日本紅外光非接觸式厚度測量原理介紹

發(fā)布日期：2022-06-24      瀏覽次數(shù)：3183

日本紅外光非接觸式厚度測量原理介紹

紅外線穿過特定的物質(zhì)。
它是一種利用該特性以非接觸方式測量特定物質(zhì)厚度的技術(shù)。

由于電子設(shè)備中使用的硅、藍(lán)寶石、石英和其他化合物的表面經(jīng)過高精度拋光，因此不能使用接觸式厚度測量，因?yàn)樗鼤?huì)劃傷表面。
此外，由于材料變形，無法通過接觸式準(zhǔn)確測量橡膠、薄膜、軟樹脂等的厚度。

激光和電容是以非接觸方式測量厚度的常用方法，但它們是位移計(jì)，不能測量絕對(duì)值。絕對(duì)值可以通過我們的紅外光法測量。

 

紅外光測厚原理

當(dāng)紅外光投射到工件上時(shí)，它首先在表面上反射。
此外，紅外光通過工件內(nèi)部并在背面反射。
表面反射光和背面反射光被光學(xué)探頭接收，利用前后表面反射光的時(shí)間差作為光干涉差來測量厚度。



 

可以在多層中進(jìn)行單獨(dú)的厚度測量



 

從這個(gè)原理來看，在如上圖所示的多層工件的情況下，可以從每個(gè)反射光的干涉差來測量單個(gè)厚度。

 



 

以上是PC上顯示反射光干涉狀態(tài)的界面。
從波形的左邊看，它變成了R1到R4的干擾波。每個(gè)干涉差（Peak to Peak）是每一層的厚度。

 

 

絕對(duì)值測量的優(yōu)點(diǎn)

 

《相對(duì)值的測量》

位移傳感器是一種相對(duì)值測量，將距離差作為厚度測量。因此，有必要準(zhǔn)備一個(gè)參考平面（零點(diǎn)）。
此外，如果到參考平面的距離 (Gs) 并不總是恒定的，則會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。如果不能保持或隨時(shí)間變化，則必須為每次測量重新設(shè)置零點(diǎn)。



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由于紅外光的測量是通過從正面和背面反射光的干涉差異獲得的，因此只需將工件放在傳感器頭下方即可測量厚度的絕對(duì)值。
即使到工件的距離（Ga）有輕微波動(dòng)，如果范圍小于最大測量厚度（約4毫米）-工件厚度（t），測量值和精度也不會(huì)受到影響。

  
測量距離的優(yōu)勢
為了用位移計(jì)達(dá)到0.1μm的精度，傳感器頭到工件的距離一般必須在10mm以下。
采用這種紅外光方式，測量距離可以任意設(shè)置，最大可達(dá)1000mm左右，可以保持0.1μm的測量精度。