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實(shí)驗(yàn)原理 AFM是SPM家族中應(yīng)用領(lǐng)域最為廣泛的表面觀(guān)察與研究工具之一。其工作原理基于原子之間的相互作用力。當(dāng)一根十分尖銳的微探針在縱向充分逼近樣品表面至數(shù)納米甚至更小間距時(shí)，微探針尖端的原子和樣品表面的原子之間將產(chǎn)生相互作用的原子力。原子力的大小與間距之間存在一定的曲線(xiàn)關(guān)系。在間距較大的起始階段，原子力表現(xiàn)為引力，隨著間距的進(jìn)一步減小，由于價(jià)電子云的相互重疊和兩個(gè)原子核的電荷間的相互作用，原子力又轉(zhuǎn)而表現(xiàn)為排斥力。這種排斥力隨著間距的縮短而急劇增大。AFM正是利用原子力與間距之間的這些關(guān)系，通過(guò)檢測(cè)原子間的作用力而獲得樣品表面的微觀(guān)形貌的。   儀器概述 AFM采用對(duì)微弱力極其敏感的微懸臂作為力傳感器──微探針。微懸臂一端固定，另一端置有一與微懸臂平面垂直的金字塔狀微針尖。當(dāng)針尖與樣品之間的距離逼近到一定程度時(shí)，兩者間將產(chǎn)生相互作用的原子力，其中切向力（摩擦力）Ft使微懸臂扭曲，法向（縱向）力Fn將推動(dòng)微懸臂偏轉(zhuǎn)。我們所關(guān)心的主要是縱向力Fn，它與針尖──樣品間距成一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，即與樣品表面的起伏具有對(duì)應(yīng)關(guān)系。微懸臂的偏轉(zhuǎn)量十分微小，無(wú)法進(jìn)行直接檢測(cè)，采用光學(xué)方法將偏轉(zhuǎn)量放大，可推知微懸臂偏轉(zhuǎn)量（即原子力）的大小，最終獲得樣品表面的微觀(guān)形貌。   儀器特點(diǎn) 特有的臥式探頭 臥式AFM探頭設(shè)計(jì)，使原子力作用方向與重力方向垂直而互不干擾；降低了探頭的整體重心；克服了原有粗調(diào)與微調(diào)逼近機(jī)構(gòu)的垂直蠕動(dòng)；具有獨(dú)特的臥式可視化光路。探頭及儀器性能更加穩(wěn)定和優(yōu)越。   穩(wěn)定的三軸壓電掃描器 采用互相正交的三軸壓電陶瓷掃描控制器，X、Y、Z三軸壓電陶瓷之間互不耦合，可保證掃描圖像不因耦合而失真；掃描器具有更好的掃描線(xiàn)性和獨(dú)立性、更高的強(qiáng)度和剛度，兼具更強(qiáng)的掃描驅(qū)動(dòng)力，能同時(shí)適用于較小與較大、較輕與較重樣品的掃描成像。   優(yōu)化的檢測(cè)與控制系統(tǒng) 采用優(yōu)化的微納米掃描與反饋控制電路系統(tǒng)，配以多路高精度A/D&D/A控制接口，可獲得更高的掃描分辨率、更好的重復(fù)性和更佳的圖像質(zhì)量。   完善的軟件界面與功能 功能強(qiáng)大、界面友好，可適用于Windows XP/Win7/Win8/Win10等操作系統(tǒng)。一般操作者均可輕松而熟練地掌握，只需點(diǎn)擊鼠標(biāo)，即可完成從圖像掃描到圖像處理及數(shù)據(jù)信息計(jì)算的全部操作?？捎檬髽?biāo)任意選擇局部掃描區(qū)域，實(shí)現(xiàn)圖像平移、定位和縮放；可設(shè)定掃描次數(shù)并自動(dòng)控制掃描停止；具有實(shí)現(xiàn)X、Y方向的面掃描和線(xiàn)掃描的功能；可獲得樣品表面的納米級(jí)三維形貌結(jié)構(gòu)和截面線(xiàn)；高質(zhì)量的彩色/黑白平面圖像顯示與三維立體圖像顯示；具有圖像的二維和三維納米標(biāo)尺標(biāo)注功能及粒徑測(cè)量功能；具備納米級(jí)表面微觀(guān)粗糙度的統(tǒng)計(jì)及計(jì)算功能；可精確測(cè)定樣品表面的微納米級(jí)臺(tái)階高度和深度；完善的圖像處理功能，包括裁剪、粘貼、旋轉(zhuǎn)、對(duì)比調(diào)節(jié)、亮度調(diào)節(jié)、顏色調(diào)整、背景色調(diào)整、圖像平滑、濾波等。   簡(jiǎn)單便捷的儀器操作 AFM的操作十分簡(jiǎn)單和便捷，一般操作人員即可完成，無(wú)需專(zhuān)人操作和維護(hù)。安裝探針、安裝樣品、粗調(diào)和微調(diào)進(jìn)樣、圖像掃描、圖像存儲(chǔ)等操作，均可在1分鐘內(nèi)完成。特別適用于科學(xué)研究、教學(xué)實(shí)驗(yàn)及產(chǎn)品檢測(cè)。   高穩(wěn)定性與抗干擾能力 AFM既可在良好的實(shí)驗(yàn)條件下完美工作，也可在有一般實(shí)驗(yàn)室、普通桌面、有輕微振動(dòng)、有環(huán)境干擾、有光照等條件下正常運(yùn)作，快速掃描觀(guān)察各種微納米樣品，獲得理想的圖像和微納米結(jié)構(gòu)信息。具備更好的穩(wěn)定性和抗震性，更強(qiáng)的抗（光、電、磁等）干擾能力，更快的掃描速度（最快1幅圖像/1~6秒，作為對(duì)比，進(jìn)口儀器的掃描速率一般為1幅圖像/10~20分鐘甚至更慢）。   高適用性廣泛應(yīng)用領(lǐng)域 可同時(shí)適用于科學(xué)研究、本科生和研究生的教學(xué)實(shí)驗(yàn)及納米技術(shù)產(chǎn)品的檢測(cè)，廣泛適用于各種金屬/非金屬、導(dǎo)體/非導(dǎo)體、磁性/非磁性材料樣品的掃描檢測(cè)。對(duì)被測(cè)材料樣品無(wú)特殊要求，免去繁瑣的樣品制備過(guò)程，可直接掃描獲得微納米結(jié)構(gòu)信息。   實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與典型實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 部分掃描測(cè)試樣品的AFM圖像   部件列表 描述 數(shù)量 原子力顯微鏡探頭 1 控制機(jī)箱 1 直流高壓電源 1 A/D&D/A控制接口卡 1 AFM微探針 15組60 tips USB光學(xué)顯微鏡 1 一體機(jī), 含AFM掃描控制軟件 1 樣品 5 剪刀、鑷子、啟子、放大鏡等工具 1

儀器特點(diǎn)：1、出色的全反射光學(xué)系統(tǒng)，保證儀器有優(yōu)秀的信噪比。2、全面安全的智能氣體控制模塊。3、出色的全波段氘燈背景校正技術(shù)和高性能自吸雙背景校正。4、全自動(dòng)的儀器控制，光源支持高性能元素?zé)?，一鍵快速完成。5、先進(jìn)的燈位八燈架360度旋轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)。6、設(shè)計(jì)新穎的原子化器和智能升降。7、MS Window系統(tǒng)下簡(jiǎn)潔、專(zhuān)業(yè)、自動(dòng)、完全操作的RG-WinAAS工作站軟件。

1、主要功能和應(yīng)用領(lǐng)域： 本設(shè)備可滿(mǎn)足液晶屏/觸摸屏制造行業(yè)對(duì)導(dǎo)電金球在COG綁定后的在線(xiàn)質(zhì)量全檢需求，即對(duì)導(dǎo)電金球的深淺、個(gè)數(shù)和偏位進(jìn)行準(zhǔn)確高效的自動(dòng)檢測(cè)，以滿(mǎn)足液晶行業(yè)日益上升的金球質(zhì)檢標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)能要求。金球內(nèi)核為聚合物材料，外殼為金或鎳，直徑3~5微米。ACF熱壓后金球有的被壓扁，有的被壓開(kāi)口，并充當(dāng)LCD和驅(qū)動(dòng)芯片之間的導(dǎo)電通道，如金球壓合不好會(huì)造成導(dǎo)電不良，使得液晶屏發(fā)生批量缺線(xiàn)等故障。 2、特色及先進(jìn)性： 1）金球深淺判斷。導(dǎo)電金球的壓合輕重程度沒(méi)有量化指標(biāo)，主要依靠人眼目視的感受，需要從圖像上提取物理特征參數(shù)，以反映金球被壓迫從過(guò)輕到合適再到過(guò)重變化，對(duì)應(yīng)無(wú)變形-變形良好-變形過(guò)多(壓碎)的過(guò)程。 2）偏位測(cè)量情況多樣。當(dāng)BUMP比金手指尺寸大的時(shí)候，完全對(duì)準(zhǔn)的情況下看不到金手指，和剛好錯(cuò)開(kāi)一個(gè)金手指的情況一樣。需保證調(diào)機(jī)良好情況下的3微米精度，對(duì)于偏位較大的情況則需要采用額外的算法來(lái)判斷。 3）檢查標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置繁多。設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)智能分組的工具，在采集了所有視場(chǎng)的圖像后，將建標(biāo)的時(shí)候識(shí)別出來(lái)的BUMP(多為白色)尺寸分組，尺寸相近的在一組，則通過(guò)點(diǎn)擊智能分組工具，然后就把尺寸、面積和比例相似的分在一起，簡(jiǎn)化操作。 4）屏幕放置精度和尺寸精度高。系統(tǒng)的檢測(cè)流程需要根據(jù)被測(cè)屏幕的放置位置精度和尺寸精度來(lái)確定，若屏幕在自動(dòng)對(duì)邊后相同特征不同片子產(chǎn)生的位置差異遠(yuǎn)大于線(xiàn)寬線(xiàn)距，則需要添加自動(dòng)尋找定位點(diǎn)，然后將其作為位置起點(diǎn)再進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)。 8、 技術(shù)指標(biāo)：金球直徑：3微米；分辨率：0.7微米；放大倍數(shù)：10；圖片大?。?000*100000，4億像素；采集時(shí)間：2秒 ；計(jì)算時(shí)間：0.8秒 ；ITO引腳：200~500個(gè)；單個(gè)引腳金球個(gè)數(shù)：10~50個(gè)；整機(jī)檢測(cè)效率：一代機(jī)5 s，二代機(jī)3.5 s 4、關(guān)鍵問(wèn)題和實(shí)施效果 目前傳統(tǒng)液晶屏和觸摸屏生產(chǎn)線(xiàn)上，對(duì)于ACF熱壓后的金球壓合質(zhì)量均采用人工抽檢的方式，借助顯微鏡進(jìn)行人工檢測(cè)，8-10片抽檢一片。該設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的全檢，一臺(tái)設(shè)備相當(dāng)于8-10個(gè)人，對(duì)于提高產(chǎn)能提升產(chǎn)品質(zhì)量具有非常重大的意義。該設(shè)備采用線(xiàn)陣相機(jī)配合精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)0.7微米分辨率的圖像采集，其光學(xué)采集部分如下圖所示。

本設(shè)備可滿(mǎn)足液晶屏/觸摸屏制造行業(yè)對(duì)導(dǎo)電金球在COG綁定后的在線(xiàn)質(zhì)量全檢需求，即對(duì)導(dǎo)電金球的深淺、個(gè)數(shù)和偏位進(jìn)行準(zhǔn)確高效的自動(dòng)檢測(cè)，以滿(mǎn)足液晶行業(yè)日益上升的金球質(zhì)檢標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)能要求。金球內(nèi)核為聚合物材料，外殼為金或鎳，直徑3~5微米。ACF熱壓后金球有的被壓扁，有的被壓開(kāi)口，并充當(dāng)LCD和驅(qū)動(dòng)芯片之間的導(dǎo)電通道，如金球壓合不好會(huì)造成導(dǎo)電不良，使得液晶屏發(fā)生批量缺線(xiàn)等故障。

1 成果簡(jiǎn)介電磁超聲導(dǎo)波檢測(cè)設(shè)備可實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼板和鋼管缺陷的快速掃描，既滿(mǎn)足電磁超聲導(dǎo)波實(shí)驗(yàn)室需求又可滿(mǎn)足工程應(yīng)用，特別是針對(duì)高校用戶(hù)提供開(kāi)放式數(shù)據(jù)接口和檢測(cè)數(shù)據(jù)源文件，可方便高校教師和學(xué)生科研使用。 儀器主要指標(biāo)：工作電壓： 220V 交流；探頭激勵(lì)信號(hào)頻率、幅值和周期數(shù)可調(diào)；可以產(chǎn)生管道 L 模式、管道 T 模式、 Lamb 波模式和 SH 波模式的電磁超聲導(dǎo)波；可用于管道和板材的腐蝕、裂紋等缺陷檢測(cè)，最大檢測(cè)板厚或壁厚為 20mm；可檢出最小腐蝕缺陷 1t×1t×0.1t（深）；可檢測(cè)最小裂紋 1t（長(zhǎng)）×0.1t（深）， t為板厚；定位誤差< 5 cm。圖 1 電磁超聲導(dǎo)波檢測(cè)儀器2 應(yīng)用說(shuō)明研究成果已經(jīng)成功應(yīng)用在國(guó)家管道檢測(cè)工程實(shí)驗(yàn)室、油田、電廠(chǎng)和高校相關(guān)實(shí)驗(yàn)室等多家企事業(yè)單位。 應(yīng)用于油田管網(wǎng)檢測(cè)；石化企業(yè)管道檢測(cè)；電站管道檢測(cè)。3 效益分析按國(guó)際壓力管道檢測(cè)工程通行價(jià)格計(jì)算，為每公里 1 萬(wàn)美元。

本發(fā)明涉及無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種重構(gòu)非均勻介質(zhì)中的缺陷形狀的方法，具 體包括以下步驟：首先利用超聲波檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)非均勻介質(zhì)，獲得非均勻介質(zhì)中的缺陷回波 幅值，在計(jì)算機(jī)中利用工程計(jì)算軟件進(jìn)行程序編寫(xiě)，然后輸入相應(yīng)的缺陷回波的幅值即可實(shí) 現(xiàn)非均勻介質(zhì)的缺陷形狀的重構(gòu)；所以本發(fā)明的重構(gòu)非均勻介質(zhì)中缺陷形狀的方法簡(jiǎn)單方 便，能快速、準(zhǔn)確、低成本的重構(gòu)出非均勻介質(zhì)中三維缺陷的形狀。 

成果簡(jiǎn)介： 1、主要功能和應(yīng)用領(lǐng)域： 本設(shè)備可滿(mǎn)足液晶屏/觸摸屏制造行業(yè)對(duì)導(dǎo)電金球在COG綁定后的在線(xiàn)質(zhì)量全檢需求，即對(duì)導(dǎo)電金球的深淺、個(gè)數(shù)和偏位進(jìn)行準(zhǔn)確高效的自動(dòng)檢測(cè)，以滿(mǎn)足液晶行業(yè)日益上升的金球質(zhì)檢標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)能要求。金球內(nèi)核為聚合物材料，外殼為金或鎳，直徑3~5微米。ACF熱壓后金球有的被壓扁，有的被壓開(kāi)口，并充當(dāng)LCD和驅(qū)動(dòng)芯片之間的導(dǎo)電通道，如金球壓合不好會(huì)造成導(dǎo)電不良，使得液晶屏發(fā)生批量缺線(xiàn)等故障。 2、特色及先進(jìn)性： 1）金球深淺判斷。導(dǎo)電金球的壓合輕重程度沒(méi)有量化指標(biāo)，主要依靠人眼目視的感受，需要從圖像上提取物理特征參數(shù)，以反映金球被壓迫從過(guò)輕到合適再到過(guò)重變化，對(duì)應(yīng)無(wú)變形-變形良好-變形過(guò)多(壓碎)的過(guò)程。 2）偏位測(cè)量情況多樣。當(dāng)BUMP比金手指尺寸大的時(shí)候，完全對(duì)準(zhǔn)的情況下看不到金手指，和剛好錯(cuò)開(kāi)一個(gè)金手指的情況一樣。需保證調(diào)機(jī)良好情況下的3微米精度，對(duì)于偏位較大的情況則需要采用額外的算法來(lái)判斷。 3）檢查標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置繁多。設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)智能分組的工具，在采集了所有視場(chǎng)的圖像后，將建標(biāo)的時(shí)候識(shí)別出來(lái)的BUMP(多為白色)尺寸分組，尺寸相近的在一組，則通過(guò)點(diǎn)擊智能分組工具，然后就把尺寸、面積和比例相似的分在一起，簡(jiǎn)化操作。 4）屏幕放置精度和尺寸精度高。系統(tǒng)的檢測(cè)流程需要根據(jù)被測(cè)屏幕的放置位置精度和尺寸精度來(lái)確定，若屏幕在自動(dòng)對(duì)邊后相同特征不同片子產(chǎn)生的位置差異遠(yuǎn)大于線(xiàn)寬線(xiàn)距，則需要添加自動(dòng)尋找定位點(diǎn)，然后將其作為位置起點(diǎn)再進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)。 3、技術(shù)指標(biāo)： 金球直徑：3微米；分辨率：0.7微米；放大倍數(shù)：10；圖片大小：4000*100000，4億像素；采集時(shí)間：2秒 ；計(jì)算時(shí)間：0.8秒 ；ITO引腳：200~500個(gè)；單個(gè)引腳金球個(gè)數(shù)：10~50個(gè)；整機(jī)檢測(cè)效率：一代機(jī)5 s，二代機(jī)3.5 s 4、關(guān)鍵問(wèn)題和實(shí)施效果： 目前傳統(tǒng)液晶屏和觸摸屏生產(chǎn)線(xiàn)上，對(duì)于ACF熱壓后的金球壓合質(zhì)量均采用人工抽檢的方式，借助顯微鏡進(jìn)行人工檢測(cè)，8-10片抽檢一片。該設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的全檢，一臺(tái)設(shè)備相當(dāng)于8-10個(gè)人，對(duì)于提高產(chǎn)能提升產(chǎn)品質(zhì)量具有非常重大的意義。該設(shè)備采用線(xiàn)陣相機(jī)配合精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)0.7微米分辨率的圖像采集，其光學(xué)采集部分如下圖所示。

一種表面缺陷電磁超聲檢測(cè)方法，屬于無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，解決現(xiàn) 有電磁超聲檢測(cè)方法中提離距離的變化影響檢測(cè)準(zhǔn)確度的問(wèn)題。本發(fā) 明通過(guò)改變電磁超聲傳感器檢測(cè)探頭的提離距離，測(cè)量不同提離距離 下標(biāo)準(zhǔn)試樣的信號(hào)，并進(jìn)行信號(hào)處理，得到提離斜率，利用不同缺陷 深度下提離斜率與缺陷深度的關(guān)系，建立相應(yīng)的擬合函數(shù)；將檢測(cè)待 測(cè)缺陷所得到的提離斜率代入所述擬合函數(shù)，達(dá)到定量檢測(cè)缺陷的目 的。本發(fā)明簡(jiǎn)單易行，與現(xiàn)有的采用峰峰值強(qiáng)度和透射系數(shù)定量檢測(cè) 缺陷的方法相比，本發(fā)明可以減少檢測(cè)探頭提離距離的影響，而且不 用在檢測(cè)過(guò)程中

原子力顯微鏡(Atomic Force Microscope, AFM)，是一種可用來(lái)研究包括絕緣體在內(nèi)的固體材料表面結(jié)構(gòu)的分析儀器。它通過(guò)檢測(cè)待測(cè)樣品表面和一個(gè)微型力敏感元件之間的極微弱的原子間相互作用力來(lái)研究物質(zhì)的表面結(jié)構(gòu)及性質(zhì)。將一對(duì)微弱力極端敏感的微懸臂一端固定，另一端的微小針尖接近樣品，這時(shí)它將與其相互作用，作用力將使得微懸臂發(fā)生形變或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化。掃描樣品時(shí)，利用傳感器檢測(cè)這些變化，就可獲得作用力分布信息，從而以納米級(jí)分辨率獲得表面形貌結(jié)構(gòu)信息及表面粗糙度信息。 原子力顯微鏡主要由帶針尖的微懸臂，微懸臂運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置，監(jiān)控其運(yùn)動(dòng)的反饋回路，使樣品進(jìn)行掃描的壓電陶瓷掃描器件，計(jì)算機(jī)控制的圖像采集、顯示及處理系統(tǒng)組成。微懸臂運(yùn)動(dòng)可用如隧道電流檢測(cè)等電學(xué)方法或光束偏轉(zhuǎn)法、干涉法等光學(xué)方法檢測(cè)，當(dāng)針尖與樣品充分接近相互之間存在短程相互斥力時(shí)，檢測(cè)該斥力可獲得表面原子級(jí)分辨圖像，一般情況下分辨率也在納米級(jí)水平。AFM 測(cè)量對(duì)樣品無(wú)特殊要求，可測(cè)量固體表面、吸附體系等。