6. Esempi di applicazioni

Il microscopio a scansione laser è usato in molti settori. Tipici esempi applicativi sono riportati nella tabella di seguito.

Semiconduttori

Substrato dell'elettrodo per matrice a specchio elettrostatica

L'efficienza di un dispositivo come il MEMS spesso cambia in funzione della sua forma. Pertanto la misura della forma rappresenta un importante elemento di controllo. I microscopi a scansione laser possono acquisire in modo preciso la forma tridimensionale di un dispositivo e misurare gradini o altre forme.

Microlenti

I microscopi a scansione laser possono acquisire la forma di un corpo trasparente se la superficie del campione ha una riflettanza di diversi punti percentuali. Questo campione è una microlente con un diametro di 20 μm e un'altezza di 10 μm.

Wafer bump

La dimensione del wafer bump nei pacchetti a alta densità si riduce continuamente di dimensioni. I tipici elementi di controllo sono dati dalla misura dell'altezza, del diametro e del passo del bump, sebbene il volume del bump, l'irregolarità della superficie del vertice del bump e altri elementi siano anche monitorati recentemente. La figura mostra uno schema per test di un wafer bump saldato con un diametro di 2 μm e un'altezza di 3 μm.

Componenti elettroniche

CCD

L'OLS5000 ha una funzione del microscopio ottico che permette di acquisire le informazioni cromatiche aggiungendole alle informazioni tridimensionali prima della visualizzazione.

Resina su una scheda PCB

L'OLS5000 è usato per controllare l'ampiezza dei fili in rame su schede PCB e, alcune volte, per valutare l'area della sezione dei fili in rame per valutare il valore della resistenza dei fili in rame. Viene valutata anche l'irregolarità della superficie della superficie del pad dove i bump dei CSP sono saldati. Inoltre la recente tecnologia per l'irregolarità delle schede ha migliorato l'aderenza e la conduttività dei fogli in rame. I microscopi a scansione laser vengono sempre più implementati per la valutazione di questa tecnologia.

Sezione del connettore su una scheda flessibile

La sezione del connettore è importante per mantenere l'affidabilità delle componenti elettroniche mediante schede flessibili. Sono misurate la forma e la profondità delle rientranze, che diventano le chiusure per i connettori, oltre alla profondità delle scanalature generate quando sono realmente collegate.

Materiali

Prisma della guida dell'onda ottica

Gli strumenti di misura ottici convenzionali hanno uno svantaggio dato dalla bassa riflettanza delle superfici inclinate, pertanto l'area attorno alla superficie della parete di un campione è difficile da vedere. Con l'OLS5000 la capacità di rilevare le superfici inclinate è estremamente migliorata quindi è possibile acquisire la forma di una superficie inclinata su un prisma per la guida dell'onda ottica

Vetro satinato

L'OLS5000 può acquisire la forma di un campione trasparente se la superficie del campione ha una riflettanza di alcuni punti percentuali. Visto che l'OLS5000 può acquisire informazioni tridimensionali e misurare l'irregolarità delle superfici, può essere valutata e controllata l'irregolarità di diversi tipi di vetri satinati in diverse condizioni di sabbiatura.

Nastro adesivo

Nel passato, gli strumenti di misura di irregolarità lineari graffiavano la superficie quando si scansionava un campione morbido. Il microscopio a scansione laser, in grado di effettuare misure senza contatto, può misurare il profilo indipendentemente dalla condizione della superficie di un campione come la viscosità, l'elasticità e la morbidezza.

Carbone

L'OLS5000 può acquisire dati se la superficie del campione ha una riflettanza di alcuni punti percentuali. Pertanto può essere chiaramente osservato lo stato superficiale di un campione nero con una bassa riflettanza come il carbone.

Componenti automobilistiche

Oggetto estraneo su un filtro

Visto che il microscopio a scansione laser può acquisire un'immagine che mantiene l'intero campione a fuoco, può essere osservato e valutato come un unico elemento anche un campione con ampie irregolarità. Questo campione mostra un oggetto estraneo lasciato su un filtro. L'ampiezza di un oggetto estraneo è di circa 30 μm.

Trattamenti meccanici

Estremità di lametta

Gli strumenti di misura ottici convenzionali hanno uno svantaggio dato dalla bassa riflettanza delle superfici inclinate, pertanto l'area attorno alla superficie della parete di un campione è difficile da vedere. Con l'OLS5000, la capacità di rilevare superfici inclinate è estremamente migliorata e le forme possono essere misurate a 85°.

Taglio e levigatura di superfici metalliche

Il minor raggio del punto del laser nell'OLS5000 è di circa 0,2 μm. Quindi l'OLS5000 può acquisire con precisione i dati in scanalature profonde dove gli strumenti di misura di irregolarità lineari non possono entrare.

Scaglie di utensile non usato

I microscopi a scansione laser hanno una maggiore capacità di risoluzione planare rispetto ai microscopi ottici e possono acquisire immagini che mantengono l'intero campione a fuoco. In questo modo è possibile osservare cricche, usura e altri tipi di alterazioni in scaglie di utensile.

Fili sottilissimi

Mentre i fili con un diametro di alcune decine di micron sono difficili da scansionare con uno strumento di misura di irregolarità lineari, il microscopio a scansione laser facilita il posizionamento in queste aree di ridotte dimensioni, permettendo agli utenti di misurare facilmente le irregolarità della superficie.

Varie

Superficie di dente

I microscopi a scansione laser possono acquisire dei dati tridimensionali se il materiale ha alcune riflessioni. Pertanto i microscopi a scansione laser sono usati per osservare diversi campioni come capelli, denti e pelle, oltre a prodotti industriali.

Conclusione

Si ritiene che l'ambito applicativo dei microscopi a scansione laser per la misura tridimensionale di piccoli oggetti sia in crescita avvalendosi delle funzioni del microscopio confocale e aggiungendo nuove funzioni al software. Inoltre si pensa che gli utenti richiederanno dai dispositivi un maggior livello di precisione e di risoluzione.

Bibliografia

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• Chikara Nagano: Latest Optical Technology Handbook (Revisionato da Junpei Tsujiuchi, et al.), pp. 685–705, Asakura Publishing, 2002.

• 1. Principi di base dei microscopi a scansione laser
• 2. Capacità di risoluzione dei microscopi a scansione laser
• 3. Precisione di misura dei microscopi a scansione laser
• 4. Software per i microscopi a scansione laser
• 5. Funzioni di base dei microscopi a scansione laser industriali Olympus
• 6. Esempi di applicazioni

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