1、技術(shù)中心技術(shù)報告會技術(shù)中心技術(shù)報告會RD-CM-WI01S1A報告專題：粗糙度測試儀介紹報告專題：粗糙度測試儀介紹報報 告告 人：人：張智暢張智暢 日日 期：期：2013 年年 05 月月第2頁RD-CM-WI01S1A技術(shù)中心技術(shù)報告會講義技術(shù)中心技術(shù)報告會講義目目 錄錄前言前言設(shè)備原理及結(jié)構(gòu)設(shè)備原理及結(jié)構(gòu)基本性能參數(shù)基本性能參數(shù)粗糙度的相關(guān)術(shù)語粗糙度的相關(guān)術(shù)語應(yīng)用實例應(yīng)用實例第3頁RD-CM-WI01S1A技術(shù)中心技術(shù)報告會講義技術(shù)中心技術(shù)報告會講義一、前言一、前言需求與現(xiàn)狀：需求與現(xiàn)狀：粗糙度是粗糙度是PCB生產(chǎn)中重要的測量參數(shù)之一。生產(chǎn)中重要的測量參數(shù)之一。 以前我司對于粗糙度的測量主

2、要采用接觸式測量。以前我司對于粗糙度的測量主要采用接觸式測量。平面高度（盲孔、被鉆孔深，阻焊、導(dǎo)體高度等）的測量僅能通過平面高度（盲孔、被鉆孔深，阻焊、導(dǎo)體高度等）的測量僅能通過制作切片測量。制作切片測量。第4頁RD-CM-WI01S1A技術(shù)中心技術(shù)報告會講義技術(shù)中心技術(shù)報告會講義二、設(shè)備原理及結(jié)構(gòu)二、設(shè)備原理及結(jié)構(gòu)1. 干涉原理干涉原理滿足一定條件的兩列相干光波相遇疊加，在疊加區(qū)域某些點的振動始終加強(qiáng)，某些點的振動始終減弱，即在干涉區(qū)域內(nèi)振動強(qiáng)度有穩(wěn)定的空間分布。第5頁RD-CM-WI01S1A技術(shù)中心技術(shù)報告會講義技術(shù)中心技術(shù)報告會講義2. 薄膜干涉（牛頓環(huán)）薄膜干涉（牛頓環(huán)）空氣薄膜干涉

3、條紋 條紋強(qiáng)度分布 牛頓環(huán)干涉圖樣第6頁RD-CM-WI01S1A技術(shù)中心技術(shù)報告會講義技術(shù)中心技術(shù)報告會講義3. 設(shè)備原理設(shè)備原理典型干涉儀模型示意典型干涉儀模型示意 分光鏡分光鏡參考光源參考光源測試光源測試光源干涉圖樣干涉圖樣光源CCD第7頁RD-CM-WI01S1A技術(shù)中心技術(shù)報告會講義技術(shù)中心技術(shù)報告會講義3. 設(shè)備原理設(shè)備原理光源參考鏡面樣品分光鏡物鏡結(jié)構(gòu)物鏡結(jié)構(gòu)第8頁RD-CM-WI01S1A技術(shù)中心技術(shù)報告會講義技術(shù)中心技術(shù)報告會講義4. 白光干涉白光干涉白光干涉圖樣白光干涉圖樣 單色光干涉圖樣單色光干涉圖樣 單色光干涉由于受到波長周期性的限制，在測量臺階高度超過其波長的四分之一

4、或比較粗糙的表面時將顯得無能為力。而白光干涉的發(fā)明解決了這一問題。第9頁RD-CM-WI01S1A技術(shù)中心技術(shù)報告會講義技術(shù)中心技術(shù)報告會講義焦平面5. 測試原理測試原理 - Vertiacl Scanning Interferometry （VSI）掃描測試過程示意掃描測試過程示意 第10頁RD-CM-WI01S1A技術(shù)中心技術(shù)報告會講義技術(shù)中心技術(shù)報告會講義6. 與其他原理粗糙度測試儀對比與其他原理粗糙度測試儀對比接觸式：接觸式：探針接觸樣品表面后，在一個方向探針接觸樣品表面后，在一個方向上行走一段距離，用探針去上行走一段距離，用探針去“摸摸”樣品表面的起伏，然后將探針行走樣品表面的起伏，

5、然后將探針行走時高度方向上的起伏通過軟件繪制時高度方向上的起伏通過軟件繪制成圖后算得樣品表面的線粗糙度。成圖后算得樣品表面的線粗糙度。 激光共聚焦：激光共聚焦：將光源、被測樣品及探測器處在彼此對應(yīng)的共軛將光源、被測樣品及探測器處在彼此對應(yīng)的共軛位置上，激光束從光源針孔射出，經(jīng)過分光鏡，位置上，激光束從光源針孔射出，經(jīng)過分光鏡，再由掃描透鏡聚焦于樣品表面，對樣品內(nèi)焦平面再由掃描透鏡聚焦于樣品表面，對樣品內(nèi)焦平面上每一點進(jìn)行掃描。然后反射的激光束經(jīng)由入射上每一點進(jìn)行掃描。然后反射的激光束經(jīng)由入射光路直接返回到分光鏡，經(jīng)分光鏡折射和探測透光路直接返回到分光鏡，經(jīng)分光鏡折射和探測透鏡聚焦后，透過探測針

6、孔鏡聚焦后，透過探測針孔(Detector Pinhole)(Detector Pinhole)由由光電倍增管探測收集。只有來自樣品焦平面上的光電倍增管探測收集。只有來自樣品焦平面上的光才能在探測針孔平面正確聚焦，從而穿過探測光才能在探測針孔平面正確聚焦，從而穿過探測針孔而成像針孔而成像. . 第11頁RD-CM-WI01S1A技術(shù)中心技術(shù)報告會講義技術(shù)中心技術(shù)報告會講義三、三、 基本性能參數(shù)基本性能參數(shù)物鏡10目鏡0.551.02.0視場范圍 mm1.24 x 0.94 0.62 x 0.47 0.31 x 0.24垂直測量范圍0.1nm -10mm垂直分辨率0.1nm (PSI Ra)高度

7、測量重復(fù)精度0.01nm (VSI Rq)高度測量誤差0.75%樣品最大尺寸 500*400*10mm 樣品重量要求 無托盤：4.5Kg；加裝托盤：3.3kg （1）非接觸式測量，測試無損且速度快; （2）高度方向上的分辨率可達(dá)到0.1nm ，而且重復(fù)性好。 第12頁RD-CM-WI01S1A技術(shù)中心技術(shù)報告會講義技術(shù)中心技術(shù)報告會講義四、粗糙度的相關(guān)術(shù)語四、粗糙度的相關(guān)術(shù)語Ra輪廓算數(shù)平均偏差：取樣長度L內(nèi)輪廓偏距絕對值的算術(shù)平均值Rq輪廓均方根偏差：在取樣長度內(nèi)輪廓偏距的均方根（ RMS ）Rp輪廓最大峰高：取樣長度內(nèi)從輪廓峰頂線至中線的距離Rv輪廓最大谷深：取樣長度內(nèi)從輪廓谷底線至中線的

8、距離Rt輪廓最大高度：取樣長度內(nèi)輪廓峰頂線和輪廓谷底線之間的距離輪廓線示意輪廓線示意基準(zhǔn)線（最小二乘中線）：具有幾何輪廓形狀并劃分輪廓的基準(zhǔn)線，在取樣長度范圍使輪廓線上各點輪廓偏距的平方和最小。輪廓偏距：測量方向上輪廓線上的點與基準(zhǔn)線間的距離。L第13頁RD-CM-WI01S1A技術(shù)中心技術(shù)報告會講義技術(shù)中心技術(shù)報告會講義五、應(yīng)用實例五、應(yīng)用實例表面面粗糙度數(shù)據(jù)（可自選區(qū)域）表面面粗糙度數(shù)據(jù)（可自選區(qū)域）沉金水金金手指(硬金)第14頁RD-CM-WI01S1A技術(shù)中心技術(shù)報告會講義技術(shù)中心技術(shù)報告會講義任意線形位置的表面輪廓線及線粗糙數(shù)據(jù)任意線形位置的表面輪廓線及線粗糙數(shù)據(jù)面粗糙線粗糙圖中藍(lán)線

9、為表面輪廓線,黑線為輪廓中線,黃線為粗糙度線第15頁RD-CM-WI01S1A技術(shù)中心技術(shù)報告會講義技術(shù)中心技術(shù)報告會講義掃描區(qū)域任意線形位置上兩點掃描區(qū)域任意線形位置上兩點(區(qū)域區(qū)域)間間Z軸落差軸落差第16頁RD-CM-WI01S1A技術(shù)中心技術(shù)報告會講義技術(shù)中心技術(shù)報告會講義盲孔孔徑盲孔孔徑:4mil，孔深，孔深:100um掃描區(qū)域任意線形位置上兩點掃描區(qū)域任意線形位置上兩點(區(qū)域區(qū)域)間間Z軸落差軸落差第17頁RD-CM-WI01S1A技術(shù)中心技術(shù)報告會講義技術(shù)中心技術(shù)報告會講義掃描區(qū)域任意線形位置上兩點掃描區(qū)域任意線形位置上兩點(區(qū)域區(qū)域)間間Z軸落差軸落差第18頁RD-CM-WI01S1A技術(shù)中心技術(shù)報告會講義技術(shù)中心技術(shù)報告會講義掃描區(qū)域掃描區(qū)域3D成像成像阻焊限定焊盤蝕刻限定焊盤第19頁RD-CM-WI01S1A技術(shù)中心技術(shù)報告會講義技術(shù)中心技術(shù)報告會講義掃描區(qū)域掃描區(qū)域3D成像成像背鉆孔孔徑背鉆孔孔徑0.8mm孔深孔深 1-4.5mm 第20頁RD-CM-WI01S1A技術(shù)中心技術(shù)