工作原理
PHOTON 40采用白光干涉測量技術:測量時,高功率LED光源(波長520nm,功率穩定性±0.1%)發出的光經分光鏡分為參考光與測量光;測量光通過電動變倍物鏡(NA 0.55,放大倍數10×-100×)聚焦至被測金屬表面(材料反射率≥20%),反射光攜帶表面高度信息;參考光經精密壓電陶瓷驅動的參考鏡(位移分辨率0.1nm,行程10mm)產生可調光程差;反射光與參考光在分光鏡處重新匯合,形成干涉條紋;CMOS相機(分辨率4096×4096,幀率100fps)采集干涉條紋圖像,傳輸至嵌入式處理器(算力20TOPS);處理器基于相移干涉算法(PSI)或垂直掃描干涉算法(VSI),通過分析干涉條紋的相位變化(相位分辨率0.01rad),提取表面高度信息;對于復雜表面(如粗糙金屬、鍍層),算法結合多波長干涉技術(波長間隔50nm)與小波變換濾波,消除相位模糊,生成高精度三維形貌數據(垂直分辨率0.01μm,水平分辨率0.1μm);測量完成后,軟件支持表面粗糙度(Ra、Rz)、波紋度(Wa、Wz)、缺陷尺寸(深度、面積)等20+項ISO 4287/25178標準參數的自動計算,并生成3D彩色渲染圖與截面輪廓曲線。
應用范圍
覆蓋多行業金屬表面檢測場景:半導體(晶圓表面粗糙度、芯片鍵合層厚度、封裝體翹曲度測量)、精密制造(模具表面紋理、刀具刃口鈍化半徑、光學元件面形誤差評估)、汽車零部件(發動機缸體表面缺陷、齒輪齒面粗糙度、剎車盤平面度檢測)及生物醫學(骨科植入物表面涂層均勻性、牙科種植體螺紋精度、微流控芯片通道尺寸分析)等,尤其適合檢測微納米級表面特征(如0.1μm級劃痕、1μm級表面波紋度)或大范圍表面均勻性(如40mm級金屬板表面粗糙度分布);設備支持與掃描電子顯微鏡(SEM)、能譜儀(EDS)聯用,通過同步觸發接口實現形貌-成分聯合分析;防護等級達IP54,可在15℃-35℃、濕度30%-70%的環境中穩定工作,滿足車間級使用要求。
技術參數
垂直分辨率:0.01μm(RMS);水平分辨率:0.1μm;測量范圍:40mm×40mm×10mm(X/Y/Z軸);物鏡倍數:10×-100×(電動變倍,NA 0.55);光源類型:高功率LED(520nm,穩定性±0.1%);掃描速度:0.5s/幀(40mm視場);圖像分辨率:4096×4096;表面粗糙度參數:Ra、Rz、Rq、Rt等(符合ISO 4287/25178);數據接口:USB 3.1、GigE Vision、RS-422;軟件功能:3D重建、形貌分析、粗糙度計算、缺陷檢測、SPC統計報表;工作溫度:15℃-35℃;工作濕度:30%-70%RH;防護等級:IP54;電源:AC220V±10%,50/60Hz;重量:80kg;尺寸:600mm×500mm×1200mm。
產品特點
全系列通過SEMI S2國際安全標準認證,測量精度符合半導體行業SEMI M43規范,可直接用于晶圓量產線表面質量控制;40mm×40mm超大視場覆蓋單片金屬板90%以上檢測區域,減少拼接測量次數與邊緣誤差;亞秒級掃描速度(0.5s/幀)支持動態過程檢測(如金屬表面氧化層生長、摩擦磨損過程);多模態數據融合功能實現“形貌-缺陷-粗糙度”同步檢測,避免傳統設備需多次測量的繁瑣流程;嵌入式測量軟件集成“智能對焦”模式(自動識別樣品表面并調整物鏡位置)與“一鍵導出報告”功能(支持PDF/Excel格式),操作人員無需專業培訓即可上手;可選配低溫樣品臺(-196℃-300℃)與真空環境模塊(真空度≤10^-3 Pa),適配極端條件下的金屬表面檢測需求。PHOTON 40以“高效、精準、易用”的特性,成為微米級金屬表面檢測的核心工具。