粗糙度測試儀介紹

報告專題：粗糙度測試儀介紹報告人：張智暢

日期：2013年05

月目錄前言設備原理及結構基本性能參數(shù)粗糙度的相關術語應用實例一、前言需求與現(xiàn)狀：粗糙度是PCB生產中重要的測量參數(shù)之一。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、導體高度等）的測量僅能通過制作切片測量。二、設備原理及結構1.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，某些點的振動始終減弱，即在干涉區(qū)域內振動強度有穩(wěn)定的空間分布。2.薄膜干涉（牛頓環(huán)）423空氣薄膜干涉條紋條紋強度分布牛頓環(huán)干涉圖樣3.設備原理典型干涉儀模型示意分光鏡參考光源測試光源干涉圖樣光源CCD3.設備原理光源參考鏡面樣品分光鏡物鏡結構4.白光干涉白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。焦平面5.測試原理-VertiaclScanningInterferometry（VSI）掃描測試過程示意6.與其他原理粗糙度測試儀對比接觸式：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“摸”樣品表面的起伏，然后將探針行走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。

激光共聚焦：將光源、被測樣品及探測器處在彼此對應的共軛位置上，激光束從光源針孔射出，經過分光鏡，再由掃描透鏡聚焦于樣品表面，對樣品內焦平面上每一點進行掃描。然后反射的激光束經由入射光路直接返回到分光鏡，經分光鏡折射和探測透鏡聚焦后，透過探測針孔(DetectorPinhole)由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，從而穿過探測針孔而成像.三、基本性能參數(shù)物鏡×10目鏡×0.55×1.0×2.0視場范圍mm1.24x0.940.62x0.470.31x0.24垂直測量范圍0.1nm-10mm垂直分辨率<0.1nm(PSIRa)高度測量重復精度0.01nm(VSIRq)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到0.1nm，而且重復性好。四、粗糙度的相關術語Ra輪廓算數(shù)平均偏差：取樣長度L內輪廓偏距絕對值的算術平均值Rq輪廓均方根偏差：在取樣長度內輪廓偏距的均方根（RMS）Rp輪廓最大峰高：取樣長度內從輪廓峰頂線至中線的距離Rv輪廓最大谷深：取樣長度內從輪廓谷底線至中線的距離Rt輪廓最大高度：取樣長度內輪廓峰頂線和輪廓谷底線之間的距離輪廓線示意基準線（最小二乘中線）：具有幾何輪廓形狀并劃分輪廓的基準線，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線間的距離。L五、應用實例表面面粗糙度數(shù)據(jù)（可自選區(qū)域）沉金水金金手指(硬金)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線為表面輪廓線,黑線為輪廓中線,黃線為粗糙度線掃描區(qū)域任意線形位置上兩點(區(qū)域)間Z軸落差盲孔孔徑:4mil，孔深:100um掃描區(qū)域任意線形位置上兩點(區(qū)域)間Z軸落差掃描區(qū)域任意線形位置上兩點(區(qū)域)間Z軸落差掃描區(qū)域3D成像阻焊限定