Sujets Couverts
Introduction
Défis des Pentes et de la Rugosité Élevées
Maximum du Signe
Conclusion
Au Sujet des Surfaces de Nano de Bruker
Introduction
Les profileurs Optiques qui utilisent l'interférométrie de la lumière blanche sont l'un des outils de métrologie les plus précis et les plus flexibles pour la caractérisation extérieure en trois dimensions de précision. Ils sont instrumentaux dans un domaine incroyablement divers des applications industrielles, de la mesure des têtes lecture/écriture de stockage de données ou les parois de cylindre des engines à la caractérisation des tarifs de séchage de la peinture et les adhésifs, des largeurs des raies de semi-conducteur et analyse d'écartement, et métrologie de matériels médicaux.
Défis des Pentes et de la Rugosité Élevées
Un des défis avec n'importe quelle mesure optique caractérise n'importe quoi avec des cornières escarpées. Plus le champ de vision d'un système optique est grand, plus son ouverture numérique sera inférieure. Allumez qui frappe une surface par l'objectif de microscope doit être rassemblé de nouveau pour le foyer sur un appareil-photo afin de traiter l'information et produire le plan extérieur en trois dimensions désiré.
La Lumière réfléchie des surfaces de plongé que reçues par l'objectif de microscope n'est pas rassemblée par le système optique, rendant la mesure précise impossible. Cette limitation de métrologie affecte des résultats sur trempent et les surfaces très approximatives. Les surfaces Escarpées, telles que des objectifs, des grilles, des dispositifs de microfluidics, et des roulements à billes peuvent avoir de grandes zones de pente qui ne réfléchissent pas la lumière de nouveau dans le bloc optique. Les surfaces Approximatives contiennent également beaucoup de pentes locales et, généralement, ont moins emplacements qui sont plats en ce qui concerne le bloc optique. Par Conséquent, une grande partie de la lumière n'est jamais rassemblée par l'objectif, et les données donnantes droit sont bruyantes ou complet manquantes. Le Tableau 1 affiche des cornières maximum théoriques de ramassage pour un grand choix d'objectifs interférométriques communs de microscope.
Agrandissements Particuliers du Tableau 1., ouvertures numériques, et pentes sur des surfaces lisses pour des objectifs interférométriques
| Agrandissement Objectif | Ouverture Numérique | Champ de Vision Nominal (millimètres) | Pente Maximum (degrés) |
| 2,5 | 0,075 | 2,53 x 1,9 | 1,9 |
| 5 | 0,13 | 1,27 x 0,95 | 3,8 |
| 10 | 0,3 | 0,63 x 0,48 | 7,6 |
| 20 | 0,4 | 0,32 x 0,24 | 14,2 |
| 50 | 0,55 | 0,13 x 0,1 | 26,7 |
| 100 | 0,7 | 0,07 x 0,05 | 34,8 |
Heureusement, les limites dans le Tableau 1 s'appliquent strictement pour très des surfaces lisses, où toute les lumière qui heurte l'échantillon provenant d'un sens unique se réfléchit loin dans un sens unique. De Telles surfaces sembleraient type visuellement lisses, et ont numériquement l'aspérité moins de 10 nanomètres. Beaucoup de surfaces, en particulier les surfaces métalliques usinées, ne sont pas que lisse, et la lumière qui les heurte d'une cornière est réfléchi à un grand choix de cornières. La lumière dispersée peut être rassemblée au microscope sur ces surfaces plus approximatives, la métrologie extérieure et, si elle dépasse le taux signal/bruit du système, précise et quantitative est possible.
Le Schéma 1 diagrams le chemin léger pour les surfaces douces et approximatives escarpées. Pour une surface lisse, la lumière quittant le microscope part à la même cornière relative que la lumière entrante avec l'intensité égale. Pour une surface approximative, une partie de la lumière quittante part à la même cornière relative que la lumière entrante, mais à une peu d'intensité puisqu'une grande partie de la lumière est dispersée en travers de beaucoup d'autres cornières.
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Le Schéma 1. Une surface lisse (laissée) réfléchira toute la lumière d'incident à la même cornière relative qu'elle heurte la surface. Une surface approximative (droite) réfléchira une partie de la lumière de cette façon, mais disperse également une importante quantité de lumière à d'autres cornières.
Maximum du Signe
Le dernier rétablissement de Bruker des profileurs optiques tirent profit des sources lumineuses d'Éclairage LED avancées, des appareils-photo supérieurs, des balayeurs de précision, et l'électronique sophistiquée et des algorithmes de réduction du bruit pour maximiser leur taux de bruit de lto- de signa. Les Systèmes actuels ont un étage de bruit plus de deux produits que précédents inférieurs de rétablissement de périodes. Ceci permet même très des petites quantités de la lumière recouvrées par l'objectif de microscope pour mener à la bonne performance de mesure sur une surface.
Le Schéma 2 affiche une mesure d'un filet de vis avec un objectif 20X avec une limite théorique de pente d'environ 17 degrés. Des zones Multiples ont été piquées ensemble pour obtenir une longueur de plus de 4 mm le long du filet de vis dans une image unique. Des Fils de discussion plus de 63 degrés dans la pente sont exactement mesurés parce que le faible bruit de l'instrument permet à la petite quantité de la lumière dispersée d'être efficacement recouvrée pour la métrologie précise. Avec ce genre de configuration, les objectifs 50X peuvent réaliser des pentes plus de 70 degrés, alors que même un objectif 5X peut réaliser la plupart des données jusqu'à 30 degrés et quelques données à vers le haut de 50 degrés.
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Le Schéma 2. Haut : Des Mesures d'une vis d'hauteur de son de 10mm affichant des pentes de plus de 63 degrés peuvent être mesurées même avec un objectif de l'agrandissement 20X. Bas : Mesure d'un cylindre usiné utilisant l'objectif 5X avec le champ de vision 1mm2 fini ; près des données continues jusqu'à environ 30 degrés et des données sporadiques jusqu'à 50 degrés de pente.
Pour les surfaces approximatives, la capacité améliorée de bruit de signalto- signifie que plus de données sont rassemblées même sur les surfaces extrêmement approximatives. Le Schéma 3 explique les données réalisables sur deux surfaces très approximatives, un céramique avec approximativement 4 microns de rugosité moyenne et un tampon de polissage de CMP avec plus de 7 microns de rugosité moyenne. Une lentille de conversion de l'objectif 20X et de la zone 0.55X ont été utilisées pour réaliser un champ de vision approximativement de 0.5mm d'un côté. Plus de 95% du céramique et plus de 70% de la surface de tampon ont réalisé des données admissibles de mesure, permettant la caractérisation de rapid, précise et reproductible au-dessus des zones assez grandes. Les 2D traces sur le Schéma 4 illustrent comment les pentes locales peuvent de manière significative dépasser la pente maximum théorique de 16,7 degrés de maximum de cornière. Des Cornières vers le haut de 50 degrés sont mesurées.
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Le Schéma 3. métrologie de surface Approximative de céramique (premier) et du tampon de polissage (inférieur), avec des champs de vision de 0.42mm x de 0.56mm.
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Le Schéma 4. les 2D traces de la partie céramique montrant les pentes locales de plus de 50 degrés peut être caractérisé, qui est beaucoup plus élevée que la limite indiquée de 17 degrés pour cet objectif d'agrandissement.
Conclusion
Les profileurs optiques Interférométriques peuvent réaliser des mesures élevées de définition transversale et verticale sur les domaines très étendus. Avec un système à faible bruit, la lumière dispersée des surfaces escarpées ou très approximatives peut être rassemblée et utilisée pour la caractérisation extérieure précise. Les Pentes vers le haut de 70 degrés sont mesurables et des surfaces avec la rugosité sur l'ordre de 10 microns avec les pentes locales très élevées peuvent également être caractérisées. Des configurations Flexibles et un grand choix d'agrandissements et d'options objectifs permettent à ces instruments d'être configurés aux besoins de l'ajustement normal de la recherche à la qualification complète de pièce de production. En termes de pente, vitesse, répétabilité et exactitude, les profileurs optiques interférométriques sont les outils de métrologie les plus flexibles et les plus pertinents disponibles aujourd'hui.
Au Sujet des Surfaces de Nano de Bruker
Le Nano de Bruker fournit les produits Atomiques de Microscope de Force/de Microscope Sonde de Lecture (AFM/SPM) qui restent à l'extérieur d'autres systèmes disponibles dans le commerce pour leur design et facilité d'utilisation robustes, tout en mettant à jour le plus de haute résolution. Le chef de mesure de NANOS, qui fait partie de tous nos instruments, utilise un seul interféromètre fibreoptique pour mesurer le fléchissement en porte-à-faux, qui effectue le contrat d'installation ainsi qu'il n'est pas plus grand qu'un objectif normal de microscope de recherches.
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Source : « L'Interférométrie À faible bruit Active la Caractérisation des Surfaces Escarpées et Approximatives ».
Pour plus d'informations sur cette source visitez s'il vous plaît les Surfaces de Nano de Bruker.