Archivio mensile: Aprile 2012

LA MISURAZIONE DELLA VERITÀ. SVANTAGGI DELL'INTERFEROMETRIA

Alcune riflessioni su cosa considerare quando si esaminano le due luci bianche profilometro tecniche. Gli svantaggi dell'interferometria a luce bianca iniziano con l'utilizzo di software ed equazioni matematiche per rilevare, attraverso il sistema di imaging, il movimento delle frange sullo schermo quando il campione o la testa di misura vengono spostati verso l'alto o verso il basso in passi specifici. La qualità di queste misure dipende da quanto il software e le parti di imaging sono in grado di "rilevare" il movimento delle frange. Quando si tratta di superfici riflettenti e lisce, la precisione dei dati è superiore. Per questo motivo la tecnica è stata sviluppata principalmente per le applicazioni dei semiconduttori, dove le superfici sono spesso riflettenti e i gradini, se presenti, sono vicini ad angoli di 90°.

Tuttavia, con una superficie ruvida e poco riflettente, l'interpretazione software della superficie reale diventa molto lontana dalla verità a causa degli artefatti intrinseci della tecnica interferometrica. Inoltre, l'interferometria è estremamente limitata in termini di misurazione degli angoli. Anche in questo caso, il software può fare miracoli per completare le superfici con informazioni aggiuntive, come la forma prevista della superficie. L'anteprima dei dati grezzi è un modo per sapere che cosa il software ha manipolato, ma anche il software di analisi primaria rende automaticamente un'interpretazione di come deve apparire la superficie e completa automaticamente i punti non misurati senza che l'utente se ne accorga. Con un software intelligente, può essere impossibile distinguere gli artefatti dai dati reali, poiché il rendering dell'immagine 3D sembrerà perfetto e spesso gli utenti non sanno che aspetto abbia realmente la loro superficie. Ciò è particolarmente vero quando si ha a che fare con superfici più complesse e difficili.

Inoltre, la velocità viene indicata come una delle principali differenze tra le due tecniche. È vero che l'interferometria può misurare più rapidamente un'immagine del campo visivo per valutare la rugosità e il gradino. Si tratta di vantaggi evidenti quando si tratta di superfici lisce di semiconduttori. Ma anche in questo caso, se la superficie da misurare non è liscia, i dati possono essere forniti più rapidamente, ma sono ben lontani dai dati reali. Inoltre, la cucitura delle superfici funziona quando, ancora una volta, la superficie è liscia e riflettente e con chiari marcatori di posizione. L'accuratezza della cucitura si riduce quando la superficie diventa più ruvida e con tipi di materiali più difficili. Quando la superficie è più ruvida può diventare difficile individuare gli artefatti e i problemi rispetto a quando si vede un gradino chiaro. Per ottenere la migliore risoluzione laterale è necessario utilizzare un obiettivo 100x, che limita l'area di misura a circa 140 micrometri x 110 micrometri. Il numero di immagini da ricucire può diventare un problema quando si cerca di ottenere dati accurati su pezzi più grandi (100 immagini per 1mmx1mm e 10000 immagini per un 10mmx10mm). La risoluzione laterale dell'immagine è funzione del numero di pixel della fotocamera utilizzata.

A differenza della tecnica manipolativa dell'interferometria, la tecnologia del cromatismo assiale a luce bianca misura l'altezza direttamente dal rilevamento della lunghezza d'onda che colpisce la superficie del campione a fuoco. Si tratta di una misura diretta, senza manipolazioni matematiche del software. Ciò fornisce un'accuratezza senza pari sulla superficie misurata, poiché un punto di dati può essere misurato accuratamente senza l'interpretazione del software o non essere misurato affatto. Il software può completare il punto non misurato, ma l'utente ne è pienamente consapevole e può avere la certezza che non vi siano altri artefatti nascosti. La tecnica può inoltre misurare quasi tutte le superfici dei materiali con angoli molto più elevati, fino a oltre 80° in alcuni casi. Il cromatismo assiale può eseguire scansioni su una lunghezza di oltre 30 cm in meno di 0,3 secondi. Sono ora disponibili nuovi sistemi di acquisizione che consentono di raggiungere 31.000 punti al secondo con una scansione di 1 m/s. I nuovi sensori di linea con cromatismo assiale possono misurare fino a 324.000 punti al secondo. Un'immagine tipica acquisita da un interferometro ha meno di 1.000.000 di punti dati per campo visivo. La scansione di un sensore a cromatismo assiale richiede pochi secondi, il che significa che la velocità effettiva è molto vicina a quella dell'interferometria, pur fornendo dati più veritieri. Pertanto, la velocità deve essere considerata in base all'applicazione stessa.

La crescita della tecnica dell'interferometria è dovuta soprattutto al suo successo nelle industrie con tasche più profonde. Pertanto, il costo dell'interferometria è generalmente doppio rispetto a quello dei sistemi di cromatismo assiale con risoluzione simile e capacità più ampie. Secondo la nostra esperienza, le 90% applicazioni sono meglio servite dalla tecnica del cromatismo assiale. I clienti che hanno scelto la tecnologia del cromatismo assiale raramente sono rimasti delusi, mentre la scelta dell'interferometria presenta molte insidie. E il rammarico è quasi sempre lo stesso: lo svantaggio dell'interferometria di avere un'ampia capacità di misura e dati affidabili e veritieri, con un prezzo elevato.

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