表面粗糙度測(cè)量?jī)x器發(fā)展與展望

近二十年來(lái)，精密和超精密加工技術(shù)行業(yè)對(duì)表面質(zhì)量和性能的評(píng)價(jià)，提出了越來(lái)越高的要求，表面測(cè)量技術(shù)因此由傳統(tǒng)的二維接觸式向三維光學(xué)非接觸式測(cè)量發(fā)展。

1）接觸式測(cè)量

接觸式測(cè)量是從1927年就開(kāi)始采用的傳統(tǒng)粗糙度測(cè)量方法，其測(cè)量原理是：當(dāng)驅(qū)動(dòng)器帶動(dòng)傳感器沿工件被測(cè)表面作勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，傳感器的測(cè)針隨工件表面的微觀起伏作上下運(yùn)動(dòng)，測(cè)針的運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)傳感器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的變化，電信號(hào)的變化再經(jīng)過(guò)后期電路的處理和計(jì)算，得到工件表面粗糙度參數(shù)值。

中圖儀器接觸式粗糙度測(cè)量?jī)x器主要有SJ57系列臺(tái)式和SJ325便攜式兩種，可滿足不同客戶測(cè)量需求。

粗糙度三維光學(xué)測(cè)量主要有共聚焦顯微測(cè)量和白光干涉測(cè)量?jī)煞N。

2）共聚焦顯微鏡方法

共聚焦顯微鏡包括LED光源、旋轉(zhuǎn)多針孔盤(pán)、帶有壓電驅(qū)動(dòng)器的物鏡和CCD相機(jī)。LED光源通過(guò)多針孔盤(pán)（MPD）和物鏡聚焦到樣品表面上，從而反射光。反射光通過(guò)MPD的針孔減小到聚焦的部分落在CCD相機(jī)上。傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡的圖像包含清晰和模糊的細(xì)節(jié)，但是在共焦圖像中，通過(guò)多針孔盤(pán)的操作濾除模糊細(xì)節(jié)（未聚焦），只有來(lái)自聚焦平面的光到達(dá)CCD相機(jī)。因此，共聚焦顯微鏡能夠在納米范圍內(nèi)獲得高分辨率。每個(gè)共焦圖像是通過(guò)樣品的形貌的水平切片，在不同的焦點(diǎn)高度捕獲圖像產(chǎn)生這樣的圖像的堆疊，共焦顯微鏡通過(guò)壓電驅(qū)動(dòng)器和物鏡的精確垂直位移來(lái)實(shí)現(xiàn)。200到400個(gè)共焦圖像通常在幾秒內(nèi)被捕獲，之后軟件從共焦圖像的堆棧重建精確的三維高度圖像。

3）白光干涉法

白光干涉儀一直被用于測(cè)量表面形狀的高精度工具，可以達(dá)到0.1納米的超高分辨率，用來(lái)測(cè)量超高精度3D表面粗糙度，中圖儀器SuperView W1系列已經(jīng)廣泛用于各科研院所、大專院校、光電企業(yè)、半導(dǎo)體芯片企業(yè)中。

依賴于十?dāng)?shù)年的技術(shù)沉淀和產(chǎn)品質(zhì)量，中圖儀器將持續(xù)給國(guó)內(nèi)外客戶提供更加多樣性的表面粗糙度測(cè)量方案和設(shè)備。