实验原理 AFM是SPM家族中应用领域最为广泛的表面观察与研究工具之一。其工作原理基于原子之间的相互作用力。当一根十分尖锐的微探针在纵向充分逼近样品表面至数纳米甚至更小间距时，微探针尖端的原子和样品表面的原子之间将产生相互作用的原子力。原子力的大小与间距之间存在一定的曲线关系。在间距较大的起始阶段，原子力表现为引力，随着间距的进一步减小，由于价电子云的相互重叠和两个原子核的电荷间的相互作用，原子力又转而表现为排斥力。这种排斥力随着间距的缩短而急剧增大。AFM正是利用原子力与间距之间的这些关系，通过检测原子间的作用力而获得样品表面的微观形貌的。   仪器概述 AFM采用对微弱力极其敏感的微悬臂作为力传感器──微探针。微悬臂一端固定，另一端置有一与微悬臂平面垂直的金字塔状微针尖。当针尖与样品之间的距离逼近到一定程度时，两者间将产生相互作用的原子力，其中切向力（摩擦力）Ft使微悬臂扭曲，法向（纵向）力Fn将推动微悬臂偏转。我们所关心的主要是纵向力Fn，它与针尖──样品间距成一定的对应关系，即与样品表面的起伏具有对应关系。微悬臂的偏转量十分微小，无法进行直接检测，采用光学方法将偏转量放大，可推知微悬臂偏转量（即原子力）的大小，最终获得样品表面的微观形貌。   仪器特点 特有的卧式探头 卧式AFM探头设计，使原子力作用方向与重力方向垂直而互不干扰；降低了探头的整体重心；克服了原有粗调与微调逼近机构的垂直蠕动；具有独特的卧式可视化光路。探头及仪器性能更加稳定和优越。   稳定的三轴压电扫描器 采用互相正交的三轴压电陶瓷扫描控制器，X、Y、Z三轴压电陶瓷之间互不耦合，可保证扫描图像不因耦合而失真；扫描器具有更好的扫描线性和独立性、更高的强度和刚度，兼具更强的扫描驱动力，能同时适用于较小与较大、较轻与较重样品的扫描成像。   优化的检测与控制系统 采用优化的微纳米扫描与反馈控制电路系统，配以多路高精度A/D&D/A控制接口，可获得更高的扫描分辨率、更好的重复性和更佳的图像质量。   完善的软件界面与功能 功能强大、界面友好，可适用于Windows XP/Win7/Win8/Win10等操作系统。一般操作者均可轻松而熟练地掌握，只需点击鼠标，即可完成从图像扫描到图像处理及数据信息计算的全部操作。可用鼠标任意选择局部扫描区域，实现图像平移、定位和缩放；可设定扫描次数并自动控制扫描停止；具有实现X、Y方向的面扫描和线扫描的功能；可获得样品表面的纳米级三维形貌结构和截面线；高质量的彩色/黑白平面图像显示与三维立体图像显示；具有图像的二维和三维纳米标尺标注功能及粒径测量功能；具备纳米级表面微观粗糙度的统计及计算功能；可精确测定样品表面的微纳米级台阶高度和深度；完善的图像处理功能，包括裁剪、粘贴、旋转、对比调节、亮度调节、颜色调整、背景色调整、图像平滑、滤波等。   简单便捷的仪器操作 AFM的操作十分简单和便捷，一般操作人员即可完成，无需专人操作和维护。安装探针、安装样品、粗调和微调进样、图像扫描、图像存储等操作，均可在1分钟内完成。特别适用于科学研究、教学实验及产品检测。   高稳定性与抗干扰能力 AFM既可在良好的实验条件下完美工作，也可在有一般实验室、普通桌面、有轻微振动、有环境干扰、有光照等条件下正常运作，快速扫描观察各种微纳米样品，获得理想的图像和微纳米结构信息。具备更好的稳定性和抗震性，更强的抗（光、电、磁等）干扰能力，更快的扫描速度（最快1幅图像/1~6秒，作为对比，进口仪器的扫描速率一般为1幅图像/10~20分钟甚至更慢）。   高适用性广泛应用领域 可同时适用于科学研究、本科生和研究生的教学实验及纳米技术产品的检测，广泛适用于各种金属/非金属、导体/非导体、磁性/非磁性材料样品的扫描检测。对被测材料样品无特殊要求，免去繁琐的样品制备过程，可直接扫描获得微纳米结构信息。   实验内容与典型实验数据 部分扫描测试样品的AFM图像   部件列表 描述 数量 原子力显微镜探头 1 控制机箱 1 直流高压电源 1 A/D&D/A控制接口卡 1 AFM微探针 15组60 tips USB光学显微镜 1 一体机, 含AFM扫描控制软件 1 样品 5 剪刀、镊子、启子、放大镜等工具 1

仪器特点：1、出色的全反射光学系统，保证仪器有优秀的信噪比。2、全面安全的智能气体控制模块。3、出色的全波段氘灯背景校正技术和高性能自吸双背景校正。4、全自动的仪器控制，光源支持高性能元素灯，一键快速完成。5、先进的灯位八灯架360度旋转设计。6、设计新颖的原子化器和智能升降。7、MS Window系统下简洁、专业、自动、完全操作的RG-WinAAS工作站软件。

1、主要功能和应用领域： 本设备可满足液晶屏/触摸屏制造行业对导电金球在COG绑定后的在线质量全检需求，即对导电金球的深浅、个数和偏位进行准确高效的自动检测，以满足液晶行业日益上升的金球质检标准和产能要求。金球内核为聚合物材料，外壳为金或镍，直径3~5微米。ACF热压后金球有的被压扁，有的被压开口，并充当LCD和驱动芯片之间的导电通道，如金球压合不好会造成导电不良，使得液晶屏发生批量缺线等故障。 2、特色及先进性： 1）金球深浅判断。导电金球的压合轻重程度没有量化指标，主要依靠人眼目视的感受，需要从图像上提取物理特征参数，以反映金球被压迫从过轻到合适再到过重变化，对应无变形-变形良好-变形过多(压碎)的过程。 2）偏位测量情况多样。当BUMP比金手指尺寸大的时候，完全对准的情况下看不到金手指，和刚好错开一个金手指的情况一样。需保证调机良好情况下的3微米精度，对于偏位较大的情况则需要采用额外的算法来判断。 3）检查标准设置繁多。设计并实现了一个智能分组的工具，在采集了所有视场的图像后，将建标的时候识别出来的BUMP(多为白色)尺寸分组，尺寸相近的在一组，则通过点击智能分组工具，然后就把尺寸、面积和比例相似的分在一起，简化操作。 4）屏幕放置精度和尺寸精度高。系统的检测流程需要根据被测屏幕的放置位置精度和尺寸精度来确定，若屏幕在自动对边后相同特征不同片子产生的位置差异远大于线宽线距，则需要添加自动寻找定位点，然后将其作为位置起点再进行自动检测。 8、 技术指标：金球直径：3微米；分辨率：0.7微米；放大倍数：10；图片大小：4000*100000，4亿像素；采集时间：2秒 ；计算时间：0.8秒 ；ITO引脚：200~500个；单个引脚金球个数：10~50个；整机检测效率：一代机5 s，二代机3.5 s 4、关键问题和实施效果 目前传统液晶屏和触摸屏生产线上，对于ACF热压后的金球压合质量均采用人工抽检的方式，借助显微镜进行人工检测，8-10片抽检一片。该设备可以实现产品的全检，一台设备相当于8-10个人，对于提高产能提升产品质量具有非常重大的意义。该设备采用线阵相机配合精密运动平台实现0.7微米分辨率的图像采集，其光学采集部分如下图所示。

本设备可满足液晶屏/触摸屏制造行业对导电金球在COG绑定后的在线质量全检需求，即对导电金球的深浅、个数和偏位进行准确高效的自动检测，以满足液晶行业日益上升的金球质检标准和产能要求。金球内核为聚合物材料，外壳为金或镍，直径3~5微米。ACF热压后金球有的被压扁，有的被压开口，并充当LCD和驱动芯片之间的导电通道，如金球压合不好会造成导电不良，使得液晶屏发生批量缺线等故障。

1 成果简介电磁超声导波检测设备可实现对钢板和钢管缺陷的快速扫描，既满足电磁超声导波实验室需求又可满足工程应用，特别是针对高校用户提供开放式数据接口和检测数据源文件，可方便高校教师和学生科研使用。 仪器主要指标：工作电压： 220V 交流；探头激励信号频率、幅值和周期数可调；可以产生管道 L 模式、管道 T 模式、 Lamb 波模式和 SH 波模式的电磁超声导波；可用于管道和板材的腐蚀、裂纹等缺陷检测，最大检测板厚或壁厚为 20mm；可检出最小腐蚀缺陷 1t×1t×0.1t（深）；可检测最小裂纹 1t（长）×0.1t（深）， t为板厚；定位误差< 5 cm。图 1 电磁超声导波检测仪器2 应用说明研究成果已经成功应用在国家管道检测工程实验室、油田、电厂和高校相关实验室等多家企事业单位。 应用于油田管网检测；石化企业管道检测；电站管道检测。3 效益分析按国际压力管道检测工程通行价格计算，为每公里 1 万美元。

本发明涉及无损检测领域，具体涉及一种重构非均匀介质中的缺陷形状的方法，具 体包括以下步骤：首先利用超声波检测系统检测非均匀介质，获得非均匀介质中的缺陷回波 幅值，在计算机中利用工程计算软件进行程序编写，然后输入相应的缺陷回波的幅值即可实 现非均匀介质的缺陷形状的重构；所以本发明的重构非均匀介质中缺陷形状的方法简单方 便，能快速、准确、低成本的重构出非均匀介质中三维缺陷的形状。 

成果简介： 1、主要功能和应用领域： 本设备可满足液晶屏/触摸屏制造行业对导电金球在COG绑定后的在线质量全检需求，即对导电金球的深浅、个数和偏位进行准确高效的自动检测，以满足液晶行业日益上升的金球质检标准和产能要求。金球内核为聚合物材料，外壳为金或镍，直径3~5微米。ACF热压后金球有的被压扁，有的被压开口，并充当LCD和驱动芯片之间的导电通道，如金球压合不好会造成导电不良，使得液晶屏发生批量缺线等故障。 2、特色及先进性： 1）金球深浅判断。导电金球的压合轻重程度没有量化指标，主要依靠人眼目视的感受，需要从图像上提取物理特征参数，以反映金球被压迫从过轻到合适再到过重变化，对应无变形-变形良好-变形过多(压碎)的过程。 2）偏位测量情况多样。当BUMP比金手指尺寸大的时候，完全对准的情况下看不到金手指，和刚好错开一个金手指的情况一样。需保证调机良好情况下的3微米精度，对于偏位较大的情况则需要采用额外的算法来判断。 3）检查标准设置繁多。设计并实现了一个智能分组的工具，在采集了所有视场的图像后，将建标的时候识别出来的BUMP(多为白色)尺寸分组，尺寸相近的在一组，则通过点击智能分组工具，然后就把尺寸、面积和比例相似的分在一起，简化操作。 4）屏幕放置精度和尺寸精度高。系统的检测流程需要根据被测屏幕的放置位置精度和尺寸精度来确定，若屏幕在自动对边后相同特征不同片子产生的位置差异远大于线宽线距，则需要添加自动寻找定位点，然后将其作为位置起点再进行自动检测。 3、技术指标： 金球直径：3微米；分辨率：0.7微米；放大倍数：10；图片大小：4000*100000，4亿像素；采集时间：2秒 ；计算时间：0.8秒 ；ITO引脚：200~500个；单个引脚金球个数：10~50个；整机检测效率：一代机5 s，二代机3.5 s 4、关键问题和实施效果： 目前传统液晶屏和触摸屏生产线上，对于ACF热压后的金球压合质量均采用人工抽检的方式，借助显微镜进行人工检测，8-10片抽检一片。该设备可以实现产品的全检，一台设备相当于8-10个人，对于提高产能提升产品质量具有非常重大的意义。该设备采用线阵相机配合精密运动平台实现0.7微米分辨率的图像采集，其光学采集部分如下图所示。

一种表面缺陷电磁超声检测方法，属于无损检测技术，解决现 有电磁超声检测方法中提离距离的变化影响检测准确度的问题。本发 明通过改变电磁超声传感器检测探头的提离距离，测量不同提离距离 下标准试样的信号，并进行信号处理，得到提离斜率，利用不同缺陷 深度下提离斜率与缺陷深度的关系，建立相应的拟合函数；将检测待 测缺陷所得到的提离斜率代入所述拟合函数，达到定量检测缺陷的目 的。本发明简单易行，与现有的采用峰峰值强度和透射系数定量检测 缺陷的方法相比，本发明可以减少检测探头提离距离的影响，而且不 用在检测过程中

原子力显微镜(Atomic Force Microscope, AFM)，是一种可用来研究包括绝缘体在内的固体材料表面结构的分析仪器。它通过检测待测样品表面和一个微型力敏感元件之间的极微弱的原子间相互作用力来研究物质的表面结构及性质。将一对微弱力极端敏感的微悬臂一端固定，另一端的微小针尖接近样品，这时它将与其相互作用，作用力将使得微悬臂发生形变或运动状态发生变化。扫描样品时，利用传感器检测这些变化，就可获得作用力分布信息，从而以纳米级分辨率获得表面形貌结构信息及表面粗糙度信息。 原子力显微镜主要由带针尖的微悬臂，微悬臂运动检测装置，监控其运动的反馈回路，使样品进行扫描的压电陶瓷扫描器件，计算机控制的图像采集、显示及处理系统组成。微悬臂运动可用如隧道电流检测等电学方法或光束偏转法、干涉法等光学方法检测，当针尖与样品充分接近相互之间存在短程相互斥力时，检测该斥力可获得表面原子级分辨图像，一般情况下分辨率也在纳米级水平。AFM 测量对样品无特殊要求，可测量固体表面、吸附体系等。