本文開(kāi)始前，我們先介紹一個(gè)概念：高倍復(fù)合顯微鏡，也就是常說(shuō)的金相顯微鏡，因其高倍數(shù)（一般高至1000X）和復(fù)合功能性（明暗場(chǎng)、偏光、微分干涉、熒光、紫外紅外等模塊）的特點(diǎn)，故稱為高倍復(fù)合顯微鏡，另還有材料顯微鏡等叫法。隨著金相學(xué)發(fā)展為材相學(xué)，高倍復(fù)合顯微鏡的用途不單單為觀察和分析金相組織，而是拓展到各種材料領(lǐng)域，其觀察方式也越來(lái)越多，本文重點(diǎn)介紹高倍復(fù)合顯微鏡不同觀察方式的特點(diǎn)和適用場(chǎng)景。

高倍復(fù)合顯微鏡

高倍復(fù)合顯微鏡從光路設(shè)計(jì)角度分為正置和倒置，兩種主要有如下區(qū)別：

物鏡在樣品上方的為正置金相顯微鏡：

物鏡在樣品下方的為倒置金相顯微鏡：

明場(chǎng)照明

明場(chǎng)照明是高倍復(fù)合顯微鏡最主要的照明方法和觀察方法，樣品鏡面垂直反射率越高的區(qū)域越亮。如下圖所示：

暗場(chǎng)照明

暗場(chǎng)照明是使用管狀光束以很大的傾斜角投射到樣品上，樣品凹洼之處或產(chǎn)生漫反射區(qū)域才會(huì)有亮光。

即使樣品制備過(guò)程控制良好，也難免出現(xiàn)晶界線條很弱的情況。嘗試切換不同圖像觀察模式，可以幫助更好觀察到晶界：

偏光像（RL Polarisation）

自然光經(jīng)反射、折射、吸收等作用或人為，使其保留某一固定方向的光振動(dòng)。光波只在某一固定方向上振動(dòng)。

應(yīng)用于各向異性材料的觀察，多相合金的相分析，塑性變形、擇優(yōu)取向及晶粒位向的測(cè)定，非金屬夾雜物的鑒定等。

微分干涉

微分干涉相襯DIC在金相分析中的應(yīng)用主要顯示一般明場(chǎng)下觀察不到的某些組織，如相變浮凸、鑄造合金的枝晶偏析、表面變形組織等，特別適合分析復(fù)雜合金的組織。DIC模式能增強(qiáng)樣品表面起伏感，也可用于位錯(cuò)檢查、粒子（如FPC鍵合處導(dǎo)電粒子）等。

其中，我們拓展來(lái)講講導(dǎo)電粒子ACF：

ACF（Anisotropic Conductive Film) 是熱固性樹(shù)脂與球狀導(dǎo)電顆粒的混合物，由于導(dǎo)電顆粒濃度較小，ACF的電性能在宏觀上表現(xiàn)為絕緣。COG工藝最后的熱壓過(guò)程中，凸點(diǎn)下方的導(dǎo)電顆粒與凸點(diǎn)以及玻璃表面的導(dǎo)線發(fā)生緊密的機(jī)械接觸，實(shí)現(xiàn)了凸點(diǎn)與ITO的導(dǎo)通。相鄰?fù)裹c(diǎn)間隙內(nèi)的導(dǎo)電顆粒因相距較遠(yuǎn)仍保持相互絕緣的狀態(tài)。COG工藝完成后， ACF在豎直方向上表現(xiàn)為導(dǎo)體，而在水平方向上卻表現(xiàn)為絕緣體，于是得名為“各向異性導(dǎo)電膠"。在熱壓過(guò)程中，ACF中的樹(shù)脂固化，將IC與玻璃基板牢固的粘接在一起，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)IC的機(jī)械支撐與固定。

ACF壓合以后的檢驗(yàn)-通常采用金相顯微鏡的微分干涉對(duì)壓合后的壓痕進(jìn)行檢驗(yàn)—目前國(guó)內(nèi)做后段模組組裝及的公司不少于20個(gè)，且大都為規(guī)模非常大的公司。液晶行業(yè)的金相顯微鏡在看導(dǎo)電粒子是大多采用20倍長(zhǎng)工作距離或帶校正的物鏡。

熒光

熒光有兩種：自發(fā)熒光與繼發(fā)熒光。自發(fā)熒光是指樣品自帶熒光團(tuán)，經(jīng)照射后就能發(fā)出熒光，如葉綠體；繼發(fā)熒光也稱二次熒光，樣品經(jīng)照射后不能發(fā)出熒光，需先用熒光染料標(biāo)記處理，再經(jīng)照射才能發(fā)生熒光。熒光顯微鏡主要利用的是繼發(fā)熒光。通過(guò)寬波長(zhǎng)的激發(fā)光源提供激發(fā)光，其中需要選擇激發(fā)濾光片EX、發(fā)射濾光片EM和二向分色鏡DM，達(dá)到觀察特定熒光發(fā)光樣品的目的。

紫外

把LED白光照明替換為紫外燈照明，可提高顯微觀察的光學(xué)分辨率，我們知道光學(xué)分辨率由下面公式?jīng)Q定：

紫外光波長(zhǎng)λ小，所以d的更小，分辨率更高。

將照明光線的波長(zhǎng)由. 550 nm 變成365 nm – 俗稱紫外光（可見(jiàn)光(VIS):  λ=400-800nm），由于人眼無(wú)法看見(jiàn)紫外光，因此需要使用熒光攝像頭，紫外/ 可見(jiàn)光分光鏡筒含有特殊保護(hù)人眼的自鎖目鏡光路棱鏡。

紅外

紅外光觀察方式是一種利用波長(zhǎng)在800 nm到20 μm范圍內(nèi)的紅外光作為像的形成者，用來(lái)觀察某些不透明物體的顯微鏡。多用于半導(dǎo)體行業(yè)。

半導(dǎo)體晶圓切割道檢測(cè)：找到晶圓的切割道，以便激光切割。普通背光無(wú)法穿透晶片，只有很平行的紅外波背光有較佳的效果。用紅外相機(jī)透過(guò)晶圓正面，看晶圓里面結(jié)構(gòu)。找到晶圓的切割道，以便激光切割。

有圖案晶圓隱裂檢測(cè)：

以上就是高倍復(fù)合顯微鏡全面的觀察方式介紹和應(yīng)用場(chǎng)景解析，顯微世界非常奇妙，等待每一個(gè)求知者去探索和發(fā)現(xiàn)。

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