Archiwa miesiąca: kwiecień 2012

POMIAR PRAWDY. WADY INTERFEROMETRII

Kilka przemyśleń na temat tego, co należy wziąć pod uwagę podczas przeglądu dwóch białych świateł profilometr techniki. Wady interferometrii światła białego zaczynają się od wykorzystania oprogramowania i równań matematycznych do wykrywania, poprzez system obrazowania, ruchu prążków na ekranie, gdy próbka lub głowica pomiarowa jest przesuwana w górę lub w dół w określonych krokach. Pomiary te są tak dobre, jak dobre jest oprogramowanie i części obrazujące w zakresie "wykrywania" ruchu tych prążków. W przypadku odblaskowych i gładkich powierzchni dokładność danych jest lepsza. Dlatego też technika ta została opracowana głównie do zastosowań półprzewodnikowych, gdzie powierzchnie są często odblaskowe, a stopnie, jeśli występują, są zbliżone do kątów 90°.

Jednak w przypadku chropowatej i słabo odbijającej powierzchni, interpretacja rzeczywistej powierzchni przez oprogramowanie staje się daleka od prawdy z powodu artefaktów związanych z techniką interferometrii. Ponadto, interferometria jest również niezwykle ograniczona pod względem pomiaru kąta. Ponownie, oprogramowanie może teraz dokonywać cudów, aby uzupełnić powierzchnie o dodatkowe informacje, takie jak oczekiwany kształt powierzchni. Podgląd surowych danych jest jednym ze sposobów, aby dowiedzieć się, co oprogramowanie zmanipulowało, ale nawet podstawowe oprogramowanie do analizy automatycznie renderuje interpretację tego, jak musi wyglądać powierzchnia i automatycznie uzupełnia niezmierzone punkty bez wiedzy użytkownika. Dzięki sprytnemu oprogramowaniu artefakty mogą być niemożliwe do odróżnienia od rzeczywistych danych, ponieważ renderowanie obrazu 3D będzie wyglądać idealnie i często użytkownicy nie wiedzą, jak naprawdę wygląda ich powierzchnia. Jest to szczególnie prawdziwe w przypadku bardziej złożonych i trudnych powierzchni.

Szybkość jest również wskazywana jako główna różnica między tymi dwiema technikami. Prawdą jest, że interferometria może szybciej zmierzyć jedno pole widzenia obrazu w celu oceny chropowatości i stopnia. Są to wyraźne zalety w przypadku gładkich powierzchni półprzewodnikowych. Ale ponownie, jeśli mierzona powierzchnia nie jest gładka, dane mogą być dostarczane szybciej, ale są dalekie od prawdziwych danych. Dodatkowo, łączenie powierzchni działa, gdy powierzchnia jest gładka i odblaskowa oraz z wyraźnymi znacznikami położenia. Dokładność zszywania zmniejszy się, gdy powierzchnia stanie się bardziej szorstka i z trudniejszymi rodzajami materiałów. Wykrycie artefaktów i problemów z tym związanych może być trudniejsze, gdy powierzchnia jest bardziej szorstka niż w przypadku wyraźnego kroku. Aby uzyskać najlepszą rozdzielczość boczną, konieczne jest użycie obiektywu 100x, który ogranicza obszar pomiaru do około 140 mikrometrów x 110 mikrometrów. Liczba obrazów do połączenia może stać się problemem przy próbie uzyskania dokładnych danych na większych częściach (100 obrazów dla 1mmx1mm i 10000 obrazów dla 10mmx10mm). Rozdzielczość boczna obrazu jest funkcją liczby pikseli w używanej kamerze.

W przeciwieństwie do manipulacyjnej techniki interferometrii, technologia osiowego chromatyzmu w świetle białym mierzy wysokość bezpośrednio na podstawie wykrywania długości fali, która uderza w powierzchnię próbki w ognisku. Jest to pomiar bezpośredni, bez manipulacji oprogramowaniem matematycznym. Zapewnia to niezrównaną dokładność mierzonej powierzchni, ponieważ punkt danych jest albo mierzony dokładnie bez interpretacji oprogramowania, albo wcale. Oprogramowanie może uzupełnić niezmierzony punkt, ale użytkownik jest tego w pełni świadomy i może mieć pewność, że nie ma innych ukrytych artefaktów. Technika ta może również mierzyć prawie każdą powierzchnię materiału o znacznie wyższych kątach, w niektórych przypadkach nawet do ponad 80°. Chromatografia osiowa może skanować na długości ponad 30 cm w czasie krótszym niż 0,3 sekundy. Dostępne są teraz nowe systemy akwizycji, które pozwalają osiągnąć 31 000 punktów na sekundę przy skanowaniu z prędkością 1 m/s. Nowe czujniki liniowe z systemem Axial Chromatism mogą mierzyć do 324 000 punktów na sekundę. Typowy obraz uzyskany przez interferometr miałby mniej niż 1 000 000 punktów danych na pole widzenia. Przy użyciu czujnika Axial Chromatism skanowanie linii zajmie kilka sekund, co oznacza, że rzeczywista prędkość jest bardzo zbliżona do prędkości interferometrii, zapewniając jednocześnie dokładniejsze dane. Dlatego prędkość powinna być rozważana w oparciu o samą aplikację.

Rozwój techniki interferometrii wynikał głównie z jej sukcesu w branżach o głębszych kieszeniach. Dlatego też koszt interferometrii jest zazwyczaj dwukrotnie wyższy niż koszt systemów chromatografii osiowej o podobnej rozdzielczości i szerszych możliwościach. Z naszego doświadczenia wynika, że 90% aplikacji jest lepiej obsługiwanych przy użyciu techniki chromatyzmu osiowego. Klienci, którzy wybrali technologię chromatografii osiowej, rzadko byli rozczarowani, podczas gdy wybór interferometrii wiąże się z wieloma pułapkami. A żal jest prawie zawsze ten sam: wada interferometrii polegająca na szerokich możliwościach pomiarowych i niezawodnie prawdziwych danych z wysoką ceną.

Zobacz szczegółowy raport