光电轮廓仪轮廓测量应用

表面三维轮廓仪对精密加工的作用：

一、从根源保障物件成品的准确性：

通过光学表面三维轮廓仪的扫描检测，得出物件的误差和超差参数，**提高物件在生产加工时的精确度。杜绝因上游的微小误差形成“蝴蝶效应”，造成下游生产加工的更大偏离，**终导致整个生产链更大的损失。

二、提高效率：

  智能化检测，全自动测量，检测时只需将物件放置在载物台，然后在检定软件上选择相关参数，即可一键分析批量测量。摈弃传统检测方法耗时耗力，精确度低的缺点，**提高加工效率。

三、涵盖面广的2D、3D形貌参数分析：

  表面三维轮廓仪可测量300余种2D、3D参数，无论加工的物件使用哪一种评定标准，都可以提供***的检测结果作为评定依据，可轻松获取被测物件精确的线粗糙度、面粗糙度、轮廓度等参数。

四、稳定性强，高重复性：

  仪器运用高性能内部抗震设计，不受外部环境影响测量的准确性。超精密的Z向扫描模块和测量软件完美结合，保证高重复性，将测量误差降低到亚纳米级别。 三维表面轮廓仪是精密加工领域必不可少的检测设备，它既保障了生产加工的准确性，又提高了成品的出产效率。光电轮廓仪轮廓测量应用

轮廓仪、粗糙度仪、三坐标的区别：

关于轮廓仪和粗糙度仪

  轮廓仪与粗糙度仪不是同一种产品，轮廓仪主要功能是测量零件表面的轮廓形状，比如：汽车零件中的沟槽的槽深、槽宽、倒角（包括倒角位置、倒角尺寸、角度等），圆柱表面素线的直线度等参数。总之，轮廓仪反映的是零件的宏观轮廓。粗糙度仪的功能是测量零件表面的磨加工/精车加工工序的表面加工质量，通俗地讲，就是零件表面加工得光不光（粗糙度老国标叫光洁度），即粗糙度反映的是零件加工表面的微观情况。

  但是，轮廓仪和粗糙度仪关系其实挺密切，现在有一种仪器叫做粗糙度轮廓测量一体机，就是在轮廓仪上加装了粗糙度测量模块，这样既可以测量轮廓尺寸，又可以测量粗糙度，市场上典型产品就是中图仪器的SJ5701粗糙度轮廓仪。

  在结构上，轮廓仪基本上都是台式的，而粗糙度仪以手持式的居多，当然也有台式的。 光电轮廓仪轮廓测量应用轮廓仪可用于高精密材料表面缺 陷超精密表面缺 陷分析，核探测。

NanoX-8000 3D轮廓测量主要技术参数

3D测量主要技术指标（1）：

测量模式： PSI + VSI + CSI

Z轴测量范围： 大行程PZT 扫描 （300um 标配/500um选配）

10mm 精密电机拓展扫描

CCD相机： 1920x1200 高速相机（标配）

干涉物镜： 2.5X, 5X, 10X（标配）, 20X, 50X, 100X(NIKON )

物镜切换： 5孔电动鼻切换 FOV： 1100x700um(10X物镜), 220x140um(50X物镜)

Z轴聚焦： 高精密直线平台自动聚焦

照明系统： 高 效长寿白光LED + 滤色镜片电动切换（绿色/蓝色）

倾斜调节： ±5°电动调节

横向分辨率： ≥0.35μm（与所配物镜有关）

3D测量主要技术指标（2）：

垂直扫描速度： PSI : <10s，VSI/CSI：< 38um/s

高度测量范围： 0.1nm – 10mm

表面反射率： > 0.5%

测量精度: PSI: 垂直分辨率 < 0.1nm

准确度 < 1nm

RMS重复性 < 0.01nm (1σ)

台阶高重复性：0.15nm(1σ)

VSI/CSI：垂直分辨率 < 0.5nm

准确度<1%

重复性<0.1% (1σ，10um台阶高)

1）白光轮廓仪的典型应用：

对各种产品，不见和材料表面的平面度，粗糙度，波温度，面型轮廓，表面缺 陷，磨损情况，腐蚀情况，孔隙间隙，台阶高度，完全变形情况，加工情况等表面形貌特征进行测量和分析。  

2）共聚焦显微镜方法 

共聚焦显微镜包括LED光源、旋转多***盘、带有压电驱动器的物镜和CCD相机。LED光源通过多***盘（MPD）和物镜聚焦到样品表面上，从而反射光。反射光通过MPD的***减小到聚焦的部分落在CCD相机上。传统光学显微镜的图像包含清晰和模糊的细节，但是在共焦图像中，通过多***盘的操作滤除模糊细节（未聚焦），只有来自聚焦平面的光到达CCD相机。因此，共聚焦显微镜能够在纳米范围内获得高 分辨率。 每个共焦图像是通过样品的形貌的水平切片，在不同的焦点高度捕获图像产生这样的图像的堆叠，共焦显微镜通过压电驱动器和物镜的精确垂直位移来实现。200到400个共焦图像通常在几秒内被捕获，之后软件从共焦图像的堆栈重建精确的三维高度图像。

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轮廓仪的性能

测量模式 ：

移相干涉（PSI），白光垂直扫描干涉（VSI），单色光垂直扫描干涉（CSI）

样 品 台 ：

150mm/200mm/300mm 样品台（可选配）

XY 平移：±25mm/150mm/200mm/300mm，倾斜：±5°

可选手动/电动样品台

CCD 相机像素：

标配：1280×960

视场范围：

560×750um（10×物镜）

具体视场范围取决于所配物镜及 CCD 相机

光学系统：

同轴照明无限远干涉成像系统

光 源：

高 效 LED

Z 方向聚焦 80mm 手动聚焦（可选电动聚焦）

Z 方向扫描范围 精密 PZT 扫描(可选择高精密机械扫描，拓展达 10mm )

纵向分辨率 ＜0.1nm

RMS 重复性* 0.005nm，1σ

台阶测量** 准确度 ≤0.75％；重复性 ≤0.1%，1σ

横向分辨率 ≥0.35um（100 倍物镜）

检测速度 ≤ 35um/sec , 与所选的 CCD 轮廓仪与粗糙度仪不是同一种产品，轮廓仪主要功能是测量零件表面的轮廓形状。光电轮廓仪轮廓测量应用

物镜是轮廓仪****的部件， 物镜的选择根据功能和检测的精度提出需求。光电轮廓仪轮廓测量应用

NanoX-系列产品PCB测量应用测试案例

测量种类

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基板A Sold Mask 3D形貌、尺寸

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基板A Sold Mask粗糙度

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基板A 绿油区域3D 形貌

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基板A 绿油区域 Pad 粗糙度

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基板A 绿油区域粗糙度

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基板A 绿油区域 pad宽度

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基板A Trace 3D形貌和尺寸

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基板B 背面 Pad

NanoX-8000 系统主要性能

▪ 菜单式系统设置，一键式操作，自动数据存储

▪ 一键式系统校准

▪ 支持连接MES系统，数据可导入SPC

▪ 具备异常报警，急停等功能，报警信息可储存

▪ MTBF ≥ 1500 hrs

▪ 产能 : 45s/点 （移动 + 聚焦 + 测量）（扫描范围 50um）

➢ 具备 Global alignment & Unit alignment

➢ 自动聚焦范围 ： ± 0.3mm

➢ XY运动速度 **快