利用数码显微镜快速、可靠地对印刷电路板（PCB）及其总成（PCBA）进行显微观察

利用不带目镜的显微镜对印刷电路板及其总成进行质量控制（QC）、故障分析以及研发——图像直接显示在显示器上

Low_magnification_DVM6_image_of_PCBA_sample.jpg

十多年来，数码显微镜被广泛用于电子行业的质量控制和保证（QC/QA）、故障分析（FA）以及研发（R&D），尤其是在印刷电路板（PCB）以及印刷电路板总成（PCBA）方面。数码显微镜有助于提高QC、FA以及研发工作流程的效率。本文阐释了徕卡数码显微镜DVM6的性能优势，例如简单直观的操作系统、快速简单的放大倍率切换方式，并且可以通过编码准确调取参数。

为何要使用数码显微镜检查PCB/PCBA？

数码显微镜是无目镜观察的光学显微镜；用户直接在电子显示器上观察图像[1]。数码显微镜为用户提供了一种简单、快捷的方式，获取清晰、可靠的图像数据，并对印刷电路板及其总成进行快速检查和分析[2,3].这里展示了DVM6这类数码显微镜如何帮助让电子零部件的质量控制和保证（QC/QA）、故障分析（FA）以及研发（R&D）工作更加可靠和高效。

数码显微镜如何协助实现可靠的分析流程并提升工作效率？

DVM6数码显微镜拥有多种强大功能，不仅使用方便，还能提升QC、FA以及研发工作的效率：

  • 用于显微镜操作和数据分析的软件非常直观；
  • 支持高效、简单地变更整个范围内的放大倍率（12×到2,350×）;
  • 编码重要参数（自动跟踪与存储），例如载物台、光学、照明及摄像头设置，以便随时快速调用；
  • 镜头倾斜及样品旋转方便快捷；
  • 集成LED（发光二极管）环形灯与同轴照明，可呈现多种对比度；
  • 高性能数码摄像头，能以10 MP的分辨率快速捕捉实时图像；
  • 软件启用/支持捕获模式，例如XY和XYZ拼接，高动态范围（HDR）图像等。

本报告阐述了上述前3项功能如何使工作更快捷、更可靠。

快速、简单地设置与启动

只需将一根电源线和一根USB线连接到搭载Leica Application Suite X（LAS X）软件的电脑上，即可开始操作DVM6数码显微镜。物镜安装好后，DVM6就可以帮助用户执行QC/QA，FA以及研发工作了。其最大工作距离为60毫米，样品台的移动范围为70×50毫米，最大样品重量为2公斤。

下面是一张DVM6的照片，其载物台上放有一块PCBA（印刷电路板总成）。此外还有一张PCBA照片，以及其中某个区域的低倍率DVM6图像。

图1：DVM6数码显微镜，载物台上是PCBA样品。
图1：DVM6数码显微镜，载物台上是PCBA样品。
图2：PCBA样品。
图2：PCBA样品。
图3：低倍物镜下DVM6拍摄的PCBA样品的局部区域图像。
图3：低倍物镜下DVM6拍摄的PCBA样品的局部区域图像。

用直观软件进行测量、分析和操作

为使数码显微镜能够快速、可靠地完成QC、FA与研发工作流程，一款直观的软件必不可少：该软件需要具备众多显微镜控制功能，能够便捷、灵活地获取图像，并且可以进行样品分析。DVM6的配套软件LAS X便是一款这样的产品，它能为使用同一台显微镜的多位用户存储多个用户配置文件。用户可以利用LAS X的Z-堆栈功能，在定义的Z范围内，将样品特征或完整样品记录到各种焦面上。景深拓展（EDOF）模式提供多焦点图像，且无需设置初始或末端水平。Z-堆栈和EDOF均支持快速创建并分析样本的三维地形表面[4]。

此外，用户可以使用LAS X软件为大型XY扫描选择不同模式，如“标记和查找”、“平铺扫描”及“螺旋扫描”。对于XY（2D图像）、Z（3D图像）和XYZ（扩展区域上的3D图像），“实时图像生成器”的交互模式也可以使用。

使用LAS X分析3D样本的示例如下，其中用到了PCBA（印刷电路板总成）和SMD（表面贴装器件）混合样本，并介绍了如何“单击即可生成报告”。

图4：PCBA的三维图像可显示集成电路（IC）芯片和焊点；图像由搭载LAS X的DVM6采用EDOF功能拍摄。另请参见以下带彩色Z标度的相同图像。
图4：PCBA的三维图像可显示集成电路（IC）芯片和焊点；图像由搭载LAS X的DVM6采用EDOF功能拍摄。另请参见以下带彩色Z标度的相同图像。
图5：与图4中的相同三维图像，带有彩色Z刻度。
图5：与图4中的相同三维图像，带有彩色Z刻度。
图6：PCBA部分区域的二维图像，显示了一个电容器和一小块IC芯片。由DVM6借助EDOF功能拍摄。以下为该PCBA区域的三维图像。
图6：PCBA部分区域的二维图像，显示了一个电容器和一小块IC芯片。由DVM6借助EDOF功能拍摄。以下为该PCBA区域的三维图像。
图7：图6显示了上方PCBA相同区域的三维图像。
图7：图6显示了上方PCBA相同区域的三维图像。
图8：带晶体管或二极管的SMD混合电路部分的二维图像由DVM6借助EDOF功能拍摄。
图8：带晶体管或二极管的SMD混合电路部分的二维图像由DVM6借助EDOF功能拍摄。
图9：图8显示了上述SMD部分的三维图像。已测得轮廓、扫描帧数的高度、体积等数据。
图9：图8显示了上述SMD部分的三维图像。已测得轮廓、扫描帧数的高度、体积等数据。
图10：PCBA部分区域的二维图像，显示了一个电容器和一块IC芯片。由DVM6借助EDOF功能拍摄。以下为该PCB区域的三维图像。
图10：PCBA部分区域的二维图像，显示了一个电容器和一块IC芯片。由DVM6借助EDOF功能拍摄。以下为该PCB区域的三维图像。
图11：图10显示了上述PCB区域的三维图像。已测得面积、体积、扫描帧数的高度、长度等数据。点击 "导出"（黄色方框标示），即可创建excel格式的文件报告。
图11：图10显示了上述PCB区域的三维图像。已测得面积、体积、扫描帧数的高度、长度等数据。点击 "导出"（黄色方框标示），即可创建excel格式的文件报告。
图12：报告根据测量结果创建：excel摘要表显示报告第一页，PCBA区域的二维图像。
图12：报告根据测量结果创建：excel摘要表显示报告第一页，PCBA区域的二维图像。
图13：报告根据测量结果创建：excel图像选项卡显示测试结果，以及PCBA区域的三维图像。
图13：报告根据测量结果创建：excel图像选项卡显示测试结果，以及PCBA区域的三维图像。

快速变更大范围的放大倍率

DVM6的物镜在仪器运行期间可以实现便捷更换，基本无需增加工作流程。这段视频展示了物镜的便捷切换操作。[5]

共3个平面复消色差（红、绿、蓝波长色度校正及视野平面度校正）物镜（低、中、高倍）可供选择。还有16:1的集成变焦光学元件，用户可以借此实现从12×到2,350×的总放大倍率值（根据ISO/DIN 18221标准，推荐使用对角27英寸（69厘米）的显示器）[6].变焦光学元件分别与低、中、高放大倍率的物镜协同工作，从而在整个范围内持续变更放大倍率。

请注意，数码显微镜的最终放大倍率取决于图像显示器的尺寸[6]。如上所述，建议为DVM6配套对角27英寸（69厘米）的显示器。下图为DVM6在低、中、高放大倍率下，分别使用低、中、高物镜采集到的电子传感器图像。

图14：DVM6采集的电子传感器图像：低放大倍率范围（低物镜）。
图14：DVM6采集的电子传感器图像：低放大倍率范围（低物镜）。
图15：DVM6采集的电子传感器图像：中放大倍率范围（中物镜）。
图15：DVM6采集的电子传感器图像：中放大倍率范围（中物镜）。
图16：DVM6采集的电子传感器图像：高放大倍率范围（高物镜）。
图16：DVM6采集的电子传感器图像：高放大倍率范围（高物镜）。

编码参数

“编码”设备的硬件能与电脑软件直接通信，且允许自动跟踪与保存特定参数。编码十分有助于快速调用数据采集期间存储的参数和设置。编码的还原性和可靠性非常出色,同时也有助于提高工作效率。

DVM6的物镜、变焦光学元件、摄像头的像素分辨率、样品台位置及旋转角度（手动电动混合操作）、显微镜头倾斜角度及照明系统的各类设置均可通过LAS X进行编码和存储。操作DVM6的过程中，其中部分参数的编码示例如下。

图17：DVM6的LAS X操作面板。对物镜、变焦光学元件、显微镜头倾斜角度（5°）和载物台旋转角度（20°）的总放大倍率（19×，<2.00>是变焦因子）进行编码。右下角也会显示相同参数。
图17：DVM6的LAS X操作面板。对物镜、变焦光学元件、显微镜头倾斜角度（5°）和载物台旋转角度（20°）的总放大倍率（19×，<2.00>是变焦因子）进行编码。右下角也会显示相同参数。
图18：上述LAS X面板的右下角。视场（FOV）或物场也可编码（物镜和变焦光学元件）。
图18：上述LAS X面板的右下角。视场（FOV）或物场也可编码（物镜和变焦光学元件）。

结论

DVM6数码显微镜可以对印刷电路板（PCB）及其总成（PCBA）等电子元件执行高效、可靠的质量控制与保证（QA/QC）、故障分析（FA）以及研发（R&D）任务。本文讨论了数码显微镜的三大优点：通过直观的软件界面实现显微镜操作、图像捕获和数据分析等众多功能；可在12×到2,350×的整个范围内快速、便捷地切换放大倍率;以及能够对所有重要参数和设置（光学、相机、舞台、头部和照明）进行编码，以便后续轻松、快速地调用。这些功能令DVM6数码显微镜的使用者能够迅速、可靠地采集并分析数据，以提高QC、FA以及研发工作流程的效率。

相关文章

想了解更多信息？
请咨询我们的专家。

价格

我需要配置或价格信息。

预约演示

我需要现场或远程演示。

服务与支持

我们能为您提供什么帮助？

应用支持

我需要专业帮助/培训来支持我运作机器。

您想获取专人咨询吗？ Show local contacts

Beckman Coulter LinkBeckman Coulter LogoGenedata LinkIDBS LogoIDBS LinkIDBS LogoAbcam Limited LinkAbcam Limited LogoMolecular Devices LinkMolecular Devices LogoPhenomenex LinkPhenomenex LogoSciex LinkSciex LogoAldevron LinkAldevron LogoIDT LinkIDT Logo
Scroll to top