在制造業的研發環節（如半導體、航空航天、醫療器械），對產品微觀結構的超高分辨率表征與多維度分析是提升產品性能、突破技術瓶頸的關鍵。澤攸臺式掃描電子顯微鏡 ZEM20，憑借性能與強大的擴展能力，成為工業研發的核心顯微表征平臺。
產品細節
ZEM20 采用工業級高穩定性臺式結構，機身外殼為 2mm 厚的不銹鋼板，表面經過防腐蝕、防靜電處理，能適應研發車間的復雜環境（如輕微化學腐蝕、靜電干擾）。操作界面支持工業級操作系統，具備權限管理功能，可設置研發人員、技術員、管理員等不同權限，保障實驗數據的安全性與操作的規范性。樣品室為超大容積設計，最大可容納直徑 150mm、高度 100mm 的樣品，配備高精度六軸電動樣品臺（X/Y/Z 軸移動，傾斜、旋轉、擺動），定位精度可達 ±0.5μm，支持大尺寸樣品（如半導體晶圓、航空航天零部件）的多位置、多角度表征。設備集成高靈敏度二次電子探測器、背散射電子探測器、能量選擇背散射探測器（EBSD 專用），可同時獲取樣品的表面形貌、成分分布與晶體結構信息；同時支持與能譜儀（EDS）、電子背散射衍射（EBSD）、聚焦離子束（FIB）的無縫集成，構建 “形貌 - 成分 - 結構 - 加工" 一體化表征系統，滿足工業研發的全流程需求。此外，設備配備工業級數據存儲與管理系統，可存儲 10 萬組以上的實驗數據，并支持與企業研發管理平臺（PLM）對接，實現實驗數據的追溯、共享與分析。
產品性能
ZEM20 的性能達到工業級 SEM 水平，二次電子圖像分辨率可達 1.5nm（30kV），低電壓（1kV）下分辨率 3.0nm，能清晰檢測半導體芯片的納米級電路（如 7nm 制程芯片的晶體管結構）、航空航天材料的微觀缺陷（如鈦合金的納米級裂紋）。加速電壓范圍 0.5 - 20kV，調節精度 0.01kV，可根據不同材料（如半導體、金屬、陶瓷、高分子）選擇電壓，實現低損傷、高分辨率表征；放大倍數覆蓋 5 - 300000 倍，可從晶圓級宏觀觀察快速切換至納米級細節分析。設備具備高速掃描與高分辨率成像雙重模式：高速掃描模式（幀率 60 幀 / 秒）適合快速定位樣品缺陷，高分辨率模式（8192×6144 像素）適合精細表征。在工業研發中，支持原位實驗功能，如原位加熱（-200℃至 600℃）、原位力學測試（拉伸、壓縮）、原位電學測試，可實時觀察產品在模擬使用環境下的微觀結構變化（如芯片在高溫下的電路穩定性、航空材料在受力下的缺陷擴展）。此外，設備具備先進的自動化表征功能，可通過預設程序實現多樣品、多位置的自動檢測與數據分析，提升研發效率（如半導體晶圓的自動缺陷檢測，每小時可檢測 100 個以上的芯片）。
用材講究
為滿足工業研發的長期穩定性與可靠性需求，ZEM20 的核心部件選用頂級工業級材料與工藝。電子槍可選配場發射燈絲（W 或 CeB?），場發射燈絲具備超高亮度（亮度是鎢燈絲的 20 - 50 倍）、極長使用壽命（W 場發射燈絲可達 5000 小時，CeB?場發射燈絲可達 10000 小時）與極低的能量分散，能產生亞納米級的電子束，實現超高分辨率成像。透鏡系統采用無氧銅精密加工，配合多層超導鍍膜與水冷系統，電子束聚焦精度可達 0.1nm，且長期使用后聚焦穩定性波動小于 1%。樣品室內部采用鈦合金材質，經過電解拋光與鈍化處理，表面粗糙度小于 0.05μm，減少電子散射與背景噪聲，同時具備優異的抗腐蝕能力，可應對工業研發中常見的酸性、堿性樣品（如航空材料的腐蝕產物分析）。樣品臺采用高強度鈦合金與碳纖維復合材質，兼具高剛性與輕量化，定位精度可達 ±0.5μm，且在長期使用（10000 次以上移動）后定位誤差小于 1μm。探測器選用工業級高靈敏度、高穩定性器件，信號采集效率高，噪聲低，在工業環境下（溫度 15 - 30℃，濕度 20% - 70%）信號穩定性波動小于 5%；內部電路采用工業級抗干擾設計，能抵抗車間的電磁干擾與電壓波動（±10%）。真空系統采用工業級三級真空泵（機械泵 + 分子泵 + 離子泵），真空度可達≤1×10??Pa，抽真空時間短（從常壓至超高真空≤5 分鐘），且具備真空保護與自動恢復功能，減少因停電、漏氣等突發情況導致的設備損壞。
參數詳情
廣泛用途
在半導體芯片研發中，ZEM20 可用于檢測 7nm 及以下制程芯片的晶體管結構、金屬互聯線缺陷，分析芯片在高溫、高壓下的性能穩定性，助力先進制程芯片的研發與制造；在航空航天材料研發中，能觀察鈦合金、復合材料的微觀結構、纖維與基體的界面結合狀態，研究材料在高溫、疲勞載荷下的缺陷擴展規律，提升航空航天零部件的可靠性與使用壽命；在醫療器械研發中，可檢測人工心臟的表面微觀結構、植入式傳感器的封裝質量，確保醫療產品的生物相容性與使用安全性；在新能源材料研發中，能觀察鋰電池電極材料的微觀形貌、電解液與電極的界面反應，優化電池性能，延長電池壽命；此外，在精密模具制造中，還能檢測模具型腔的納米級表面粗糙度、微小缺陷，助力高精度模具的研發與生產。
使用說明
安裝時，需將 ZEM20 固定在研發車間的專用防震工作臺上，工作臺需具備承重能力≥500kg，且配備獨立的接地系統（接地電阻≤1Ω）。設備周圍需預留足夠空間（前后左右各≥1m），用于安裝擴展附件（如 EDS、EBSD、FIB）與日常維護。連接設備電源、工業網絡線路，由廠家專業工程師進行設備安裝調試，包括真空系統 leak 檢測、電子槍校準、探測器靈敏度調試、工業對接測試等，調試完成后進行性能驗證（如分辨率測試、自動化表征效率測試）。日常使用前，啟動設備自檢程序，檢查真空系統、電子槍、樣品臺、探測器是否正常，若自檢異常，根據設備提示排查故障（如真空濾芯堵塞、樣品室門密封不良）。樣品制備需符合工業研發標準：半導體晶圓需進行表面清潔與鈍化處理，去除光刻膠殘留與污染物；航空航天材料樣品需進行精密切割與拋光，露出內部微觀結構；醫療器械樣品需進行無菌處理，避免生物污染；原位實驗樣品需特殊設計樣品支架，確保與原位附件的兼容性。將樣品安裝在六軸樣品臺上，放入樣品室，關閉樣品室門，啟動真空系統，待真空度達到實驗要求。根據研發需求選擇實驗模式：形貌表征選用 SE 探測器，成分分析選用 BSE 探測器與 EDS，晶體結構分析選用 EBSD，原位實驗需連接相應附件并設置實驗參數（如溫度程序、力學載荷、電學條件）。通過操作界面設置掃描參數（加速電壓、放大倍數、掃描速度、采樣點數），啟動自動表征程序，設備將按照預設坐標與參數完成多位置檢測，并自動生成分析報告（如缺陷位置、尺寸、數量統計）。實驗過程中，可通過工業網絡實時查看實驗數據，并與研發管理平臺共享數據。實驗結束后，關閉掃描程序與原位附件，待樣品室放氣后取出樣品，若使用了場發射電子槍，需按照說明書進行燈絲保護（如降溫、充入保護氣體）。日常維護中，每周清潔一次防塵濾網與真空系統濾芯，每月檢查一次電子槍燈絲狀態與樣品臺定位精度，每季度進行一次探測器校準與真空系統維護，每年請廠家專業人員進行一次全面性能驗證與核心部件維護；設備出現故障時，需立即停機，聯系廠家技術人員進行檢修，嚴禁自行拆解核心部件（如電子槍、真空系統、探測器）。
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