先进制造的万能工具:3D光学计量

在计量领域的一般讨论倾向于围绕非接触或接触测量解决方案的相对优点。然而,现在几乎每个行业都存在对更紧凑、更复杂的组件的需求,这些组件即使与探头接触的次数很少,也有很高的污染或损坏风险。

由于技术的高精度和测量可重复性,非接触式光学计量解决方案通常是这种严格应用的最佳选择 - 当Mere纳米可能是测试通过或失败之间的差异时,基本特性。

非接触式光学计量解决方案在测量过程中一般不会损坏部件。它们的速度也比传统的触点系统快得多,使其成为涉及高采样率和复杂产品的应用的理想选择。

3D光学计量工具可以整合在“过程中”,这种方法在很大程度上是先进制造场景的未来计量。测量系统继续从质量控制部门和专用计量室搬迁到更接近,甚至在生产车间本身。

没有替代的计量解决方案被认为是接近的三维光学测量就其能力迅速且精确地评估了大量数据点而快速。由于制造商通过最低努力和成本呼吁越来越高的功能,3D光学计量解决方案已成为当今市场上竞争力的基石。

一些部门继续对部署光学测量系统表现出不情愿,这部分是由于对可靠性的误解,缺乏第一手经验,或仅仅是因为潜在用户研究过时的计量工具,而不是当前的下一代光学计量解决方案。

高分辨率传感器、计算机、光学和数据处理能力的最新发展,使光学计量成为航空航天、消费电子、医疗、半导体和汽车制造等不同行业的标准实践。

过程控制,

质量控制是高效和具有成本效益的生产和竞争成功的核心,因此,不符合标准的计量解决方案可能产生真正和实质性的成本影响。

对自动化、非接触式计量系统的需求日益增长,这种系统可以作为现有生产线的一部分提供高频零件检测。可追溯性、提高的生产率和全球扩张也变得越来越重要,关键的生产决策是在地理上分散的制造设施中做出的。

最终,该行业需要对生产的每一个部件进行绝对精确的计量,而3D光学计量解决方案可以提供满足这些严格的过程控制要求的潜力。

ZYGO &光学计量

ZYGO成立于半个世纪前,旨在为光学制造提供精密工程系统和定制光学系统。该公司迅速成为表面分析和定位计量的代名词,这是其在光学制造领域工作的自然延伸。ZYGO目前约70%的业务涉及激光干涉仪、3D光学轮廓仪和纳米位置传感器的制造。

ZYGO的超精密光学计量仪器是专门为消费电子、半导体光刻、光学测试和精密制造的高价值应用而设计的。高性能的三维计量对于这些领域的工艺开发和生产成品率都至关重要。

许多高精度计量工具的用户要求在越来越复杂的应用中要求更大的数据密度。计量通常在极具挑战性环境中进行,其中诸如振动或湍流等因素会导致传统计量工具的许多问题。能够从每个单独的扫描中提取最大数据也是必不可少的,在最广泛的样本集中促进卓越的计量。

ZYGO在其3D光学轮廓仪上开发了surecan™振动稳健计量技术,以帮助缓解对计量工具制造商的需求,以在这样具有挑战性的环境中保持灵活性和测量精度。

该工具和其他工具为用户提供了多种功能,包括高动态范围扫描和过采样。此外,行业领先的信号处理技术形成了ZYGO的“MoreData™”技术的基础,最大限度地提高数据能力和质量。

这些先进的技术正在改变仪器的位置,使它们更接近生产地板,刺激过程中的计量应用,并实现几乎任何表面的测量,无论是非常光滑的,非常粗糙,非常平坦,非常平坦的或高度倾斜。

计量和智能手机组件

移动电话的制造提供了一个理想的例子,工业对具有更大数据密度的高精度计量的需求。移动电话制造商的计量需求跨越了元件光谱,应用包括灵活电路、相机模块和机械元件,所有这些都需要关键的计量。

镜头

智能手机的镜头部分由非球面镜头元件组成。智能手机镜头组件的生产产量通常取决于这些复杂的非球面的形状,以及使单个镜头在镜头桶中组装时能够对齐的内置功能阵列。

随着智能手机相机捕获的图像继续提高质量,镜头设计公差变得更加紧张,表征要求变得更加广泛。高级摄像机设计也需要复杂的表面几何形状。

每天制造大约4000万微透镜,这意味着对快速,可靠,高质量的计量表现有显着需求,以适当地支持这些精密制造过程的纯粹规模。

镜头制造商需要关于镜头表面和互锁对准功能的高度详细信息,并且必须快速提供此信息并高度置信。

ZYGO开发了Compass™3D光学分析器系统记住这个应用程序。该系统提供了干涉显微镜、多轴分段和专用软件的组合,使其成为评估镜头模具和单个生产镜头的理想选择。

COMPASS™使用全表面3D计量技术来描述这些复杂的表面,而不考虑精度或精度。该系统可以识别一系列缺陷,包括偏离设计、工艺不对称和制造错误,这些通常会被忽略。任何这些缺陷的存在都将对图像质量和镜头性能非常不利,因此适当地识别和量化这些缺陷将为制造商提供宝贵的工艺见解。(图1)

一个典型的COMPASS纹理地图完整的手机相机镜头模具针。一个人可以清楚地看到圆形的工具标记从金刚石车削以及径向波纹产生的小振动的切削工具时,销钉被制造。

图1所示。一个典型的COMPASS纹理地图完整的手机相机镜头模具针。一个人可以清楚地看到圆形的工具标记从金刚石车削以及径向波纹产生的小振动的切削工具时,销钉被制造。图片信用:Zygo Corporation

柔性电路

灵活电路用于连接现代智能手机的许多内部组件。这有助于节省空间,减轻重量,提高能耗效率。灵活电路能够将大量连接拟合到相对较小的区域中,因此即使在这些小型,廉价的部件中的小缺陷也可以导致最终无法使用的高值设备。

应该彻底评估在这种柔性电路中使用的这些组件(通常是电迹线)的临界横向尺寸和地形。这将传统上采用两种不同的计量系统进行,但Zygo光学分析器已成功将垂直和横向计量任务成功地组合成一个完全自动化的解决方案。不仅在工厂节省时间和宝贵的空间,而且还可以实现更有效的工作流程。(图2)

使用ZYGO对柔性电路微电子进行检查,以验证合适的特性高度、宽度、间距和连续性

图2。检查柔性电路微电子学,可验证使用Zygo的Zegage,NewView和Nexview光学分析器的适当特色高度,宽度,间距和连续性。图片信用:Zygo Corporation

机械部件

临界计量也可用于评估机械部件的地形特征,表面饰面和横向尺寸,例如摄像机镜头安装在包含在移动电话的众多部分的外壳中的桶。

表面光洁度是必不可少的,在化妆品部件必须在设备上维持一致的美学,尽管通常在各个位置甚至由多个供应商中制造。Zygo仪器如NEXVIEW NX2,NewView 9000和Zegage Pro光学分析器可以集成到必须监控这些参数的研发,制造和质量控制应用中(图3)。

CSI测量纹理在各种材料和表面整理技术上,包括(左)抛光,(中心)研磨,(亚博网站下载右)钻石向左转动。

图3。CSI测量纹理在各种材料和表面整理技术上,包括(右)抛光,(中心)磨削,和亚博网站下载(左)钻石转向左右。图片信用:Zygo Corporation

Zygo的专有MX™软件为所有光学计量仪器提供动力,提供全面的测量结果套件,以前需要两种甚至三种传统的计量仪器来实现。

MX™提供完整的系统控制,具有数据分析功能,包括直观的导航,交互式3D地图和定量地形数据。该软件还具有内置统计过程控制(SPC),具有控制图形,统计数据和通过/失败限制。

利用一个通用的、内部开发的平台,如Mx™,可以提供真正的流线型工作流程。例如,在一个平台上的研发实验室开发的应用程序可以部署在世界各地的任何可用平台上,确保制造商为其组织选择正确的设备和选项时的兼容性。app亚博体育

在消费电子设备中对先进制造技术的不断增长的需求需要使用以行业速度运行的计量仪器。Zygo的光学分析器系统如Newview 9000,Zegage Pro,Nexview NX2和Compass可以升级到这一挑战,为任何给定应用程序提供最佳配置选项,性能,能力和价格的混合。

消费电子产品将继续变得更加复杂,这意味着精密、多功能和强大的表面计量系统是跟上这些快速发展的关键。

总结

高精度计量解决方案的选择必须谨慎,解决方案必须代表最适合特定的工业应用。非接触式光学计量解决方案是在越来越多的应用中对越来越复杂或困难的组件和部件进行可靠、准确和经济有效的测量的唯一可行选择。

光学计量工具是向过程自动化计量转变的中心,但是原始设备制造商还应注意并非所有光学测量解决方案都是相等的。

潜在的技术解决方案提供商必须提供足够复杂的硬件和软件功能,以适应真正智能和深入的数据获取和分析。

潜在的技术解决方案提供商还应能够提供能够满足当代的亚纳米精度和可重复性需求的计量工具。

此信息已采购,审查和调整由Zygo Corporation提供的材料。亚博网站下载

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    Zygo公司。(2021年,06年1月)。先进制造的万能工具:3D光学计量。AZoM。于2021年8月24日从//www.washintong.com/article.aspx?ArticleID=19860检索。

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    Zygo公司。“先进制造的多功能工具:3D光学计量”。AZoM。//www.washintong.com/article.aspx?articleId=19860。(访问了2021年8月24日)。

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    Zygo公司。2021。先进制造的万能工具:3D光学计量.AZoM, viewed August 2021, //www.washintong.com/article.aspx?ArticleID=19860。

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