니콘, 현미경용 정밀 층 두께 측정 소프트웨어 출시

니콘 메트롤로지, NIS-Elements에 레이어 두께 모듈 추가

일본 카메라 거장 니콘의 계측 부문인 니콘 메트롤로지는 산업용 측정 현미경을 포함한 광학 기기를 제조하며, NIS-Elements 이미징 플랫폼에 새로운 레이어 두께 소프트웨어 모듈을 추가하여 단면 층 깊이와 표면 피처 너비의 검사, 분석, 보고를 간소화했습니다. 이 옵션은 다양한 기능을 반자동화하여 품질 관리를 가속화할 뿐만 아니라 피처 인식, 결과 해석, 수치 계산에서 인간 오류 위험을 줄여 신뢰성을 향상시킵니다. 이 소프트웨어의 응용 분야는 제조 및 재료 연구부터 의학 및 광물학까지 산업과 과학 전반에 걸쳐 있습니다.

정확한 두께 측정의 중요성: 산업 사례

대량 생산에서 정확한 두께 측정의 중요성을 보여주는 예는 흔합니다. 자동차 산업에서 차체 도막이 너무 얇으면 비용이 많이 드는 보증 청구로 이어질 수 있고, 너무 두꺼우면 연간 수백만 달러의 낭비가 발생할 수 있습니다. 같은 원리가 식품 산업에서 산소 차단용으로 플라스틱 포장에 적용되는 비교적 비싼 EVOH 차단층에도 적용되어 부패하기 쉬운 제품의 유통 기한을 연장합니다. 마찬가지로 인쇄 회로 기판의 도전 트랙 너비는 구리 과사용을 방지하기 위해 정확하게 제어되어야 합니다.

층 두께 측정이 중요한 다른 응용 분야에는 강철 및 기타 금속의 탈탄소 분석, 열 분무 또는 화학 증착 분석, 접착 또는 표면 마모 검사 등이 있습니다.

NIS-Elements 플랫폼과 니콘의 광학 역량

니콘 메트롤로지의 NIS-Elements는 직립형 또는 역형 광학 현미경(가끔 주사 전자 현미경)에서 얻은 디지털 이미지를 검사하여 중요한 피처를 높은 정밀도로 분석할 수 있게 하는 통합 소프트웨어 이미징 플랫폼입니다. 이미지는 라이브이거나 고해상도 카메라를 사용하여 디지털로 저장될 수 있습니다.

가장 중요한 것은 처음에 이미지를 포착하는 데 사용된 광학의 품질입니다. 이는 니콘의 핵심 역량으로, 특히 제3자 공급업체에 의존하지 않고 자체 유리를 제조하는 유일한 현미경 제조업체라는 점이 주목할 만합니다.

반자동 평가를 위한 4가지 모드

이전 NIS-Elements 소프트웨어에서 이미지의 층 측정은 완전히 수동 과정이었으며 그 기능은 그대로 유지됩니다. 이는 운영자가 층 경계를 정의하고, 시료 전체에 고르게 분포된 지점을 선택하고, 해당 위치에서 두께 측정을 수행하고, 값을 기록하고, 평균 두께를 계산하는 과정을 포함합니다.

레이어 두께 소프트웨어는 이러한 수동 도구를 편리한 모듈로 통합하여 반자동 워크플로 옵션을 제공합니다. 대비와 같은 이미지 특성을 기반으로 한 처리 기술을 활용하여 많은 측정 기능을 자동화합니다. 수술용 메스나 톱 또는 와이어 EDM으로 단면 절단된 비투명 시료에서 반사광(에피스코픽)으로 생성된 이미지 분석에 이상적입니다. 또한 마이크로톰에서 얻은 극도로 얇고 반투명한 재료 조각을 투과 조명(디아스코픽)으로 생성된 이미지 분석에도 동일하게 적용 가능합니다.

사용 방법: 4가지 측정 모드 상세

디지털 이미지가 NIS-Elements에서 캡처된 후, 전동 노즈피스가 있는 현미경의 경우 자동으로, 그렇지 않으면 수동으로 보정됩니다. 라이브 이미지인 경우 드롭다운 목록에서 관련 현미경 대물렌즈를 클릭하여 보정합니다. 상단 메뉴바에서 '레이어 측정'을 선택하면 4가지 작동 모드가 나타납니다.

'선형' 옵션을 선택하면 층을 수평으로 정렬하는 정렬 도구를 사용할 수 있습니다. 측정 위치에서 자동으로 5개의 등간격 수직 벡터가 생성되며, 운영자가 간격 수를 변경하거나 연속 측정을 할 수 있습니다. 애플리케이션의 '바이너리 에디터' 영역에서 '자동 감지' 도구를 사용하면 운영자가 층을 선택하고 경계를 정의할 수 있습니다. 픽셀 강도나 색상으로 층을 구별하는 데 도움이 되는 임계값 명령을 적용할 수 있습니다.

운영자는 시료 내 포함물의 존재를 무시하고 위에서 아래로 층을 측정하도록 선택할 수 있으며, 이는 대부분의 애플리케이션에 가장 적합한 선택입니다. 다른 옵션으로는 어느 경계에서든 첫 번째 구멍이나 틈까지의 거리, 또는 구멍이나 틈 사이의 최대 거리를 측정할 수 있습니다. 분석은 이미지의 왼쪽에서 오른쪽, 위에서 아래로 진행됩니다.

측정 전에 소프트웨어가 수직으로 그어진 두 선 사이에서만 검색하도록 제한을 적용하는 것이 종종 필요하며, 이는 층의 비대표적인 영역을 제외할 수 있게 합니다. 마찬가지로 '그리기' 명령 아래 다양한 바이너리 도구를 선택하고 이상치를 채워 넣음으로써 층 경계 위아래의 현저한 돌출부와 같은 우려 영역을 이미지에서 제거하고 선을 매끄럽게 할 수 있습니다.

밀리미터 또는 마이크론 단위의 결과로 선택한 ROI(관심 영역)에서 측정된 총 층 길이, 최소/최대/평균 두께, 표준 편차가 모두 자동으로 계산되어 이미지 아래에 나타납니다. 측정된 길이에 평균 너비를 곱하면 면적 값이 제공됩니다. 이 과정은 연속하는 층 각각에 대해 반복되며, 각 층은 운영자가 이름을 지정하고 이미지와 층 측정 필드에서 자동으로 녹색, 파란색 등으로 색상이 지정됩니다. 사용자는 모든 기본 층 색상을 원하는 대로 재할당할 수 있습니다.

디지털 이미지에 원형 층이 포함된 경우 수직 벡터는 경사진 각도에서 층을 측정하므로 적절하지 않습니다. '원형' 옵션을 선택하면 운영자가 피처 주위에 호를 쉽게 그린 다음 층을 통합하고 색상화할 수 있습니다. 층의 모든 지점에서 법선 방향의 각도 증분으로 사전 설정된 방사형 벡터 라인이 화면에 자동으로 나타나 측정 위치를 정의합니다.

이미지가 비정형 불규칙 모양의 층을 보여주는 경우 '일반' 옵션을 사용할 수 있습니다. '폴리라인 정의'를 선택하여 층 주위에 경로를 그린 후 통합하고 색상화하면, 원형 층과 마찬가지로 경로에 법선인 벡터가 자동으로 적용되고 측정이 유사하게 수행됩니다.

측정 정보는 색상화된 층과 모든 데이터를 보여주는 PDF 형태의 층 두께 보고서로 자동 내보내기할 수 있습니다. 또는 보고서를 Excel로 내보낼 수 있습니다. 표준 기본 템플릿 또는 고객이 정의한 맞춤 템플릿 중 하나에 결과가 채워집니다.

결론: 생산성 최대 5배 향상

니콘의 레이어 두께 소프트웨어 모듈을 사용하면 운영자가 모든 측정을 수작업으로 할 때보다 시료에 대한 포괄적인 정보를 더 빠르게 얻을 수 있습니다. 애플리케이션에 따라 개선된 워크플로는 주어진 양의 데이터를 수집하고 분석하는 데 대해 검사 생산성을 최대 5배까지 높일 수 있습니다. 측정은 동일한 시료와 관련된 이미지 그룹이나 시료 배치 전체에서 쉽게 빠르게 평균화할 수 있습니다. 또한 여러 다른 운영자가 장비를 사용하더라도 프로세스가 더 정확하고 반복 가능하며, 인간 해석의 감소는 품질을 손상시킬 수 있는 오류 위험을 줄입니다.