电子显微的应用 显微镜在电子行业的应用

显微镜在电子行业的应用

显微镜在电子行业的应用

01 线bonding boding是一种封装方式，手机、PDA、MP3播放器、数位相机、游戏主机等设备的液晶屏幕，很多就是采用bonding技术。bonding后的产品，相对来说品质、性能与规格都比较好。如果金属线断裂或者缺损的话，会导致内部电路无法正常连接。

线bonding 600X

显微镜很难采用均匀的照明，获得与模具连接部分的导线的清晰图像。借助Leica DVM6内置的多种照明模式并使用匀光器柔化光线，用户可以通过均匀分布的照明拍摄引导线的清晰图像。不但能通过图片确保它们接触良好。同时使用Leica DVM6的“景深合成功能”，可克服在高倍率下景深不够的限制，拥有高倍率下导线的完全对焦图像。因此可避免不良产品的出现，避免过短的导线在通电时由于热膨胀而导致断开，或者避免过长的导线在移动时产生不需要的接触。

02. 金属材料表面即使样品没有进行比较好的切割或抛光，大景深的特性依旧能获得完全对焦图像。加上使用了Leica DVM6独有的同轴光斜照明的照明方式，将样品表面的难以发现细微形貌凸显出来。

金属表面 1500X

03.PCB钻孔 PCB钻孔是PCB制版的一个过程，主要是给板子打孔，走线需要，打个孔做定位。

PCB板钻孔 50X

使用自有转换的角度进行观察，可无需进行繁琐的样品位置调整，即可轻松观察到印刷线路板侧边钻孔的形貌，通过转动支架角度，寻找检测的合适视角。使用DVM6的“3D建模”以及“3D测量功能”，可以快速获取到钻孔的三维形貌，并且直接获取高度等三维数据。

04.BGA BGA锡球(BGA锡珠)是用来代替IC元件封装结构中的引脚，从而满足电性互连以及机械连接要求的一种连接件。但如果锡球里面有过多或过大的气泡，就极有可能会产生断裂的问题，另外如果锡球的外直径比起其他相邻的锡球来得大或小，也有机会造成空焊。

BGA锡球 300X

BGA上的漫反射通常很难观察，通过使用Leica DVM6的匀光器等配件，将彻底消除锡球的炫光进行观察。同时可直接在锡珠的 3D 显示上进行轮廓测量，比较锡球之间的细微高度差，检查锡珠是否均匀，确保两个芯片之间接触良好。

05.小锡球 小锡球的形成可能会有很多种原因，比如回流焊过程中锡膏飞溅，形成小颗粒状的锡球。

小锡球 50X

倾斜支架的同时进行“景深叠加功能”，可将半导体元器件侧壁上的锡珠扫描出来。

06.导电粒子 无需进行前期预处理，通过Leica DVM6独有的斜照明功能，让液晶屏上的导电粒子清晰可见。

导电粒子 2000X

07.液晶屏喷漆 以往光学层面上难以分辨出的液晶屏上的喷漆，只需使用Leica DVM6的“同轴光”以及“斜照明功能”，可分辨出玻璃屏幕上粒径几十微米的漆体颗粒。

液晶屏喷漆 3000X

08.液晶屏上划痕 使用传统金相显微镜看液晶屏上细微划痕时，也很难看到划痕的细节，这样就必须使用 SEM 来完成检测。将Leica DVM6的“景深叠加功能”与“斜照明功能“组合使用，可观察到玻璃面上划痕的所有形貌。

液晶屏划痕 3000X

09.连接器针脚 连接器针脚起到电信号的导电传输作用。检查针脚上镀层有没有划痕，针脚有无断裂残缺。

连接器针脚 80X

通过景深叠加功能，让针脚根根清晰可见，在高倍数下既能看清侧壁是否有划痕和断裂，也能大视野看清所有连接器里的pin针。Leica DVM6

数字显微镜即不带目镜的光学显微镜；样品图像将直接呈现在电子显示屏上。检测微电子部件时，徕卡DVM6数字显微镜能够为用户记录高品质、可靠图像数据提供更简单和迅捷的方式，实现快速分析，最终提高工作效率。

告别黑白灰，电子显微镜下也有斑斓色彩！

（专家：叶子，清华大学环境科学与工程专业博士，科普中国微平台原创首发）

电子显微镜拓宽了人类视野，但黑白配的视觉效果，让人难觅超微组织或个体的踪迹。前段时间，一项最新的研究成果给细胞穿上了五彩“外衣”，使显微镜下的微观世界更为生动绚丽。

被着色的微观结构，图片来源：ADAMS ET AL./CELL CHEMICAL BIOLOGY 2016

细胞穿上“私人定制”镧系外衣

常规的电子显微镜实现了样品的黑白色系成像，真菌、病毒等微小组织和个体在显微镜下无处遁形。但是黑白色系总是笼罩着一种朦胧美，对找准镜头下的 “小精灵”带来了一定难度。

为了更准确的对微观世界的物质进行区分，加州大学圣地亚哥分校生物系统研究中心的科研人员利用镧系金属为细胞上色，通过稀有金属的特有属性，使细胞样品在电子显微镜下显示出红、黄、绿三种颜色。不同颜色分别代表了不同的微观对象，在不降低图片分辨率的情况下，增加了超微物体的辨识度。这个研究成果发表于前段时间出版的《Cell Chemical Biology》上。

着色技术下的“楚河汉界”， 图片来源：ADAMS ET AL./CELL CHEMICAL BIOLOGY 2016

微观世界的交通信号灯

这个让电子显微镜呈现新色彩的技术是怎样实现的呢？与普通的电子显微镜成像一样，研究人员首先利用重金属（如铅）预处理样品，形成样品的基本层（灰度层）；之后选取不同种类的镧系金属处理样品，按顺序为其“着色”。之所以选取镧系金属，是因为相较于其他金属而言，镧系金属更“龟毛”、更“挑剔”，并且只钟情于特定的分子类型。不同的稀土金属种类会锁定不同的目标物，电子束与附着在超微物体上的金属相互作用后，会呈现出不同的颜色。

这一技术的难点就在于如何能在不交叉感染的前提下，实现物质的分层着色。研究者已成功在细胞上完成了红、黄、绿三种颜色的着色。在今后的研究中，他们希望能实现更多颜色的完美着色。

研究人员利用着色技术来展示两个星状胶质脑细胞可以连接到同一个神经突触上，图片来源：S.R. ADAMS ET AL/CELL CHEMICAL BIOLOGY 2016

在科学家门的努力下，技术总在不断地更新进步，让我们对这个世界的认知也越来越丰富。电子显微镜能帮助我们观察微小的病毒、细胞超微结构。在以往，电子显微镜下所能看到的就是一个黑白灰的世界，但有了这项技术，科学家们就可以用它拍细胞的“彩色照”啦，它也会帮助科学家们，揭开微观世界更多的生命奥秘哦。

编辑：刘伟琼

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