QC/QA）、故障分析（FA）、产品创新，或研发（R&D）的零部件检查通常需要借助显微镜完成。所用显微镜的功能在检测效率方面可以产生巨大的差异[1,2]。有关选择常规检测显微镜考虑事项的更多信息，读者可以查阅参考文件1。

使用数码显微镜能够以高效、可靠且符合人体工程学的方式对零组件进行检查、记录和深入分析，以确定是否符合产品规格[2,3]。数码显微镜无需目镜，而是直接在显示器上显示图像。

如果决定使用数码显微镜进行显微分析，用户应当确认显微镜的光学性能和定制性能可以满足显微分析、QC、FA和研发的需求。为帮助用户选择显微分析所需的数码显微镜，以下部分讨论了用户需要考虑的主要因素。

需要考虑的因素

放大倍率和分辨率

有些零部件需要从宏观整体到微观细节进行显微分析：从宏观（>2毫米）到细观（<2毫米到50微米），再到微观（<50微米到1微米）[参考图1]。

鉴于数码显微镜的性能，以下是在这些尺寸比例进行显微分析时需要考虑的重要因素 [1]:

• 足够高的放大倍率和分辨率，以展现细观或微观比例的微小细节
• 放大范围，方便用户能够迅速从零部件示意图转到观察微小细节（参考以下示例）

显微镜的性能还取决于光学器件对于色差和图像平面度的校正能力，例如复消色差校正和平面偏差校正 [1]。

主要应用领域

确定使用数码显微镜的主要应用领域同样至关重要。以下列举了这些涉及显微分析和质量控制（QC）、故障分析（FA）和研发（R&D）的领域。

在线，随机，或离线质量控制（QC）

大多数情况下，生产过程中的显微分析以及在线和随机QC会直接在生产现场进行，以检测产品是否存在任何缺陷或异常。在生产过程的关键环节进行快速检查或筛选有助于确保产品符合质量标准和规范。离线QC通常在生产活动的各个阶段进行，但远离生产现场，其目的是进一步减少，甚至消除不符合特定规格的检测产品。离线QC的频率低于在线或随机QC，而且通常需要对零部件进行更为详细的调查。

快速检查或深入分析（FA或R&D）

对于源自生产或服务阶段的FA，以及原型设计和产品开发（R&D），有时可能需要对零部件进行快速检查或深入分析。快速检查或深入分析均可用于对故障进行根本原因分析，或者在研发阶段开展原型研究。根本原因分析通常需要对一个或多个零部件或者连接进行详细评估，以清楚了解导致产品故障的原因。在产品开发过程中，原型设计通常可以借助对零部件和连接进行快速检查或深入分析，实现优化，从而验证产品性能，并且能以高效率的方式投入生产。

合适的应用领域

通过选择合适的徕卡数码显微镜（参见下方的图2和表1），可以满足用户对于显微分析、QC、FA以及研发的不同需求:

• Emspira 3数码显微镜有助于在线或随机QC实现高效率的显微分析、基础分析和记录，同时在宏观到细观（>2毫米到50微米）比例上实现FA和研发的快速检查
• DVM6数码显微镜可实现高效的显微分析、详细分析和记录，以便在细观到微观（2毫米到1微米）比例上对FA和研发工作进行离线QC和深入分析

表1：适合使用Emspira 3和DVM6数码显微镜进行显微分析和质量控制（QC）、故障分析（FA）和研发（R&D）的应用领域。

下方表2显示了Emspira 3或DVM6数码显微镜带给使用者的不同优势。

表2：Emspira 3和DVM6数码显微镜在显微分析、质量控制、FA和研发方面的优势。

在线或随机QC

利用在线QC检查缺陷或错误时，显微镜通常可以用于：

• 在较低放大倍率下获取零部件的整体示意图。
• 快速放大零部件的感兴趣区域，后者需要在更高的放大倍率下进行更为详细的检查，以查看微小细节。

作为一个在线或随机QC的潜在案例，图3显示了使用徕卡数码显微镜（如Emspira 3）记录的硬盘部件图像。此例中，我们可以看到硬盘磁碟或盘片读写头和驱动臂（图3a）的示意图。接着，通过轻松、快捷地增加变焦系数，可以记录读写头和驱动臂的图像（图3b），从而在较高放大倍率下呈现划痕（缺陷）以供记录。

对于离线QC期间的显微分析，显微镜通常用于对零部件进行更为详细的检查，这对于在线QC来说不切实际或者没有可能。作为离线QC的潜在案例之一，图4显示了硬盘底部的局部图像，即PCB电路板的底面。使用DVM6显微镜拍摄的图像，该显微镜配备一体式环形灯（图4a）以及采用四分之一波片和浮雕对比法（图4b）的同轴照明装置。我们可以看到焊盘、迹线、通孔以及基板表面。硬盘PCB电路板底面的不同细节，例如划痕、缺陷和污染，在其中一张图像上有着更加清晰的显示。正如硬盘PCB电路板所示，DVM6的一体式照明装置和多种光学对比法确保用户能够观察并记录难以看到的零部件细节，而且更加高效，因为无需更改显微镜设置。