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實驗原理 AFM是SPM家族中應用領域最為廣泛的表面觀察與研究工具之一。其工作原理基于原子之間的相互作用力。當一根十分尖銳的微探針在縱向充分逼近樣品表面至數納米甚至更小間距時，微探針尖端的原子和樣品表面的原子之間將產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關系。在間距較大的起始階段，原子力表現為引力，隨著間距的進一步減小，由于價電子云的相互重疊和兩個原子核的電荷間的相互作用，原子力又轉而表現為排斥力。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系，通過檢測原子間的作用力而獲得樣品表面的微觀形貌的。   儀器概述 AFM采用對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。當針尖與樣品之間的距離逼近到一定程度時，兩者間將產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將推動微懸臂偏轉。我們所關心的主要是縱向力Fn，它與針尖──樣品間距成一定的對應關系，即與樣品表面的起伏具有對應關系。微懸臂的偏轉量十分微小，無法進行直接檢測，采用光學方法將偏轉量放大，可推知微懸臂偏轉量（即原子力）的大小，最終獲得樣品表面的微觀形貌。   儀器特點 特有的臥式探頭 臥式AFM探頭設計，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；克服了原有粗調與微調逼近機構的垂直蠕動；具有獨特的臥式可視化光路。探頭及儀器性能更加穩定和優越。   穩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性和獨立性、更高的強度和剛度，兼具更強的掃描驅動力，能同時適用于較小與較大、較輕與較重樣品的掃描成像。   優化的檢測與控制系統 采用優化的微納米掃描與反饋控制電路系統，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、更好的重復性和更佳的圖像質量。   完善的軟件界面與功能 功能強大、界面友好，可適用于Windows XP/Win7/Win8/Win10等操作系統。一般操作者均可輕松而熟練地掌握，只需點擊鼠標，即可完成從圖像掃描到圖像處理及數據信息計算的全部操作?？捎檬髽巳我膺x擇局部掃描區域，實現圖像平移、定位和縮放；可設定掃描次數并自動控制掃描停止；具有實現X、Y方向的面掃描和線掃描的功能；可獲得樣品表面的納米級三維形貌結構和截面線；高質量的彩色/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尺標注功能及粒徑測量功能；具備納米級表面微觀粗糙度的統計及計算功能；可精確測定樣品表面的微納米級臺階高度和深度；完善的圖像處理功能，包括裁剪、粘貼、旋轉、對比調節、亮度調節、顏色調整、背景色調整、圖像平滑、濾波等。   簡單便捷的儀器操作 AFM的操作十分簡單和便捷，一般操作人員即可完成，無需專人操作和維護。安裝探針、安裝樣品、粗調和微調進樣、圖像掃描、圖像存儲等操作，均可在1分鐘內完成。特別適用于科學研究、教學實驗及產品檢測。   高穩定性與抗干擾能力 AFM既可在良好的實驗條件下完美工作，也可在有一般實驗室、普通桌面、有輕微振動、有環境干擾、有光照等條件下正常運作，快速掃描觀察各種微納米樣品，獲得理想的圖像和微納米結構信息。具備更好的穩定性和抗震性，更強的抗（光、電、磁等）干擾能力，更快的掃描速度（最快1幅圖像/1~6秒，作為對比，進口儀器的掃描速率一般為1幅圖像/10~20分鐘甚至更慢）。   高適用性廣泛應用領域 可同時適用于科學研究、本科生和研究生的教學實驗及納米技術產品的檢測，廣泛適用于各種金屬/非金屬、導體/非導體、磁性/非磁性材料樣品的掃描檢測。對被測材料樣品無特殊要求，免去繁瑣的樣品制備過程，可直接掃描獲得微納米結構信息。   實驗內容與典型實驗數據 部分掃描測試樣品的AFM圖像   部件列表 描述 數量 原子力顯微鏡探頭 1 控制機箱 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光學顯微鏡 1 一體機, 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：1、出色的全反射光學系統，保證儀器有優秀的信噪比。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和高性能自吸雙背景校正。4、全自動的儀器控制，光源支持高性能元素燈，一鍵快速完成。5、先進的燈位八燈架360度旋轉設計。6、設計新穎的原子化器和智能升降。7、MS Window系統下簡潔、專業、自動、完全操作的RG-WinAAS工作站軟件。

1、主要功能和應用領域： 本設備可滿足液晶屏/觸摸屏制造行業對導電金球在COG綁定后的在線質量全檢需求，即對導電金球的深淺、個數和偏位進行準確高效的自動檢測，以滿足液晶行業日益上升的金球質檢標準和產能要求。金球內核為聚合物材料，外殼為金或鎳，直徑3~5微米。ACF熱壓后金球有的被壓扁，有的被壓開口，并充當LCD和驅動芯片之間的導電通道，如金球壓合不好會造成導電不良，使得液晶屏發生批量缺線等故障。 2、特色及先進性： 1）金球深淺判斷。導電金球的壓合輕重程度沒有量化指標，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，以反映金球被壓迫從過輕到合適再到過重變化，對應無變形-變形良好-變形過多(壓碎)的過程。 2）偏位測量情況多樣。當BUMP比金手指尺寸大的時候，完全對準的情況下看不到金手指，和剛好錯開一個金手指的情況一樣。需保證調機良好情況下的3微米精度，對于偏位較大的情況則需要采用額外的算法來判斷。 3）檢查標準設置繁多。設計并實現了一個智能分組的工具，在采集了所有視場的圖像后，將建標的時候識別出來的BUMP(多為白色)尺寸分組，尺寸相近的在一組，則通過點擊智能分組工具，然后就把尺寸、面積和比例相似的分在一起，簡化操作。 4）屏幕放置精度和尺寸精度高。系統的檢測流程需要根據被測屏幕的放置位置精度和尺寸精度來確定，若屏幕在自動對邊后相同特征不同片子產生的位置差異遠大于線寬線距，則需要添加自動尋找定位點，然后將其作為位置起點再進行自動檢測。 8、 技術指標：金球直徑：3微米；分辨率：0.7微米；放大倍數：10；圖片大小：4000*100000，4億像素；采集時間：2秒 ；計算時間：0.8秒 ；ITO引腳：200~500個；單個引腳金球個數：10~50個；整機檢測效率：一代機5 s，二代機3.5 s 4、關鍵問題和實施效果 目前傳統液晶屏和觸摸屏生產線上，對于ACF熱壓后的金球壓合質量均采用人工抽檢的方式，借助顯微鏡進行人工檢測，8-10片抽檢一片。該設備可以實現產品的全檢，一臺設備相當于8-10個人，對于提高產能提升產品質量具有非常重大的意義。該設備采用線陣相機配合精密運動平臺實現0.7微米分辨率的圖像采集，其光學采集部分如下圖所示。

本設備可滿足液晶屏/觸摸屏制造行業對導電金球在COG綁定后的在線質量全檢需求，即對導電金球的深淺、個數和偏位進行準確高效的自動檢測，以滿足液晶行業日益上升的金球質檢標準和產能要求。金球內核為聚合物材料，外殼為金或鎳，直徑3~5微米。ACF熱壓后金球有的被壓扁，有的被壓開口，并充當LCD和驅動芯片之間的導電通道，如金球壓合不好會造成導電不良，使得液晶屏發生批量缺線等故障。

1 成果簡介電磁超聲導波檢測設備可實現對鋼板和鋼管缺陷的快速掃描，既滿足電磁超聲導波實驗室需求又可滿足工程應用，特別是針對高校用戶提供開放式數據接口和檢測數據源文件，可方便高校教師和學生科研使用。 儀器主要指標：工作電壓： 220V 交流；探頭激勵信號頻率、幅值和周期數可調；可以產生管道 L 模式、管道 T 模式、 Lamb 波模式和 SH 波模式的電磁超聲導波；可用于管道和板材的腐蝕、裂紋等缺陷檢測，最大檢測板厚或壁厚為 20mm；可檢出最小腐蝕缺陷 1t×1t×0.1t（深）；可檢測最小裂紋 1t（長）×0.1t（深）， t為板厚；定位誤差< 5 cm。圖 1 電磁超聲導波檢測儀器2 應用說明研究成果已經成功應用在國家管道檢測工程實驗室、油田、電廠和高校相關實驗室等多家企事業單位。 應用于油田管網檢測；石化企業管道檢測；電站管道檢測。3 效益分析按國際壓力管道檢測工程通行價格計算，為每公里 1 萬美元。

本發明涉及無損檢測領域，具體涉及一種重構非均勻介質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系統檢測非均勻介質，獲得非均勻介質中的缺陷回波 幅值，在計算機中利用工程計算軟件進行程序編寫，然后輸入相應的缺陷回波的幅值即可實 現非均勻介質的缺陷形狀的重構；所以本發明的重構非均勻介質中缺陷形狀的方法簡單方 便，能快速、準確、低成本的重構出非均勻介質中三維缺陷的形狀。 

成果簡介： 1、主要功能和應用領域： 本設備可滿足液晶屏/觸摸屏制造行業對導電金球在COG綁定后的在線質量全檢需求，即對導電金球的深淺、個數和偏位進行準確高效的自動檢測，以滿足液晶行業日益上升的金球質檢標準和產能要求。金球內核為聚合物材料，外殼為金或鎳，直徑3~5微米。ACF熱壓后金球有的被壓扁，有的被壓開口，并充當LCD和驅動芯片之間的導電通道，如金球壓合不好會造成導電不良，使得液晶屏發生批量缺線等故障。 2、特色及先進性： 1）金球深淺判斷。導電金球的壓合輕重程度沒有量化指標，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，以反映金球被壓迫從過輕到合適再到過重變化，對應無變形-變形良好-變形過多(壓碎)的過程。 2）偏位測量情況多樣。當BUMP比金手指尺寸大的時候，完全對準的情況下看不到金手指，和剛好錯開一個金手指的情況一樣。需保證調機良好情況下的3微米精度，對于偏位較大的情況則需要采用額外的算法來判斷。 3）檢查標準設置繁多。設計并實現了一個智能分組的工具，在采集了所有視場的圖像后，將建標的時候識別出來的BUMP(多為白色)尺寸分組，尺寸相近的在一組，則通過點擊智能分組工具，然后就把尺寸、面積和比例相似的分在一起，簡化操作。 4）屏幕放置精度和尺寸精度高。系統的檢測流程需要根據被測屏幕的放置位置精度和尺寸精度來確定，若屏幕在自動對邊后相同特征不同片子產生的位置差異遠大于線寬線距，則需要添加自動尋找定位點，然后將其作為位置起點再進行自動檢測。 3、技術指標： 金球直徑：3微米；分辨率：0.7微米；放大倍數：10；圖片大小：4000*100000，4億像素；采集時間：2秒 ；計算時間：0.8秒 ；ITO引腳：200~500個；單個引腳金球個數：10~50個；整機檢測效率：一代機5 s，二代機3.5 s 4、關鍵問題和實施效果： 目前傳統液晶屏和觸摸屏生產線上，對于ACF熱壓后的金球壓合質量均采用人工抽檢的方式，借助顯微鏡進行人工檢測，8-10片抽檢一片。該設備可以實現產品的全檢，一臺設備相當于8-10個人，對于提高產能提升產品質量具有非常重大的意義。該設備采用線陣相機配合精密運動平臺實現0.7微米分辨率的圖像采集，其光學采集部分如下圖所示。

一種表面缺陷電磁超聲檢測方法，屬于無損檢測技術，解決現 有電磁超聲檢測方法中提離距離的變化影響檢測準確度的問題。本發 明通過改變電磁超聲傳感器檢測探頭的提離距離，測量不同提離距離 下標準試樣的信號，并進行信號處理，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系，建立相應的擬合函數；將檢測待 測缺陷所得到的提離斜率代入所述擬合函數，達到定量檢測缺陷的目 的。本發明簡單易行，與現有的采用峰峰值強度和透射系數定量檢測 缺陷的方法相比，本發明可以減少檢測探頭提離距離的影響，而且不 用在檢測過程中

原子力顯微鏡(Atomic Force Microscope, AFM)，是一種可用來研究包括絕緣體在內的固體材料表面結構的分析儀器。它通過檢測待測樣品表面和一個微型力敏感元件之間的極微弱的原子間相互作用力來研究物質的表面結構及性質。將一對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，這時它將與其相互作用，作用力將使得微懸臂發生形變或運動狀態發生變化。掃描樣品時，利用傳感器檢測這些變化，就可獲得作用力分布信息，從而以納米級分辨率獲得表面形貌結構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，微懸臂運動檢測裝置，監控其運動的反饋回路，使樣品進行掃描的壓電陶瓷掃描器件，計算機控制的圖像采集、顯示及處理系統組成。微懸臂運動可用如隧道電流檢測等電學方法或光束偏轉法、干涉法等光學方法檢測，當針尖與樣品充分接近相互之間存在短程相互斥力時，檢測該斥力可獲得表面原子級分辨圖像，一般情況下分辨率也在納米級水平。AFM 測量對樣品無特殊要求，可測量固體表面、吸附體系等。