白光干涉共聚焦輪廓儀(White Light Interference Confocal Profiler)是一種集非接觸式光學干涉與激光共聚焦技術于一體的高精度三維表面形貌測量設備。它專為解決傳統接觸式觸針儀易劃傷樣品、無法測量軟質或脆弱材料,以及普通光學顯微鏡景深不足等痛點而設計,廣泛應用于半導體、精密光學、微機電系統(MEMS)、生物醫學及新材料研發領域。
這種“干涉+共聚焦”的融合設計,使得儀器具備超大的動態范圍。它既能像顯微鏡一樣觀測微米級的粗糙度細節,又能像輪廓儀一樣測量高達數毫米的陡峭臺階或深槽,實現了從微觀粗糙度到宏觀幾何尺寸的無縫銜接。此外,由于采用非接觸測量方式,完q避免了探針磨損和樣品損傷問題,特別適合測量高反光、透明、柔軟或易碎的表面。
白光干涉共聚焦輪廓儀的主要特點詳解:
一、雙模式集成,一機覆蓋全類型樣品(核心獨y特點)
白光干涉模式(WLI)——超光滑、鏡面、大面積高精度測量
垂直分辨率0.1nm級,臺階高度測量重復性可達0.05nm,測量精度不受物鏡倍率影響,低倍也能實現亞納米精度;
適配拋光金屬、硅晶圓、光學鏡片、玻璃、薄膜、超光滑模具、透明基材;
大面積掃描速度快,支持大圖拼接,適合整片基板、大平面粗糙度批量檢測;
可精準捕捉納米級波紋、微小臺階、膜厚、平面度、鏡面微觀起伏。
共聚焦模式——陡峭側壁、粗糙、低反射、高深寬比微結構
共聚焦針孔過濾離焦雜散光,信噪比高,可測最大70°~86°傾斜陡壁,接近垂直側壁不丟信號;
適配微孔、微凸點、溝槽、刻蝕線路、磨砂、炭黑、啞光陶瓷、3C蝕刻結構、MEMS、絨面光伏硅片;
支持真彩色3D形貌成像,直觀區分材料、鍍層、缺陷邊界;
抗環境振動優于純白光干涉儀,對隔振臺依賴更低,可用于產線抽檢。
一鍵切換雙模式
單次裝夾即可分別用兩種模式采集數據,無需換設備、重復定位,兼顧超高精度與復雜結構完整還原。
二、超高分辨率,全尺度三維計量
垂直(Z向)
干涉模式:0.1nm極限分辨率;共聚焦模式:≤1nm;高度測量范圍覆蓋納米~毫米級,兼容薄膜納米臺階與幾百微米深槽。
橫向(XY平面)
共聚焦模式橫向分辨率可達0.1μm,精準分辨微小線寬、微孔、微凸點、細微劃痕缺陷;搭配多組物鏡(2.5×/5×/10×/20×/50×/100×)切換,兼顧大視野與微觀細節。
絕對高d測量,無需標準塊校準即可輸出真實三維輪廓高度數據。
三、全程非接觸、無損檢測
無探針壓痕、無劃傷,軟質材料(光刻膠、聚合物、薄膜、超薄鍍層、生物試樣)、易碎微結構均可測量;
無磨損損耗,對比接觸式粗糙度儀,長期使用無探針耗材成本;
不破壞工件表面,可做同一位置原位重復觀測、工藝前后對比。
四、樣品兼容性強(全材質通用)
高反射:鏡面鋁、不銹鋼、晶圓、光學玻璃、電鍍鍍層;
低反射/深色:石墨、炭黑、啞光陶瓷、磨砂塑料、深色樹脂;
透明/半透明:光學薄膜、蓋板玻璃、光刻膠、藍寶石;
復雜形貌:深孔、盲孔、微溝槽、凸點陣列、拉絲紋理、噴砂粗糙面;
軟硬各類金屬、半導體、陶瓷、高分子、復合材料、鋰電極片。
五、高速掃描與自動化能力
壓電陶瓷PZT納米級Z軸掃描,單視場3D成像僅需數秒;支持XY電動平臺自動掃描、多視場無縫拼接,實現數十毫米大面積完整形貌重建;
全自動流程:自動對焦、自動切換測量模式、自動調節光強、自動尋干涉條紋;
可編程批量檢測:存儲多套測量程序,自動切換檢測區域、自動導出報表,適配實驗室批量試樣與產線質量抽檢。
六、標準化完備的分析軟件系統
支持ISO、GB、ASME國際標準全套2D/3D粗糙度參數:Sa、Sz、Sq、Sp、Sv、輪廓Ra/Rz、波紋度、平面度、翹曲度;
微結構幾何測量:臺階高度、槽深、孔徑、凸點高度、共面度、線寬、間隙、體積、面積;
內置數據處理工具:校平、去傾斜、降噪、濾波、區域截取、缺陷統計、剖面線分析;
數據輸出3D云圖、彩色形貌圖、二維輪廓曲線,報表導出PDF/Excel/Word,數據可溯源,滿足CNAS、GMP、半導體工廠審廠規范。
七、硬件穩定性與環境適應性
白光LED寬光譜光源,壽命長、無激光相干偽影,避免單色光反射盲區;
共聚焦多孔盤光路,抗雜散光干擾,弱反射樣品依然成像清晰;
雙模式共用同一光學與運動平臺,設備集成度高,占地更??;
共聚焦模式抗振性更好,簡易防震臺即可穩定工作,純白光干涉儀通常需要高精度氣浮隔振臺。
八、對比單一設備的差異化優勢
對比純白光干涉儀:能測大傾角陡壁、深色粗糙樣品,帶真彩成像,抗振更強;
對比單激光共聚焦:擁有亞納米級垂直精度,大面積掃描更快,鏡面光滑件測量精度碾壓激光共聚焦;
對比接觸式粗糙度儀:三維全域成像,不止一條剖面線,無樣品損傷,可測微深孔、微小結構。
九、典型行業應用適配特點
半導體先進封裝:微凸點、TSV硅通孔、再布線層共面度;
3C電子:手機玻璃蓋板、指紋模組、鏡頭模具、蝕刻線路、拉絲金屬外殼;
光學行業:透鏡、光柵、鍍膜薄膜、自由曲面鏡片平整度;
精密模具/超加工:鏡面模具、拋光輥、刀具刃口粗糙度;
新能源:光伏硅片絨面、鋰電銅箔/鋁箔、燃料電池流道;
MEMS、醫療器械、航空精密零部件、材料摩擦磨損科研。
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