산업용 현미경이란?
산업용 현미경은 반도체, 전자부품 및 액정 디스플레이 등을 제조할 때 공정 검사 및 분석 등에 사용되는 현미경입니다.
대부분의 산업용 현미경은 데이터 분석을 용이하게 하기 위해 디지털 카메라나 CCD의 영상을 컴퓨터에 저장할 수 있도록 되어 있습니다.
산업용 현미경의 사용 용도
산업용 현미경은 반도체, 전자부품 등 산업용 제품의 제조 공정 검사 및 분석 등에 사용되고 있습니다. 산업용 현미경은 빛을 조사하여 반사광으로 표면을 관찰하는 금속 현미경이 가장 일반적입니다.
금속 현미경은 세라믹의 조직이나 금속 및 합금, 부재의 연마면, 전자부품 등 불투명한 산업용품의 표면을 관찰하는 데 사용된다. 이 외에도 마그네틱 헤드, 액정, 필름 등의 제품 제조 시 개발, 분석, 검사 등에 사용됩니다.
또한, 기판의 납땜 접합면 관찰, 용접부의 용융 깊이 등 세밀한 관찰도 가능합니다. 또한, 금속 가공에서 주조, 열처리 및 야금 등의 공정 후 평가 분석에도 사용되고 있습니다.
산업용 현미경의 원리
산업용 현미경으로 가장 일반적인 금속 현미경은 시료를 위에서 관찰하는 정립 현미경과 아래에서 관찰하는 도립 현미경이 있습니다. 정립 현미경은 흔히 볼 수 있는 일반적인 현미경 유형으로,대물렌즈 아래에 시료가 있고 대물렌즈 위에서 관찰합니다. 도립 현미경은 대물렌즈 끝이 위쪽을 향하고 있어 시료를 아래에서 관찰합니다.
정립현미경과 도립 현미경 모두 광원은 대물렌즈 안쪽에 설치되어 있습니다. 이 광원에서 시료 표면에 빛을 조사하고, 시료 표면의 반사광으로 시료 표면 형상을 관찰하는 구조입니다. 대물렌즈와 접안렌즈 사이에 프리즘이나 렌즈를 끼워 대물렌즈 쪽에서 시료에 조사되어 반사된 빛은 확대하여 관찰합니다. 배율은 50배~1,000배 정도입니다.
산업용 현미경으로 사용되는 금속현미경에는 복합적인 기능을 가진 기종이 많으며, 반사조명에 의한 명시야법, 암시야법, 미분 간섭법이 가능한 기종이 풍부합니다. 반사조명 암시야법에서는 미세한 스크래치나 균열, 기공 등이 빛나서 보여 시료 표면의 관찰에 적합합니다. 반사 조명의 미분 간섭법에서는 명시야법에서 발견하기 어려운 미세한 요철을 검출할 수 있어 검사 공정에서 많이 사용되고 있습니다.
산업용 현미경의 종류
산업용 현미경에는 앞서 언급한 바와 같이 정립 현미경과 도립 현미경이 있습니다.
1. 정립 현미경
일반적으로 정립형 현미경은 조명 방식에 따라 투과와 반사를 선택할 수 있는 경우가 많고, 광학계 설계가 용이하다는 장점이 있습니다.
2. 도립 현미경
도립 현미경은 관찰하는 면을 아래쪽으로 놓기 때문에 광축에 대한 관찰면의 수평을 쉽게 잡을 수 있어 금속 분야 등에서 많이 활용되고 있습니다.
산업용 현미경의 기타 정보
1. 다양한 기능을 가진 산업용 현미경
산업용 현미경은 효율적인 관찰을 위해 금속 현미경으로서의 기능뿐만 아니라 다른 기능도 가지고 있는 것이 있습니다. 예를 들어, 일반 광학 현미경, 편광 현미경, 주사형 프로브 현미경 등의 기능도 가지고 있으며, 여러 가지 관찰 방법을 가진 기종도 있습니다.
또한, 산업용 현미경은 산업용품의 제조 공정 검사나 분석 등에 사용되기 때문에 CCD나 디지털 카메라의 영상을 PC에 저장할 수 있는 것이 일반적입니다. 이를 통해 데이터 분석이 용이해져 검사 및 분석의 효율성이 높아집니다.
또한, 현미경 기능뿐만 아니라 카메라, 3차원 측정 등 여러 기능을 복합적으로 갖춘 산업용 현미경도 있습니다.
2. 산업용 현미경과 측정 현미경의 차이점
산업용 현미경은 넓은 의미에서 제조업 등 산업계에서 사용되는 현미경의 총칭입니다. 따라서 광학 현미경뿐만 아니라 전자 현미경, 디지털 현미경 등도 산업용 현미경에 해당합니다. 하지만 산업용 현미경이라고 하면 광학식 금속 현미경만을 지칭하는 것이 일반적입니다.
금속 현미경은 측정 대상의 표면에 빛을 비추는 반사 조명을 사용하는 경우가 많으며, 주요 사용 목적은 표면 관찰입니다. 반면 측정 현미경은 반사 조명 수단 외에 투과 조명 수단도 가지고 있습니다. 또한, 측정 대상을 올려놓는 스테이지에는 디지털 스케일과 카운터가 표준으로 장착되어 있으며, 측정할 수 있는 메커니즘과 기능을 갖추고 있습니다.
즉, 산업용 현미경은 관찰이 주 용도이며, 측정 현미경과 같은 스테이지의 이동량이나 확대된 관찰상에 대한 배율 보장은 그다지 필요하지 않습니다.