現 有 各 種 AOI 技 術 機 械 視 覺 與 影 像 處 理 光 干 涉 技 術 光 繞 射 技 術 光 散 射 技 術 光 掃 描 技 術 共 焦 量 測 法 光 譜 技 術 光 測 力 學 技 術 奈 米 量 測 技 術

AOI 科 技 在 製 程 監 測 上 之 應 用 主 講 人 : 章 明 教 授 中 原 大 學 機 械 工 程 學 系

現 有 各 種 AOI 技 術 機 械 視 覺 與 影 像 處 理 光 干 涉 技 術 光 繞 射 技 術 光 散 射 技 術 光 掃 描 技 術 共 焦 量 測 法 光 譜 技 術 光 測 力 學 技 術 奈 米 量 測 技 術

自 動 化 光 學 檢 視 系 統 架 構 檢 視 技 術 - 二 維 量 測 影 像 處 理 三 維 量 測 機 構 系 統 - 機 構 設 計 光 源 系 統 視 覺 系 統 控 制 系 統 - 定 位 控 制 同 步 控 制 機 台 控 制 監 控 系 統 - 網 路 傳 輸 影 像 傳 輸 診 斷 與 維 護 影 像 卡 RS232 控 制 CCD 光 源 控 制 器 伺 服 馬 達 個 人 電 腦 Pc(Server) 移 動 平 台 驅 動 器 網 際 網 路 個 人 電 腦 Pc(Client)

影 像 擷 取 系 統

影 像 感 測 元 件

相 機 搭 配 影 像 擷 取 卡 應 注 意 事 項 1 支 援 影 像 傳 輸 規 格 2 影 像 卡 最 大 解 析 3 資 料 傳 輸 速 率 4 其 他 特 殊 規 格 影 像 擷 取 卡

鏡 頭 選 取

光 源

光 源 架 設 Light Source Camera

移 位 機 構

光 學 尺 ( 定 位 與 迴 授 )

光 學 二 維 量 測 技 術 ( 橫 向 尺 寸 ) CCD 影 像 擷 取 數 位 影 像 處 理 技 術 圖 形 識 別 技 術 自 動 化 檢 測 (AOI) 目 前 台 灣 需 要 量 最 大 的 檢 測 技 術 與 設 備

光 學 二 維 影 像 檢 測 應 用 I. PCB 瑕 疵 檢 測 II. PCB 基 板 檢 測 III. IC 腳 位 檢 測 IV. 面 板 輝 度 檢 測 V. 面 板 像 點 檢 測 VI...

印 刷 電 路 板 瑕 疵 檢 測 一 般 檢 測 流 程 : 1) CCD 擷 取 影 像 2) 圖 形 正 規 化 (a) 標 準 影 像 (b) 待 測 瑕 疵 影 像 3) 影 像 相 減 4) 強 化 微 分 5) 細 線 化 (c) 影 像 相 減 結 果 蝕 刻 瑕 疵 樣 本 檢 測 結 果 : (d) 檢 測 結 果 影 像 (a) 標 準 影 像 (b) 待 測 瑕 疵 影 像 (c) 影 像 相 減 結 果 及 (d) 檢 測 結 果 影 像

IC 腳 位 檢 測 1) 擷 取 影 像 2) 正 規 化 3) 影 像 相 減 (a) 正 常 IC 腳 位 情 況 (b)ic 腳 位 發 生 瑕 疵 情 況 (c) 檢 測 結 果

LCD 像 點 瑕 疵 檢 測

TFT LCD Thin Film Transistor - Liquid Crystal Display 薄 膜 電 晶 體 - 液 晶 顯 示 器 偏 光 板 液 晶 分 子 不 加 電 場 加 入 電 場 所 謂 的 TFT LCD 指 的 是 利 用 TFT( 薄 膜 電 晶 體 ) 當 做 開 關, 控 制 LCD( 液 晶 顯 示 器 ) 上 每 一 個 Pixel( 畫 素 ) 的 明 暗, 以 達 到 顯 示 色 彩 的 效 果 液 晶 同 時 具 有 固 態 和 液 態 兩 種 物 理 特 性 的 物 質 其 中 一 個 很 炫 的 特 色 是 它 會 依 據 所 施 加 的 電 壓 改 變 位 置

TFT-LCD 的 面 板 構 造 18

TFT LCD 主 要 製 程 薄 膜 電 晶 體 元 件 工 程 (Array) ( TFT Array Engineering ) 面 板 工 程 (Cell) (Panel Engineering ) 模 組 組 立 工 程 (Module) ( Module Assembly Engineering)

製 程 說 明 製 程 說 明 Array Process Cell Process Module Process Source:SEMI PCS-Forum-FPD

組 裝 完 畢 後 之 面 板 結 構 示 意 圖 TFT 框 膠 偏 光 板 外 框 玻 璃 基 板 Black matrix Color filter overcoat TAB Cell CF 基 板 CF 共 通 電 極 配 向 膜 液 晶 Array TFT 基 板 MDL 偏 光 板 Driver LSI 擴 散 板 Spacer 分 光 片 反 射 板 側 光

薄 膜 電 晶 體 Array 工 程 APC 系 統

Arraya 製 程 I 檢 需 求 - 瑕 疵 即 時 辨 識 系 統 製 程 流 程 洗 淨 成 膜 微 影 蝕 刻 剝 膜 五 層 光 罩 閘 電 極 光 罩 (GE) 島 狀 半 導 體 光 罩 (SE) 源 / 汲 電 極 光 罩 (SD) 接 觸 孔 洞 光 罩 (CH) 畫 素 電 極 光 罩 (PE) n + a-si Glass Substrate G a-si D S ITO G-SiN x

閘 電 極 光 罩 (GE) 瑕 疵 閘 電 極 - 儲 存 電 容 短 路 刮 傷 異 物 塗 佈 異 常

島 狀 半 導 體 光 罩 (SE) 瑕 疵 閘 電 極 儲 存 電 容 短 路 SE 殘 SE 殘 連 橫 塗 佈 異 常 膜 浮 起 及 膜 剝 落 皺 膜 浮 及 皺 膜 剝 異 物 刮 傷

源 / 汲 電 極 光 罩 (SD) 瑕 疵 GE 殘 SE 殘 SD 殘 源 / 汲 電 極 短 路 異 物 塗 佈 異 常 顯 影 異 常 刮 傷 GE 圖 案 突 出 體

接 觸 孔 洞 光 罩 (CH) 瑕 疵 GE 殘 SE 殘 源 / 汲 電 極 短 路 源 電 極 線 斷 路 接 觸 孔 洞 異 常 異 物 刮 傷

畫 素 電 極 光 罩 瑕 疵 GE 殘 SE 殘 SD 殘 源 電 極 斷 路 異 物 PE2 連

面 板 光 電 二 維 檢 測 需 求 例 舉 面 板 光 電 二 維 檢 測 需 求 例 舉 檢 測 目 標 檢 測 項 目 檢 測 原 理 技 術 關 鍵 玻 璃 基 板 玻 璃 刮 傷 異 物 針 孔 污 染 低 角 度 雷 射 光 反 射 雙 斜 向 散 亂 光 比 較 法 雷 射 光 斑 檢 測 膜 質 膜 厚 均 勻 性 雷 射 干 涉 法 光 學 設 計 影 像 擷 取 處 理 演 算 法 濺 鍍 成 膜 薄 膜 阻 抗 電 氣 光 學 調 變 檢 測 電 壓 映 像 (Voltage Imaging) 技 術 異 物 污 染 光 學 影 像 擷 取 檢 查 影 像 擷 取 處 理 演 算 法 光 罩 檢 測 異 物 污 染 光 學 影 像 擷 取 檢 查 影 像 擷 取 處 理 演 算 法 線 寬 間 距 圖 案 缺 陷 斷 線 短 路 光 學 影 像 擷 取 檢 查 影 像 擷 取 處 理 演 算 法 電 極 圖 樣 短 路 開 路 電 極 阻 抗 探 針 Open / Short 機 構 製 作 精 度 伺 服 控 制 影 像 對 位 Array 驅 動 特 性 電 氣 光 學 調 變 檢 測 電 壓 映 像 (Voltage Imaging) 技 術 (RGB) 色 度 穿 透 率 反 射 率 光 譜 儀 量 測 計 算 色 度 亮 度 色 度 學 演 算 法 Color Filter (BM) 線 寬 間 距 圖 案 缺 陷 斷 線 短 路 光 學 影 像 擷 取 檢 查 影 像 擷 取 處 理 演 算 法 異 物 污 染 光 學 影 像 擷 取 檢 查 影 像 擷 取 處 理 演 算 法 配 向 處 理 PI 膜 質 膜 厚 均 勻 性 雷 射 干 涉 法 光 學 設 計 影 像 擷 取 處 理 演 算 法 Pinhole 異 物 污 染 均 勻 性 光 學 影 像 擷 取 檢 查 影 像 擷 取 處 理 演 算 法 Spacer 處 理 Spacer 分 布 密 度 光 學 影 像 擷 取 檢 查 影 像 擷 取 處 理 演 算 法 面 板 組 立 面 板 間 隙 雷 射 共 焦 位 移 檢 測 光 學 設 計 影 像 擷 取 處 理 演 算 法 磨 邊 導 角 裂 痕 檢 測 光 學 影 像 擷 取 檢 查 影 像 擷 取 處 理 演 算 法 面 板 點 燈 檢 查 點 缺 陷 線 缺 陷 亮 度 Mura 色 度 Mura 光 學 影 像 擷 取 檢 查 影 像 擷 取 處 理 演 算 法 偏 光 板 貼 附 氣 泡 光 學 影 像 擷 取 檢 查 影 像 擷 取 處 理 演 算 法 OLB 電 極 偏 移 光 學 影 像 擷 取 檢 查 影 像 擷 取 處 理 演 算 法 BLU 檢 查 色 度 亮 度 均 勻 性 光 譜 儀 量 測 計 算 色 度 亮 度 色 度 學 演 算 法 模 組 點 燈 檢 查 點 缺 陷 線 缺 陷 亮 度 Mura 色 度 Mura 光 學 影 像 擷 取 檢 查 影 像 擷 取 處 理 演 算 法 色 度 亮 度 均 勻 性 光 譜 儀 量 測 計 算 色 度 亮 度 色 度 學 演 算 法

太 陽 光 電 製 程 監 測 應 用

什 麼 是 電 路 板 (What is PCB?) PCB ( Printed Circuit Board ) 中 文 稱 為 印 刷 電 路 板, 也 有 人 稱 為 PWB ( Printed Wiring Board ), 顧 名 思 義 該 產 品 是 以 印 刷 技 術 製 作 的 電 路 產 品 他 取 代 了 1940 年 代 前, 電 器 產 品 以 銅 線 配 電 的 方 式, 使 大 量 生 產 複 製 速 度 加 快, 產 品 體 積 得 以 縮 小 方 便 性 提 昇 單 價 降 低 早 期 的 電 路 板 是 將 金 屬 融 熔 覆 蓋 於 絕 緣 板 表 面, 作 出 所 要 的 線 路 1936 年 以 後, 製 作 的 方 法 轉 向 將 覆 蓋 有 金 屬 的 絕 緣 基 板 以 耐 蝕 油 墨 作 區 域 選 別, 將 不 要 的 區 域 以 蝕 刻 的 方 法 去 除, 這 樣 的 做 法 叫 做 ( Subtractive Method ) 1960 年 以 後, 電 唱 機 / 錄 音 機 / 錄 影 機 等 產 品 市 場, 陸 續 採 用 了 雙 面 貫 通 孔 的 電 路 板 製 造 技 術, 於 是 耐 熱 及 尺 寸 安 定 的 環 氧 樹 脂 基 板 被 大 量 採 用, 至 今 仍 為 電 路 板 製 作 的 主 要 樹 脂 基 材

電 路 板 大 分 類 電 路 板 大 分 類 (PCB Main Categories) (PCB Main Categories)

電 路 板 的 應 用 (PCB Application) 隨 著 計 算 機 工 業 的 急 速 發 展, 刺 激 了 PCB 的 大 量 量 產 化, 由 早 期 的 收 音 機 電 視 機 電 唱 機, 代 之 而 起 有 隨 身 聽 電 子 計 算 機 電 腦 筆 記 型 電 腦 電 子 交 換 機 大 哥 大 等 產 品 接 踵 而 至 PCB 用 在 一 般 性 商 品 上 大 致 可 分 成 三 大 類 : 1. 資 訊 類 : NETWORK COMMUNICATION MICROCOMPUTER CAM/CAD SYSTEM 筆 記 型 電 腦 (NOTEBOOK) 桌 上 型 電 腦 (DESKTOP) 汽 車 控 制 系 統 電 子 構 裝 2. 通 訊 類 : 大 哥 大 手 機 通 訊 網 路 系 統 INTERNET INTERNET INTRANET INTRANET MODEM MODEM 3. 消 費 性 : 電 動 玩 具 電 視 機 收 錄 音 機 錄 放 影 機 印 表 機 影 印 機

微 處 理 器 基 板 電 腦 系 統 關 係 圖 (Computer System) 桌 上 型 電 腦 微 處 理 器 主 機 板 PCB(Motherboard)

手 機 系 統 關 係 圖 (Cell Phone System) 液 晶 螢 幕 : 這 個 畫 面 能 呈 現 通 話 狀 態 所 撥 的 號 碼, 以 及 其 他 訊 息 訊 息 處 理 晶 片 : 這 個 晶 片 負 責 無 線 通 訊 的 責 任 語 音 編 碼 器 : 這 個 晶 片 決 定 了 聲 音 是 人 性 化 或 機 械 化 有 出 色 音 質 的 話 機 記 憶 晶 片 : 裡 面 包 含 了 聯 絡 電 話 及 個 人 喜 好 設 定 麥 克 風 : 它 會 將 人 聲 以 類 比 的 方 式 傳 給 編 碼 器, 以 便 轉 換 成 數 位 訊 號

典 型 PCB 二 維 瑕 疵 無 瑕 疵 印 刷 電 路 樣 本 有 瑕 疵 的 印 刷 電 路 板 樣 1:Breakout 2:Pin Hole 3:Open 4:Underetch 5:Mouse bite 6:Missing Conductor 7:Spur 8:Short 9:Wrong Size Hole 10:Conductor too close 11:Spurious copper 12:Excessive Short 13:Missing Hole 14:Over etch

多 層 板 內 層 流 程 INNER LAYER PRODUCT Blind Via 雷 射 鑽 孔 LASER ABLATION 多 層 板 內 層 製 作 流 程 多 層 板 內 層 製 作 流 程 裁 板 LAMINATE SHEAR MLB 內 層 乾 膜 INNERLAYER IMAGE 曝 光 EXPOSURE DOUBLE SIDE 壓 膜 LAMINATION 蝕 銅 I/L ETCHING 去 膜 STRIPPING 蝕 銅 ETCHING AO I 檢 查 AOI INSPECTION 預 疊 板 及 疊 板 LAY- UP 預 疊 板 及 疊 板 LAY- UP 烘 烤 BAKING 壓 合 LAMINATION 後 處 理 POST TREATMENT 壓 合 LAMINATION 鑽 孔 DRILLING 前 處 理 PRELIMINARY TREATMENT 顯 影 DEVELOPING 黑 化 處 理 BLACK OXIDE

乾 膜 製 作 流 程 乾 膜 製 作 流 程 基 板 壓 膜 壓 膜 後 曝 光 顯 影 蝕 銅 去 膜

外 層 製 作 OUTER-LAYER TENTING PROCESS 外 層 製 作 流 程 外 層 製 作 流 程 鑽 孔 DRILLING 通 孔 電 鍍 P. T. H. DESMER 除 膠 渣 通 孔 電 鍍 前 處 理 E-LESS CU PRELIMINARY TREATMENT 全 板 電 鍍 PANEL PLATING 外 層 乾 膜 OUTERLAYER IMAGE 曝 光 EXPOSURE 壓 膜 LAMINATION 前 處 理 PRELIMINARY TREATMENT 二 次 銅 及 錫 鉛 電 鍍 PATTERN PLATING 錫 鉛 電 鍍 二 次 銅 電 鍍 T/L PLATING PATTERN PLATING 蝕 銅 O/L ETCHING 剝 錫 鉛 T/L STRIPPING 蝕 銅 ETCHING 去 膜 STRIPPING 檢 查 INSPECTION

外 層 檢 查 製 程 目 的 一 般 PCB 製 作 會 在 兩 個 步 驟 完 成 後 做 全 檢 的 作 業 : 一 是 線 路 完 成 ( 內 層 與 外 層 ) 後, 二 是 成 品, 本 章 針 對 線 路 完 成 後 的 檢 查 來 介 紹 檢 查 方 式 1. 電 測 2. 目 檢 以 放 大 鏡 附 圓 形 燈 管 來 檢 視 線 路 品 質, 以 及 對 位 準 確 度, 若 是 外 層 尚 須 檢 視 孔 及 鍍 層 品 質, 通 常 會 在 備 有 10 倍 目 鏡 做 進 一 步 確 認, 這 是 很 傳 統 的 作 業 模 式, 所 以 人 力 的 須 求 相 當 大 但 目 前 高 密 度 設 計 的 板 子 幾 乎 無 法 在 用 肉 眼 檢 查, 所 以 下 面 所 介 紹 的 AOI, 會 被 大 量 的 使 用 3.AOI-Automated optical Inspection 自 動 光 學 檢 驗 因 線 路 密 度 逐 漸 的 提 高, 要 求 規 格 也 愈 趨 嚴 苛, 因 此 目 視 加 上 放 大 燈 鏡 已 不 足 以 過 濾 所 有 的 缺 點, 因 而 有 AOI 的 應 用

選 擇 性 鍍 鎳 鍍 金 SELECTIVE GOLD ( 4 ) 外 觀 及 成 型 製 作 流 程 ( 4 ) 外 觀 及 成 型 製 作 流 程 檢 查 INSPECTION 前 處 理 PRELIMINARY TREATMENT 塗 佈 印 刷 S/M COATING 液 態 防 焊 LIQUID S/M 後 烘 烤 POST CURE 顯 影 DEVELOPING 印 文 字 SCREEN LEGEND 噴 錫 HOT AIR LEVELING HOT 鍍 AIR 金 LEVELING 手 指 鍍 化 學 鎳 金 G/F PLATING E-less Ni/Au 成 型 FINAL SHAPING 電 測 ELECTRICAL TEST 外 觀 檢 查 VISUAL INSPECTION 出 貨 前 檢 查 O Q C 銅 面 防 氧 化 處 理 O S P (Entek Cu 106A) 包 裝 出 貨 PACKING&SHIPPING 預 乾 燥 PRE-CURE 曝 光 EXPOSURE 全 面 鍍 鎳 金 GOLD PLATING For O. S. P.

二 維 影 像 檢 測 發 展 方 向 高 解 析 度 ( 高 精 度 ) 快 速 ( 產 品 全 檢 多 媒 體 應 用 ) 自 動 化 (AOI) 彈 性 ( 多 尺 寸 需 求 ) 操 作 簡 易 與 製 程 管 制 技 術 整 合

光 學 三 維 輪 廓 量 測 技 術 ( 縱 向 尺 寸 ) 光 雷 達 法 時 間 差 測 定 相 位 差 測 定 光 學 非 接 觸 式 量 測 主 動 式 被 動 式 主 動 立 體 法 照 度 差 立 體 法 疊 紋 法 干 涉 法 透 鏡 焦 點 法 立 體 視 覺 法 動 畫 ( 物 體 移 動 ) 點 光 單 線 光 多 線 光 階 段 光 編 碼 化 圖 案 光 濃 度 彩 色 梯 度 圖 案 光 雙 鏡 頭 參 鏡 頭 多 鏡 頭 攝 影 機 移 動 型

三 維 資 料 擷 取 方 式 三 角 法 飛 行 時 間 法 疊 紋 法 干 涉 法 光 度 法 傅 立 業 轉 換 其 他

雷 射 掃 描 與 結 構 光 法 逐 點 掃 描 逐 線 掃 描 光 柵 與 格 子 結 構

雷 射 探 頭 量 測 原 理

雷 射 探 頭 在 三 次 元 量 床 上 之 應 用 (b) 圖 形 (a) 量 測 系 統

r = 雷 射 逐 點 掃 描 三 維 量 測 D sin[180 0 sin θ 1 ( θ 1 + θ 2 )]

三 角 測 距 原 理 θ (x,z) 平 面 上 (y,z) 平 面 上 f u f v = = z x z y b + z x x y = = cot u v θ y x = = f f 其 中 b,f, θ 為 系 統 參 數 值 bu cot θ u u,v 為 測 量 值 bv bf z = cot θ u f cot θ u

雷 射 逐 線 掃 描 三 維 量 測

量 測 實 例

覆 晶 封 裝 之 銀 膠 厚 度 與 均 勻 度 檢 測 黏 晶 製 程 及 覆 晶 封 裝 之 銀 膠 厚 度 與 晶 片 傾 斜 度 檢 測 量 測 實 例 --BLT 檢 測 儀 系 統 Department Of Mechanical Engineering, Chung Yuan Christian University

黏 晶 製 程 及 覆 晶 覆 封 晶 裝 封 之 裝 銀 之 膠 銀 厚 膠 度 厚 與 度 晶 與 片 均 傾 勻 斜 度 檢 測 晶 片 檢 測 掃 描 影 像 細 線 化 處 理 Department Of Mechanical Engineering, Chung Yuan Christian University

微 小 尺 寸 量 測 常 見 困 擾 雷 射 光 束 細 化 高 反 射 光 現 象

結 構 光

r d 雙 鏡 頭 法 f 2 x 1 + x 2 1 x 2 + x 2 2

CCD 影 像 校 正 示 意 圖 CCD 影 像 Pin-hole 模 型 相 差 模 型

飛 行 時 間 法 D = L + 2 D = L + λ ( θ 360 )

自 動 對 焦 系 統 自 動 調 焦 直 接 調 焦 間 接 調 焦 斜 光 束 式 雷 射 光 掃 描 光 束 掃 描 電 視 掃 描 圖 像 處 理 圖 像 掃 描 電 容 測 量 式 測 距 式 偏 心 光 束 式 氣 動 式 相 關 法 空 間 濾 波 法 M T F 法 刀 口 法 平 滑 法 二 極 管 多 重 掃 描 雙 向 蟲 合 法 投 射 光 法 聲 納 測 距 法 三 角 測 距 法 積 分 法 微 分 法 像 散 法 信 號 探 測 器 : 光 電 攝 影 管 CCD 光 電 池 光 電 二 極 管 及 其 陣 列

雷 射 掃 描 顯 微 鏡 光 學 原 理 圖

四 象 限 感 測 器 之 訊 號 處 理 與 S 曲 線

雲 紋 法 (Morie) 定 義 由 兩 組 或 兩 組 以 上 的 規 則 幾 何 圖 案 重 疊 後 所 產 生 較 粗 的 條 紋 稱 為 雲 紋 基 本 性 質 當 兩 組 直 線 光 柵 重 疊 時 會 因 為 間 距 與 指 向 之 不 同 而 產 生 雲 紋

雲 紋 法 在 工 程 量 測 上 應 用 技 術 面 內 雲 紋 法 ( 量 測 面 內 變 形 與 應 變 ) 陰 影 雲 紋 法 ( 量 測 面 外 變 形 與 輪 廓 ) 投 射 條 紋 法 ( 量 測 面 外 變 形 與 輪 廓 ) 反 射 雲 紋 法 ( 量 測 斜 率 ) 雲 紋 干 涉 術 ( 高 解 析 度 面 內 雲 紋 )

陰 影 雲 紋 法

投 射 條 紋 法 干 涉 條 紋 法 光 柵 影 像 法

投 射 條 紋 法 量 測 結 果

雲 紋 干 涉 術

干 涉 (Interference) ] [ 2 2 2 ] [ 1 1 1 2 2 2 2 1 1 1 1 ) ( ) ( φ φ + + = = t w r n k i w t r n k i e r A E e r A E r r r r r r r r ( ) ( ) 2 1 2 1 E E E E I r r r r + + ( ) [ ] ω Δφ + Δ Δ + + = t n kr I I I I r r cos 2 2 1 2 1 其 中 ( ) 1 2 1 2 1 1 2 2 φ φ φ ω ω ω = Δ = Δ = Δ r k r k kr r r r 干 涉 圖 影 響 因 素 光 程 差 頻 差 初 始 相 位 差

干 涉 條 紋 強 度 分 佈 圖

Coherence is a measure of the correlation that between the phases of the wave measured at different points. Temporal coherence tells us how monochromatic a source is. Coherence time:maximum transit difference for good contrast fringes Coherence length:distance light travels during coherence time Spatial coherence tells us how uniform the phase of the wave front is.

單 頻 干 涉 儀 在 工 程 上 的 應 用 在 形 成 干 涉 的 二 道 光 束 中 任 一 路 徑 內 加 上 待 測 元 件, 透 過 定 量 分 析 其 干 涉 圖 形 的 相 位 分 布, 即 可 反 推 出 待 測 元 件 的 表 面 狀 況 例 如 元 件 品 質 檢 測 外 型 輪 廓 檢 測 表 面 粗 糙 度 檢 測 厚 度 檢 測

鏡 頭 像 差 與 鏡 片 輪 廓 測 試 Spberical Aberration+Coma Spberical Aberration Spberical Aberration+Coma+Astigmatism Coma Spberical Aberration+Astigmatism Astigmatism Coma+Astigmatism Interferograms,Combined Aberrations

Phase Shifting Interferometry (PSI) [ 1 + cos ( + K z ) ] E = E φ Δ 0 where Ø=unknown phase z=variable OPD E E E E φ 1 2 3 4 ( Δ z = 0 ) = E ( 1 + Cos ) 0 φ ( ) Δ z = λ = E 0 ( 1 Sin φ ) 4 ( ) Δ z = λ = E 0 ( 1 Cos φ ) 2 ( ) Δ z = 3 λ = E 0 ( 1 + Sin φ ) 4 1 E 4 E 2 = Tan E E 1 3

Phase Shifter 精 準 度 高, 但 限 制 待 測 物 體 表 面 相 鄰 兩 點 高 度 差 需 在 1/4λ 以 內 Moving mirror Diffraction grating Bragg cell Rotating half-wave plate

白 光 顯 微 干 涉 儀 資 料 擷 取 技 術 有 二 垂 直 掃 描 移 相 干 涉 術

白 光 干 涉 原 理 利 用 白 光 干 涉 在 零 光 程 差 時, 其 條 紋 對 比 度 最 強, 來 判 別 零 光 程 差 位 置, 搭 配 垂 直 掃 描 量 測 可 求 得 物 體 表 面 形 貌 變 化

白 光 干 涉 應 用

雷 射 ( 雙 頻 ) 干 涉 儀

雙 頻 干 涉 儀 在 工 程 上 的 應 用 利 用 頻 率 稍 異 的 二 光 波 的 相 互 干 涉, 透 過 拍 頻 的 量 測, 可 用 來 測 速 測 距 測 位 移 高 精 度 外 型 檢 測 光 學 晶 體 厚 度 檢 測 數 控 工 作 母 機 精 度 校 正

數 控 工 具 機 精 度 校 正 位 移 精 度 誤 差 直 線 精 度 誤 差 角 位 移 誤 差 直 角 度 誤 差 平 面 度 誤 差 3 control axis(x,y,z),21 error sources

光 學 三 維 檢 測 研 發 方 向 光 通 訊 元 件 3D 尺 寸 量 測 微 3D 元 件 振 動 動 態 量 測 3D 彩 色 影 像 表 面 量 測 技 術 微 / 奈 米 級 三 次 元 量 測 儀 技 術 3D 內 層 瑕 疵 掃 描 量 測 技 術

其 他 光 學 量 測 技 術 光 繞 射 技 術 焦 散 法 共 焦 量 測 法 光 譜 技 術 光 彈 性 力 學 光 散 射 技 術 全 像 干 涉 術 光 纖 感 測 技 術 斑 點 干 涉 術 SEM AFM 等 奈 米 量 測 技 術

結 語 : 光 學 量 測 技 術 應 用 領 域 尺 寸 與 瑕 疵 量 測 資 料 儲 存 與 處 理 材 料 性 質 檢 測 繞 射 光 柵 應 力 分 析 光 學 元 件 測 試 位 移 與 形 變 量 測 全 像 光 學 元 件 非 破 壞 性 檢 測 質 粒 尺 寸 振 動 分 析 立 體 顯 微 術 等 高 線 測 繪

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