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.
Altri
Semiconduttori
LSI/IC
LD/LED
MEMS
Bare wafer
Fotomaschere
Resistenza
Bump
Film sottili
Microlenti
Componenti elettroniche
FPD
OLED
Pacchetti
Wire bonding
FCB
Die bonding
Schede PC
Quadri conduttori
LD/LED
PSS
Oscillatori di cristallo
Capacitori
HDD
Motori
Fibre ottiche
Pistoni e cilindri
Sistemi di trasmissione
Dischi dei freni
Pastiglie dei freni
Pneumatici
Telaio metallico
Vernice del telaio
Rivestimento del telaio
Cinture di sicurezza
Filtri
Sensori
Trattamenti meccanici
Pale
Strumenti appuntiti
Frese
Panno abrasivo
Utensili
Ingranaggi
Viti
Stampi
Stampi a iniezione
Mole abrasive
Università
Istituti di ricerca pubblici
Istituti di ricerca privati
Varie
Cosmetici
Capelli
Pelle
Globuli rossi
Pillole
Emulsione
Banconota di carta
Monete
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
Hirohisa Fujimoto: Outline of Nano-material Engineering Vol. 1 (Revisionato da Kazuyuki Hirao, et al.), p. 604–612, FUJITECHNOSYSTEM, 2005.
Kentaro Yamazaki: O plus E, 26(8): p. 901–906, 2004.
Shigeru Nishida: Science and Engineering of Materials, 40(5): p. 220–224, 2003.
H. Miyajima, et al: Journal of Microlectromechanical Systems, 12(3): p. 243–251, 2003.
Hirohumi Miyamoto, Takefumi Ito: The Tribology, 19(7): p. 30–33, 2005.
Chikara Nagano: Latest Optical Technology Handbook (Revisionato da Junpei Tsujiuchi, et al.), pp. 685–705, Asakura Publishing, 2002.