白光干涉仪测量粗糙度,本质上是非接触式三维光学测量:通过白光干涉扫描样品表面,重建出三维高度场,再按 ISO/GB 标准计算二维、三维粗糙度参数。北京仪光科技有限公司在该方向主要提供西班牙 Sensofar 三维共聚焦白光干涉仪,以及视芯光学等国产多功能白光干涉仪,可用于半导体、光学、医疗器械、精密制造等领域的表面粗糙度评价。
一、白光干涉仪如何测粗糙度
白光干涉仪利用白光低相干干涉原理,在 Z 方向进行垂直扫描。当测量光与参考光的光程差接近零时,样品表面每个像素点会形成干涉信号峰值,系统据此计算高度信息,最终生成三维形貌图。相比接触式轮廓仪,它不接触样品表面,适合晶圆、镜片、镀膜件、植入物等易划伤或高精度样品。
二、北京仪光科技白光干涉仪的粗糙度测量能力
北京仪光科技代理的 Sensofar 白光干涉仪,以及其展示的国产视芯光学白光干涉仪,都可用于粗糙度测量,主要特点包括:
1.支持二维与三维粗糙度参数:可输出 Ra、Rz、Rq 等二维参数,以及 Sa、Sq、Sz、Ssk、Sku、Sdr 等三维参数,满足 ISO 25178 等标准下的表面质量评价。
2.亚纳米级垂直分辨率:部分型号垂直分辨率可达 0.1nm,能够分辨超光滑表面上的微小起伏,适合光学镜片、晶圆、抛光件等低粗糙度样品。
3.多模式自动适配:Sensofar 系统可融合共聚焦、白光干涉、多焦面叠加等模式。光滑表面优先使用白光干涉,陡坡或较粗糙表面可切换共聚焦/多焦面叠加,提高数据完整度。
4.适配多种材质:可测量金属、玻璃、陶瓷、塑料、半导体材料、医用高分子材料等不同表面。
5.批量与阵列测量:支持自动对焦、自动找条纹、多点阵列扫描和批量数据分析,适合工艺稳定性评估和出厂检测。
6.国产方案覆盖更多场景:视芯光学 T100、S1000 等国产共聚焦白光干涉仪,也可用于粗糙度、台阶高度、微结构形貌等检测,适合需要本地化服务或国产替代的场景。
三、应用场景
| 行业 | 粗糙度测量对象 | 关注点 |
| 半导体 | 晶圆、薄膜、刻蚀表面 | CMP 后表面质量、工艺一致性 |
| 光学加工 | 透镜、反射镜、玻璃基板 | 超光滑表面 Ra/Sa、抛光质量 |
| 医疗器械 | 人工关节、血管支架、植入物 | 表面纹理、生物相容性相关粗糙度 |
| 精密制造 | 模具、轴承、气缸套、刀具 | 磨削/喷砂/抛光后表面质量 |
需要注意的是,白光干涉仪更适合光滑到中等粗糙表面的纳米级、亚微米级粗糙度测量;如果样品表面非常粗糙、坡度很大或反光很差,可能需要切换共聚焦或多焦面叠加模式,或者结合其他轮廓测量方法。
