日本红外光非接触式厚度测量原理介绍

日本红外光非接触式厚度测量原理介绍

红外线穿过特定的物质。
它是一种利用该特性以非接触方式测量特定物质厚度的技术。

由于电子设备中使用的硅、蓝宝石、石英和其他化合物的表面经过高精度抛光，因此不能使用接触式厚度测量，因为它会划伤表面。
此外，由于材料变形，无法通过接触式准确测量橡胶、薄膜、软树脂等的厚度。

激光和电容是以非接触方式测量厚度的常用方法，但它们是位移计，不能测量绝对值。绝对值可以通过我们的红外光法测量。

红外光测厚原理

当红外光投射到工件上时，它首先在表面上反射。
此外，红外光通过工件内部并在背面反射。
表面反射光和背面反射光被光学探头接收，利用前后表面反射光的时间差作为光干涉差来测量厚度。



可以在多层中进行单独的厚度测量



从这个原理来看，在如上图所示的多层工件的情况下，可以从每个反射光的干涉差来测量单个厚度。



以上是PC上显示反射光干涉状态的界面。
从波形的左边看，它变成了R1到R4的干扰波。每个干涉差（Peak to Peak）是每一层的厚度。

绝对值测量的优点



《相对值的测量》

位移传感器是一种相对值测量，将距离差作为厚度测量。因此，有必要准备一个参考平面（零点）。
此外，如果到参考平面的距离 (Gs) 并不总是恒定的，则会出现错误。如果不能保持或随时间变化，则必须为每次测量重新设置零点。



<< 绝对值测量 >>
由于红外光的测量是通过从正面和背面反射光的干涉差异获得的，因此只需将工件放在传感器头下方即可测量厚度的绝对值。
即使到工件的距离（Ga）有轻微波动，如果范围小于最大测量厚度（约4毫米）-工件厚度（t），测量值和精度也不会受到影响。

测量距离的优势
为了用位移计达到0.1μm的精度，传感器头到工件的距离一般必须在10mm以下。
采用这种红外光方式，测量距离可以任意设置，最大可达1000mm左右，可以保持0.1μm的测量精度。