粗糙度测试仪介绍

报告专题：粗糙度测试仪介绍报告人：张智畅

日期：2013年05

月目录前言设备原理及结构基本性能参数粗糙度的相关术语应用实例一、前言需求与现状：粗糙度是PCB生产中重要的测量参数之一。以前我司对于粗糙度的测量主要采用接触式测量。平面高度（盲孔、被钻孔深，阻焊、导体高度等）的测量仅能通过制作切片测量。二、设备原理及结构1.干涉原理满足一定条件的两列相干光波相遇叠加，在叠加区域某些点的振动始终加强，某些点的振动始终减弱，即在干涉区域内振动强度有稳定的空间分布。2.薄膜干涉（牛顿环）423空气薄膜干涉条纹条纹强度分布牛顿环干涉图样3.设备原理典型干涉仪模型示意分光镜参考光源测试光源干涉图样光源CCD3.设备原理光源参考镜面样品分光镜物镜结构4.白光干涉白光干涉图样单色光干涉图样单色光干涉由于受到波长周期性的限制，在测量台阶高度超过其波长的四分之一或比较粗糙的表面时将显得无能为力。而白光干涉的发明解决了这一问题。焦平面5.测试原理-VertiaclScanningInterferometry（VSI）扫描测试过程示意6.与其他原理粗糙度测试仪对比接触式：探针接触样品表面后，在一个方向上行走一段距离，用探针去“摸”样品表面的起伏，然后将探针行走时高度方向上的起伏通过软件绘制成图后算得样品表面的线粗糙度。

激光共聚焦：将光源、被测样品及探测器处在彼此对应的共轭位置上，激光束从光源针孔射出，经过分光镜，再由扫描透镜聚焦于样品表面，对样品内焦平面上每一点进行扫描。然后反射的激光束经由入射光路直接返回到分光镜，经分光镜折射和探测透镜聚焦后，透过探测针孔(DetectorPinhole)由光电倍增管探测收集。只有来自样品焦平面上的光才能在探测针孔平面正确聚焦，从而穿过探测针孔而成像.三、基本性能参数物镜×10目镜×0.55×1.0×2.0视场范围mm1.24x0.940.62x0.470.31x0.24垂直测量范围0.1nm-10mm垂直分辨率<0.1nm(PSIRa)高度测量重复精度0.01nm(VSIRq)高度测量误差±0.75%样品最大尺寸500*400*10mm样品重量要求无托盘：4.5Kg；加装托盘：3.3kg（1）非接触式测量，测试无损且速度快;（2）高度方向上的分辨率可达到0.1nm，而且重复性好。四、粗糙度的相关术语Ra轮廓算数平均偏差：取样长度L内轮廓偏距绝对值的算术平均值Rq轮廓均方根偏差：在取样长度内轮廓偏距的均方根（RMS）Rp轮廓最大峰高：取样长度内从轮廓峰顶线至中线的距离Rv轮廓最大谷深：取样长度内从轮廓谷底线至中线的距离Rt轮廓最大高度：取样长度内轮廓峰顶线和轮廓谷底线之间的距离轮廓线示意基准线（最小二乘中线）：具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线，在取样长度范围使轮廓线上各点轮廓偏距的平方和最小。轮廓偏距：测量方向上轮廓线上的点与基准线间的距离。L五、应用实例表面面粗糙度数据（可自选区域）沉金水金金手指(硬金)任意线形位置的表面轮廓线及线粗糙数据面粗糙线粗糙图中蓝线为表面轮廓线,黑线为轮廓中线,黄线为粗糙度线扫描区域任意线形位置上两点(区域)间Z轴落差盲孔孔径:4mil，孔深:100um扫描区域任意线形位置上两点(区域)间Z轴落差扫描区域任意线形位置上两点(区域)间Z轴落差扫描区域3D成像阻焊限定