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3D光学计量学–当今先进制造的多功能工具

2020-08-24 16:07
振工链
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在查看计量学时,一般性讨论通常围绕接触式或非接触式测量解决方案的相对优点。现在,几乎所有行业都在寻求更小,更复杂的组件。

对于这些苛刻的应用,非接触式光学计量解决方案通常以其极高的精度和测量可重复性是最合适的解决方案-当纳米可以区分通过和失败时,至关重要的特性。

通常,非接触式光学计量解决方案不会损坏被测部件,并且比接触式系统快得多。当对复杂产品的采样率要求很高时,这是理想的选择。另外,可以在“过程中”合并3D光学计量工具,这是高级制造场景中计量的未来所在。测量系统从专用的计量室或质量控制部门移至更靠近生产车间的位置,有时甚至移至生产车间。

很难争辩说,在快速,准确地评估大量数据点时,任何其他度量衡解决方案都接近3D光学度量衡。因此,在当今世界上制造商越来越需要以最小的成本和精力来提供更多功能的情况下,3D光学计量解决方案对于竞争力至关重要。

的确,在某些领域,仍然不愿部署光学测量系统,这部分是基于对可靠性的误解,缺乏经验,或者是由于过时的计量工具与下一代的光学计量解决方案相混淆。今天,光学、计算机、高分辨率传感器和数据处理功能的最新发展使这种保留成为多余,在2020年,光学计量已成为消费电子,半导体,汽车,医疗和航空航天等行业的标准配置。

过程控制

对于许多制造商而言,质量控制是实现经济高效的制造的关键,而不合格的计量解决方案会带来实际的成本影响。因此,最佳的质量管理体系是取得竞争成功的关键。

越来越需要自动化的,非接触式的计量系统,作为需要高频零件检查的生产线的一部分。此外,人们越来越重视可追溯性,提高的生产率和全球扩张,这需要根据地理位置分散的制造工厂做出重要的生产决策。

由于这些需求,工业上需要对所生产的所有零件进行绝对精确的计量。3D光学计量解决方案提供了满足严格的过程控制要求的能力

ZYGO与光学计量学

ZYGO成立于50年前,致力于为光学制造提供定制光学和精密工程系统。作为光学制造活动的自然延伸,该公司很快成为定位和表面分析计量学的代名词,如今,ZYGO约70%的业务基于3D光学轮廓仪,激光干涉仪和纳米位置传感器的制造。

ZYGO的光学计量仪器位于测量光谱的超高精度端,专门针对半导体光刻,消费电子,光学测试和精密制造中的高价值应用。在所有这些领域中,高性能三维计量是工艺开发和制造良率的关键。

从ZYGO的独特角度来看,高精度计量工具用户的主要需求是在越来越复杂的应用程序中实现更高的数据密度。通常在极其困难的环境中进行这种计量,在传统的计量工具由于振动或湍流而难以有效运行的环境中。此外,从每次扫描中提取最大可能的数据对于在最大范围的样品上实现出色的计量至关重要。

迫于计量工具制造商在保持挑战性环境中保持测量精度和灵活性的压力,ZYGO开发了诸如SureScan TM之类的技术,可在其3D光学轮廓仪上实现抗振计量。此外,诸如过采样,高动态范围扫描和行业领先的信号处理技术等多种功能催生了ZYGO的“ MoreDataTM”技术,该技术可最大化数据质量和功能。

这些技术有助于使仪器更接近生产现场,并促进几乎任何表面的测量,从非常光滑的表面到非常粗糙的表面,从非常平坦的表面到高度倾斜的表面,都可以促进过程中的计量应用。

计量和智能电话组件

工业上对具有更高数据密度的高精度计量的需求的一个完美例子是手机的制造,该手机在整个组件频谱中都有计量需求。包括摄像头模块,柔性电路和机械组件的应用都需要关键的计量

镜片。智能手机中使用的相机镜头由非球面元素组成。智能手机镜头组件的制造良率不仅取决于这些复杂的非球面镜的形状,还取决于各种内置功能,这些功能可使单个镜头在镜筒中组装时对准。

随着照相机的图像质量的提高,镜头设计的公差变得越来越严格,同时表征要求也越来越广泛。越来越复杂的相机设计需要复杂的表面几何形状。每天生产约4000万个微透镜,因此迫切需要快速,高质量,可靠的计量技术来支持这种规模的精密制造。

镜片制造商需要快速而自信地要求提供尽可能多的有关表面和互锁对准特征的信息。对于此应用,ZYGO开发了其COMPASS TM 3D光学轮廓仪系统,该系统结合了干涉显微镜,多轴分段以及用于评估镜片模具和单个生产镜片的软件。

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