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颠覆传统操作模式：JEM-F200全自动测角台系统


应用工程师   王凯

测角台系统是透射电子显微镜（TEM）极其重要的硬件之一。 无论是早期的顶插式还是目前主流的侧插式，都需要操作人员手动将样品杆插入或拔出测角台。 这种传统的操作方式，易出错且非常依赖实验人员的操作熟练度，已经无法满足现阶段材料研究和工业分析领域简便GX、高通量的分析需求。 日本电子场发射透射电子显微镜JEM-F200全新的测角台系统颠覆了传统的操作方式，首次实现了全自动进出样品杆，并且兼顾了超高精度和稳定性，是电镜技术发展历程中一个里程碑式的变革。

插拔样品杆作为透射电镜操作的入门课程，传统的手动操作方式需要长时间认真反复的练习方能掌握，即便是经验丰富的使用者也可能由于误操作导致样品室漏气，严重的甚至会损坏测角台内部构造或影响样品杆的使用寿命。    新测角台ZD的特色就是通过名为“SPECPORTERTM”的系统实现了样品杆的自动进出操作，实验人员仅需要将样品杆放到测角台的预设位置，点击软件上的插入按钮就可以等待系统完成样品杆自动插入过程，如图1所示。 

图1 样品杆自动插入过程示意图。

step1：样品杆插到测角台的预抽位置；step2： 预抽完成后转移面板将样品杆固定；step3： 转移面板将样品杆固定不动，测角台旋转90°打开气锁；step4：转移面板将样品杆推入测角台；step5：自动插入样品杆过程结束。


这种自动操作的方式ZD的优点就是简便安全，将电镜进样过程中极易出错的复杂操作环节转变为机械系统的自动流程，避免了因人为误操作导致的设备故障，非常适合电镜新用户以及多操作者的分析测试平台使用。 特别是对于带有液氮罐的冷冻样品杆，由于自动进样过程中样品杆始终保持水平位置，整个过程中液氮不会洒落，从而既保证了操作人员的安全，又避免了因液氮洒落影响冷冻实验温度稳定性及低温持续时间。

此外，新测角台系统兼具高精度皮米级样品移动和超快速样品搜寻能力。 在需要高稳定性移动的使用场合，测角台对样品的操纵可达亚原子精度；需要高速移动样品的时候，超快样品移动速度可达0.3mm/s，对于常规的3mm铜网不到10s就能完成全范围搜索。 测角台系统还预置了多种样品杆控制接口（Rotation、Heating、Option），方便连接原位样品杆线缆。

JEM-F200所配备的测角台是一种简便、安全的侧插样品杆操控系统，实现了全自动样品杆，并且保证了皮米级精度和超快的搜索速度，能够满足高分辨图像和GX率分析等各种操作需求，是透射电子显微镜领域里程碑式的技术革新。

 

参考资料：

Kazuya Yamazaki et al. Development of new stage system for modern electron microscope. DOI:10.1002/9783527808465.EMC2016.5862

手动探针台用途：

探针台主要应用于半导体行业、光电行业、集成电路以及封装的测试。 广泛应用于复杂、高速器件的精密电气测量的研发，旨在确保质量及可靠性，并缩减研发时间和器件制造工艺的成本。手动探针台的主要用途是为半导体芯片的电参数测试提供一个测试平台，探针台可吸附多种规格芯片，并提供多个可调测试针以及探针座，配合测量仪器可完成集成电路的电压、电流、电阻以及电容电压特性曲线等参数检测。适用于对芯片进行科研分析，抽查测试等用途。

手动探针台应用领域：

Failure analysis  集成电路失效分析                   

Wafer level  reliability晶元可靠性认证

Device characterization 元器件特性量测               

Process modeling塑性过程测试(材料特性分析)

IC Process  monitoring  制成监控                     

Package part probing  IC封装阶段打线品质测试

Flat panel probing 液晶面板的特性测试                

PC board probing  PC主板的电性测试

ESD&TDR testing    ESD和TDR测试                      

Microwave  probing  微波量测(高频)

Solar太阳能领域检测分析                              

LED、OLED、LCD领域检测分析

在工业测试、质量控制及科研领域，摇摆台和振动台是常见的设备，两者在性能和应用领域上存在明显的区别。了解这两种设备的特点和差异，对于选择合适的测试工具至关重要。本文将从结构、工作原理、应用场景及功能特点等方面详细分析摇摆台与振动台的区别，帮助读者根据实际需求作出合理的决策。

1. 结构与工作原理

摇摆台和振动台在结构设计上有显著差异。摇摆台通常由底座、支撑系统和摆动机构组成，通过模拟水平或倾斜方向的摇摆运动来测试物体在不同姿态下的稳定性。它采用机械臂或旋转轴控制角度的变化，多用于测试和动平衡实验。

振动台则侧重于频率和加速度的模拟，由振动系统、传感器及控制单元构成。通过电磁或液压驱动，振动台可以精确地模拟线性或非线性的振动波形，以评估产品在运输或使用过程中抵抗振动的能力。其输出参数包括频率、幅度和加速度，这些变量能够灵活调节，以满足不同的测试标准。

2. 应用领域

摇摆台主要用于测试、倾覆实验和模拟倾斜状态下的物体稳定性评估。常见于电梯制造、家电行业及某些工业机械的倾角检测。例如，在洗衣机出厂前，摇摆台可以用来检测其滚筒的平衡性，确保设备在工作时不会发生异常晃动。

相对而言，振动台的应用范围更加广泛，涵盖了航空航天、汽车制造、电子产品及运输业等多个领域。在电子设备的研发过程中，振动台用于检测电路板、元器件在振动条件下的性能可靠性，避免因振动造成的焊点松动或接触不良。在物流行业中，振动台可以模拟运输中的颠簸情况，验证包装设计是否能有效保护产品。

3. 功能特点的区别

在功能特点上，摇摆台更强调角度变化与动态平衡。通过调节摆动幅度和频率，它能够检测物体的稳定性及倾覆风险，尤其适用于对设备的静态或慢速动态性能的测试。

振动台的优势则在于高频率和精确振动模拟。它能产生从低频到高频的不同振动波形，用于考核产品的抗振性能和耐久性。这对于需要通过严格疲劳测试的产品，如飞机零部件或汽车仪表盘，尤为重要。振动台的多功能性也体现在可模拟随机振动和正弦振动的能力上，使其在科研与产品测试中成为关键设备。

4. 如何选择合适的设备

选择摇摆台还是振动台，需要根据具体的测试需求来判断。如果测试对象主要关注物体的、平衡性或倾斜角度，则摇摆台更为合适。它适用于需要模拟摆动场景的设备，如洗衣机、冰箱或电梯的调整。

如果测试的目的是评估产品在运输、使用过程中是否能抵御振动的影响，那么振动台是更佳的选择。