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21.04.2016 Anzeige

Piezobasierte Scanner für Prüfung im Industrietakt

Neues Hochdurchsatz-Verfahren ermöglicht eine mikroskopische 100-Prozent-Prüfung großflächiger Objekte in Sekundenschnelle

Bild: Fraunhofer IPT

Wissenschaftlern des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnologie IPT in Aachen ist es gelungen, erstmals eine mikroskopische 100-Prozent-Prüfung im industriellen Umfeld zu realisieren. Entscheidend für den Erfolg des Projekts war das piezobasierte Antriebssystem PIFOC® von PI.

Mit dem neuen Hochdurchsatz-Verfahren des IPT lassen sich jetzt auch großflächige Objekte in Sekundenschnelle mikroskopieren. Herkömmliche Aufnahmeprozesse dauern bei hohen Vergrößerungen von beispielsweise Platinen und Mikrotiterplatten häufig so lange, dass 100-Prozent-Prüfungen aus Zeitgründen entfallen müssen und nur Stichproben untersucht werden können.

Die Idee der Wissenschaftler: Der Tisch bewegt das Objekt im Gegensatz zum herkömmlichen „Stop-and-Go“-Betrieb kontinuierlich mit konstanter Verfahrgeschwindigkeit während der Aufnahme. Außerdem kombinierten sie den zeitoptimierten Scanprozess mit einem echtzeitfähigen Datenhandling und Bildverarbeitungsschritten. Selbst rechenintensive Aufgaben wie Stitching-Prozesse laufen nahezu ohne Verzögerung ab. Einzelaufnahmen lassen sich nahtlos zum Gesamtbild zusammenfügen, noch während die Messung läuft.

Schneller Autofokus sichert Echtzeitfähigkeit

Die Oberflächentopologie überschreitet die Schärfentiefe eines Mikroskop-Objektivs bei Weitem, sei es in der Biotechnologie aufgrund der Unebenheiten der spritzgegossenen Kunststoff-Mikrotiterplatten oder in der Elektronikfertigung bei unterschiedlich hohen Bauteilen auf der Platine oder Verkippungen des gesamten Wafers. Die Oberfläche kann nur dann scharf abgebildet werden, wenn der Fokus im Bereich von ca. 300 µm nachgeregelt wird. Für dreidimensionale Aufnahmen ist also eine echtzeitfähige Autofokusfunktion erforderlich; der Fokus muss präzise und dynamisch in Richtung der optischen Achse justiert werden.

Diese Aufgabe übernimmt der piezobasierte Objektivscanner PIFOC®. Mit einem Stellweg von bis zu etwa 500 µm ist er für die Autofokusanwendungen im Hinblick auf Genauigkeit und vor allem Dynamik Schrittmotoren deutlich überlegen. Physik Instrumente (PI) baut die PIFOC®-Z-Antriebe sehr klein und steif. Der Vorteil: Sie reagieren mit kurzen Ansprechzeiten und positionieren durch die stabile Führung auch bei den verhältnismäßig großen Verfahrwegen sehr präzise. Die spielfreie und hochgenaue Festkörperführung sorgt für eine hohe Fokusstabilität.

Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG
www.pi.de

Unternehmensinformation

Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG

Auf der Römerstr. 1
DE 76228 Karlsruhe
Tel.: 0721 4846-0
Fax: 0721 4846-1019

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