日本紅外光非接觸式厚度測量原理介紹

發布日期：2022-06-24      瀏覽次數：2992

日本紅外光非接觸式厚度測量原理介紹

紅外線穿過特定的物質。
它是一種利用該特性以非接觸方式測量特定物質厚度的技術。

由于電子設備中使用的硅、藍寶石、石英和其他化合物的表面經過高精度拋光，因此不能使用接觸式厚度測量，因為它會劃傷表面。
此外，由于材料變形，無法通過接觸式準確測量橡膠、薄膜、軟樹脂等的厚度。

激光和電容是以非接觸方式測量厚度的常用方法，但它們是位移計，不能測量絕對值。絕對值可以通過我們的紅外光法測量。

 

紅外光測厚原理

當紅外光投射到工件上時，它首先在表面上反射。
此外，紅外光通過工件內部并在背面反射。
表面反射光和背面反射光被光學探頭接收，利用前后表面反射光的時間差作為光干涉差來測量厚度。



 

可以在多層中進行單獨的厚度測量



 

從這個原理來看，在如上圖所示的多層工件的情況下，可以從每個反射光的干涉差來測量單個厚度。

 



 

以上是PC上顯示反射光干涉狀態的界面。
從波形的左邊看，它變成了R1到R4的干擾波。每個干涉差（Peak to Peak）是每一層的厚度。

 

 

絕對值測量的優點

 

《相對值的測量》

位移傳感器是一種相對值測量，將距離差作為厚度測量。因此，有必要準備一個參考平面（零點）。
此外，如果到參考平面的距離 (Gs) 并不總是恒定的，則會出現錯誤。如果不能保持或隨時間變化，則必須為每次測量重新設置零點。



<< 絕對值測量 >>
由于紅外光的測量是通過從正面和背面反射光的干涉差異獲得的，因此只需將工件放在傳感器頭下方即可測量厚度的絕對值。
即使到工件的距離（Ga）有輕微波動，如果范圍小于最大測量厚度（約4毫米）-工件厚度（t），測量值和精度也不會受到影響。

  
測量距離的優勢
為了用位移計達到0.1μm的精度，傳感器頭到工件的距離一般必須在10mm以下。
采用這種紅外光方式，測量距離可以任意設置，最大可達1000mm左右，可以保持0.1μm的測量精度。