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光谱共焦传感器在IC芯片测量领域的应用剖析(上)

日期: 2025-01-20
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来自 泓川科技
发表于: 2025-01-20
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一、引言

1.1 研究背景与意义

在当今数字化时代,IC 芯片作为现代电子设备的核心部件,其重要性不言而喻。从智能手机、电脑到汽车电子、工业控制,乃至新兴的人工智能、物联网等领域,IC 芯片无处不在,如同电子设备的 “大脑”,掌控着设备的运行与功能实现。其发展水平不仅是衡量一个国家科技实力的重要标志,更在全球经济竞争中占据着关键地位。

近年来,IC 芯片产业呈现出蓬勃发展的态势。随着摩尔定律的持续推进,芯片的集成度不断提高,尺寸愈发微小,性能却实现了质的飞跃。与此同时,5G、人工智能、大数据等新兴技术的迅猛发展,为 IC 芯片产业注入了强大的发展动力,市场对芯片的需求呈现出爆发式增长。

在 IC 芯片制造的复杂流程中,精确测量起着举足轻重的作用,如同工匠手中精准的量具,确保每一个环节都达到极高的精度标准。从芯片设计阶段的版图测量,到制造过程中的光刻、蚀刻、沉积等工艺的尺寸控制,再到封装测试阶段对芯片外形、引脚等的精确测量,每一步都离不开高精度测量技术的支撑。只有通过精确测量,才能保证芯片的性能、良率以及可靠性,满足市场对高质量芯片的严苛要求。

光谱共焦传感器作为一种先进的测量技术,凭借其独特的工作原理和卓越的性能优势,在 IC 芯片测量领域展现出了巨大的潜力。它能够实现对芯片表面形貌、厚度、尺寸等参数的高精度非接触测量,为芯片制造提供了可靠的数据支持。这种高精度测量对于提高芯片制造工艺的精度与稳定性至关重要,就像为芯片制造的精密机器提供了精准的导航系统,能够有效减少制造过程中的误差,降低废品率,从而降低生产成本,提高生产效率。同时,它还能助力芯片性能的提升,推动 IC 芯片产业朝着更高集成度、更小尺寸、更优性能的方向发展,为整个电子行业的创新与进步奠定坚实基础。

 

1.2 研究目的与方法

本研究旨在深入剖析光谱共焦传感器在 IC 芯片测量中的具体应用,全面揭示其在提高芯片制造精度、提升产品质量以及降低生产成本等方面的重要作用。通过对光谱共焦传感器工作原理、技术特点以及在不同 IC 芯片测量场景中的应用案例进行详细分析,为相关企业和研究人员提供有价值的参考,助力其在芯片制造过程中更好地选择和应用该技术,进而推动 IC 芯片产业的高质量发展。

在研究过程中,本报告采用了多种研究方法,以确保研究的全面性、准确性和可靠性。首先,通过广泛的文献研究,收集了大量国内外关于光谱共焦传感器技术以及在 IC 芯片测量应用方面的学术论文、研究报告、行业资讯等资料。对这些资料进行深入分析和梳理,了解该领域的研究现状、技术发展趋势以及存在的问题,为后续的研究提供了坚实的理论基础。

其次,选取了多个具有代表性的实际案例进行深入分析。这些案例涵盖了不同类型的 IC 芯片制造企业以及多种测量应用场景,通过对实际案例的详细研究,能够直观地了解光谱共焦传感器在实际应用中的效果、优势以及面临的挑战。通过与企业相关技术人员的沟通交流,获取了第一手的实践数据和经验,进一步丰富了研究内容。

此外,还将光谱共焦传感器与其他常见的测量技术进行了对比分析。从测量精度、测量范围、适用场景、成本等多个维度进行对比,明确了光谱共焦传感器在 IC 芯片测量领域的独特优势以及与其他技术的差异,为用户在选择测量技术时提供了清晰的参考依据。

通过综合运用上述研究方法,本研究能够全面、深入地探讨光谱共焦传感器在 IC 芯片测量中的应用,为推动该技术在 IC 芯片产业的广泛应用和发展提供有力的支持。

 

 

二、光谱共焦传感器基础剖析

2.1 工作原理详解

2.1.1 光学共焦成像机制

光谱共焦传感器主要是巧妙地利用光学共焦成像技术来开展工作。其工作伊始,由一个宽光谱的光源,如 LED 光源,射出一束复色光,这束光就如同一条色彩斑斓的光带,蕴含着丰富的波长信息 。紧接着,这束复色光通过一个特殊设计的色散镜头,色散镜头就像是一个神奇的 “光分离器”,使得光在其中发生光谱色散现象。在这个过程中,原本混合在一起的复色光按照不同的波长被分离出来,在量程范围内形成了不同波长的单色光。

每一个波长的单色光都具有独特的光学特性,它们沿着光轴传播时,会在不同的位置聚焦,每个波长的焦点都与一个特定的距离值相对应。这就如同在光轴上绘制了一把精细的 “距离刻度尺”,每个刻度都对应着特定波长光的聚焦位置。

当这些测量光射到物体表面后,会被物体表面反射回来。而在传感器内部,存在一个精心设计的共焦装置,其核心是一个位于光电探测器前面的小孔,这个小孔如同一个严格的 “筛选门卫”,也被称为空间滤波器。在反射光的传播过程中,只有那些满足共聚焦条件的特定波长的单色光,才能够恰好聚焦在这个小孔上,进而顺利通过小孔,被后方的光谱仪所感测到。其他波长的光由于无法聚焦在小孔上,成像点过大,会被小孔阻挡在外 。

通过这种共焦成像机制,光谱共焦传感器能够有效地收集物体表面反射回来的特定散射光,为后续的光谱解析和距离测算提供了准确且纯净的光信号。这种独特的成像方式,使得传感器能够排除大部分杂散光的干扰,大大提高了测量的精度和可靠性 。

 

2.1.2 光谱解析与距离测算

在特定波长的单色光成功通过小孔被光谱仪感测到后,光谱仪便开始发挥其关键作用。光谱仪如同一位精细的 “光分析师”,它对收集到的光信号进行深入的解析,准确识别出该单色光的波长值。

在光谱共焦传感器的设计中,事先建立了一套精确的波长 - 距离标定关系。这就像是一本详细的 “光波长与距离对应词典”,每一个波长都能在其中找到与之对应的精确距离值。通过查询这个标定关系,光谱共焦传感器能够将光谱仪所识别出的反射光的波长,精准地换算为被测物体表面到传感器的距离值。

例如,假设在某一次测量中,光谱仪检测到通过小孔的单色光波长为 λ1,根据预先建立的波长 - 距离标定曲线或函数关系,就可以快速查找到波长 λ1 所对应的距离值 d1,这个 d1 就是被测物体表面在该测量点的位置信息。

更为精妙的是,通过对不同测量点的距离值进行进一步的计算和分析,光谱共焦传感器还能够获取到被测物体的多种关键信息。比如,通过计算多个测量点之间的位移数值,可以精确得出物体的平面度数据,了解物体表面的平整程度;对于透明或多层结构的物体,利用不同波长的光在物体不同层面的反射特性,还能够测量出物体的厚度数据 。这种基于光谱解析和精确换算的距离测算方法,使得光谱共焦传感器在对物体进行测量时,能够提供丰富、准确且高精度的测量结果,为众多领域的精密测量需求提供了有力的技术支持。

 

2.2 技术特性呈现

2.2.1 高精度测量能力

光谱共焦传感器在测量精度方面表现卓越,能够达到令人惊叹的亚微米级超高测量精度。这一特性使其在 IC 芯片测量领域中脱颖而出,成为满足芯片制造过程中精细测量需求的理想选择。在 IC 芯片制造过程中,芯片的线宽、层间厚度以及各种微小结构的尺寸精度都对芯片的性能和可靠性有着至关重要的影响。例如,先进制程的 IC 芯片中,线宽已经缩小到几纳米甚至更小的尺度,层间厚度也需要精确控制在亚微米级别。光谱共焦传感器凭借其高精度的测量能力,能够对这些微小尺寸进行精确测量,如同拿着一把极其精细的尺子,不放过任何一个细微的尺寸偏差。通过精确测量,能够及时发现芯片制造过程中的尺寸误差,为工艺调整和优化提供准确的数据依据,从而确保芯片的制造质量,提高芯片的性能和良率。

 

2.2.2 广泛材料适应性

该传感器具有广泛的材料适应性,这使其在面对 IC 芯片制造中涉及的多种复杂材料时,都能游刃有余地进行测量。无论是具有高反射率的镜面材料,还是光线散射较为复杂的漫反射材料;无论是对光线具有良好穿透性的透明材料,如芯片制造中的一些绝缘层材料,还是吸收光线能力较强的不透明材料,光谱共焦传感器都可以适用。这种广泛的材料适应性源于其独特的工作原理。在测量过程中,它主要通过对反射光的波长信息进行解析来获取距离数据,而不是依赖于被测材料的特定光学性质,因此不同材料的表面特性对测量结果的影响较小。例如,在测量 IC 芯片中的金属导线(镜面材料)和绝缘介质层(透明或半透明材料)时,光谱共焦传感器能够使用相同的测量方式,准确地获取它们的尺寸和位置信息,无需针对不同材料进行复杂的参数调整或更换测量设备,大大提高了测量的效率和通用性。

 

2.2.3 稳定可靠性能

在 IC 芯片制造的复杂环境中,光谱共焦传感器展现出了出色的稳定可靠性能。无论是面对生产线上的机械振动、温度波动等环境因素,还是长时间不间断的测量工作,它都能始终保持稳定的测量状态,提供可靠的测量结果。这一特性得益于其精心设计的光学结构和先进的信号处理算法。在光学结构方面,传感器采用了坚固耐用的材料和精密的装配工艺,能够有效抵抗外界振动对光路的干扰,确保光线的传播和聚焦稳定。同时,其内部的光学元件经过特殊设计和处理,对温度变化不敏感,能够在一定的温度范围内保持良好的光学性能。在信号处理算法方面,光谱共焦传感器配备了先进的算法,能够对采集到的光信号进行实时监测和优化处理。当遇到环境干扰导致光信号出现波动时,算法能够迅速识别并进行补偿和校正,从而保证测量结果的准确性和稳定性。例如,在芯片制造的光刻环节,设备在高速运行过程中会产生一定的振动,光谱共焦传感器能够在这种振动环境下,持续稳定地测量光刻胶的厚度和图案尺寸,为光刻工艺的精确控制提供可靠的数据支持,确保芯片制造过程的顺利进行 。

 

三、IC 芯片测量的严苛要求

3.1 IC 芯片制造工艺与流程

IC 芯片的制造堪称一场精妙绝伦的微观世界的 “建造工程”,其工艺之复杂、流程之精细,令人叹为观止。这一过程宛如一场精心编排的交响乐,每一个环节都紧密相连,不可或缺,从最初的设计蓝图,到最终的成品封装,每一步都凝聚着无数科研人员和工程师的智慧与心血。

芯片制造的起点是设计阶段,这就好比建造一座宏伟建筑前的精心规划。芯片设计工程师们运用先进的计算机辅助设计(CAD)软件,如同技艺精湛的建筑师绘制建筑蓝图一般,根据芯片的功能需求和性能标准,精心勾勒出电路原理图和布局图。这一过程绝非易事,工程师们需要深入考虑芯片的各种功能特性,如运算速度、功耗、集成度等,同时还要兼顾成本和生产可行性。例如,在为高性能处理器设计芯片时,工程师们需要巧妙地优化电路布局,以实现高速数据处理的同时,尽可能降低功耗,提高芯片的能效比。

完成设计后,便进入了晶圆制造环节。芯片通常以硅材料为基础,因此硅材料的处理至关重要。首先,需要对硅材料进行高纯度提炼,这一过程就像是从矿石中提炼出纯净的黄金,任何微小的杂质都可能在后续工艺中引发严重问题,如同在精密仪器中混入一粒沙子,可能导致整个仪器的故障。经过高纯度处理的硅材料被切割成薄片状的晶圆,这些晶圆就如同芯片制造的 “画布”,为后续的工艺提供了基础平台。

光刻工艺是芯片制造中的关键环节,其重要性犹如在画布上绘制精细的图案。在光刻过程中,晶圆表面会均匀地涂上一层光刻胶,这层光刻胶就像是画布上的感光涂料。随后,利用光刻机将设计好的电路图案投射到光刻胶上,光刻机如同一个高精度的投影仪,利用紫外线等光源通过掩膜版,将电路图案精确地 “印” 在光刻胶上。随着光刻技术的不断进步,如今的光刻机能够达到令人惊叹的分辨率,使得在微小的芯片上制造出更加精细、复杂的电路成为可能,这也是推动半导体技术不断向微型化发展的核心动力之一。

光刻完成后,紧接着是蚀刻过程。这一过程就像是一位技艺高超的雕刻师,使用化学物质或等离子体小心翼翼地去除未被光刻胶保护的部分,从而在晶圆上刻出精细的电路图案。蚀刻工艺的精度要求极高,需要在微米级甚至更细微的尺度上实现复杂电路的精准制作,任何一丝偏差都可能导致芯片功能的失效,其精度要求之高,堪比在发丝上雕刻出精美的图案。

离子注入阶段则是芯片制造中的 “魔法时刻”。在这一环节中,特定杂质离子被注入晶圆,如同给晶圆赋予了特殊的 “魔力”,以改变晶圆的电气性能,形成晶体管的源极、漏极和沟道等关键结构。这一技术对于实现芯片的高性能至关重要,它直接决定了芯片的开关速度和功耗等关键性能指标,就如同发动机的核心部件决定了汽车的动力和油耗一样。

沉积工艺如同在晶圆表面铺上一层又一层的 “保护衣”。通过物理气相沉积或化学气相沉积等方法,在晶圆表面沉积一层绝缘层或导电层,如二氧化硅和金属材料等。这些沉积层不仅确保了芯片内部电路的良好连接,如同桥梁连接着各个岛屿,使电流能够顺畅地流通,还能有效防止外界的干扰,保护芯片内部的精密电路不受外界因素的影响。

化学机械抛光(CMP)工艺则是芯片制造中的 “美容师”。它对晶圆表面进行精细的平坦化处理,就像将粗糙的地面打磨得光滑如镜,以确保后续工艺的精度。CMP 工艺对于提高芯片的良品率起着关键作用,它能够极大地改善晶圆的光洁度,为后续的制造工序提供稳定的基础,确保每一个芯片都能达到高质量的标准。

整个芯片制造过程的最后一步是测试与封装。完成制造的芯片需要经过严格的测试,这就像是对一位运动员进行全面的体能测试,以确保其性能和功能符合预定的规格。只有通过测试的芯片,才有资格进入封装环节。封装不仅为芯片提供了坚固的保护外壳,如同给珍贵的宝石镶嵌上精美的边框,使其能够在各种复杂的环境中稳定工作,还为芯片提供了引脚接口,使其能够方便地安装到各类电子设备中,实现与其他部件的连接和协同工作。

在整个芯片制造过程中,每一个环节都对测量技术有着极高的需求。从晶圆的尺寸测量、平整度检测,到光刻过程中的图案对准精度测量,再到蚀刻后的电路尺寸测量等,精确测量贯穿始终。精确的测量数据就像是芯片制造过程中的指南针,为工艺控制和质量保证提供了关键依据,确保每一个芯片都能达到高质量的标准,满足市场对芯片性能和可靠性的严苛要求。

 

3.2 测量参数及精度需求

3.2.1 关键尺寸测量精度

在 IC 芯片制造领域,关键尺寸的测量精度无疑是重中之重,其重要性犹如心脏对于人体的作用,直接关乎芯片的性能、功能以及最终的成品质量。所谓关键尺寸,涵盖了芯片制造过程中众多极其细微却又至关重要的尺寸参数,其中线宽和间距便是最为关键的代表。

线宽,简单来说,就是芯片电路中导线的宽度。在当今先进的芯片制程工艺中,线宽的尺寸已经缩小到了令人难以置信的程度。以 7 纳米制程的芯片为例,其线宽仅为 7 纳米,这一尺寸小到什么程度呢?打个比方,一根头发丝的直径大约是 6 万 - 8 万纳米,也就是说,7 纳米的线宽仅为头发丝直径的万分之一左右,如此微小的尺寸,对测量精度的要求自然是达到了极致。在芯片制造过程中,线宽的任何细微偏差,哪怕只是几纳米的误差,都可能引发一系列严重的问题。例如,线宽过宽可能导致芯片的集成度降低,无法在有限的空间内集成更多的电路元件,从而影响芯片的性能提升;而线宽过窄,则可能使导线的电阻增大,导致电流传输过程中的能量损耗增加,芯片发热严重,甚至可能出现电路短路等故障,使芯片无法正常工作。

间距,即芯片上不同电路元件之间的距离,同样需要严格控制在极小的公差范围内。在先进制程的芯片中,间距也往往在纳米级别。精确的间距控制对于保证芯片的电气性能和可靠性起着至关重要的作用。如果间距过大,会浪费芯片的宝贵空间,降低芯片的集成度;而间距过小,则可能引发信号干扰等问题,影响芯片的正常运行。例如,在高速运算的芯片中,信号在不同电路元件之间传输时,如果间距不合理,可能会导致信号延迟、串扰等问题,从而降低芯片的运算速度和准确性。

为了满足如此严苛的关键尺寸测量精度要求,光谱共焦传感器凭借其卓越的性能,成为了理想的测量工具。光谱共焦传感器能够达到亚微米级甚至更高的测量精度,这使其能够对芯片上的线宽、间距等关键尺寸进行极其精确的测量。它就像是一位拥有超级视力的 “微观测量大师”,能够精准地捕捉到芯片上微小尺寸的任何细微变化。通过对关键尺寸的精确测量,制造商可以及时发现芯片制造过程中的工艺偏差,迅速采取相应的调整措施,确保每一个芯片都能符合设计要求,从而提高芯片的制造质量和良品率。

 

3.2.2 形貌与平整度要求

IC 芯片的表面形貌与平整度同样是衡量芯片质量的关键指标,其对于芯片的性能和可靠性的影响不容小觑。芯片的表面并非我们肉眼所见的那般平整光滑,在微观尺度下,它如同一个复杂的微观世界,存在着各种起伏和纹理。而芯片的 3D 形貌,即芯片表面在三维空间中的形状和特征,以及平整度,也就是芯片表面的平坦程度,对芯片的诸多性能都有着深远的影响。

在芯片制造过程中,许多工艺环节都对芯片的表面形貌与平整度有着严格的要求。例如,光刻工艺作为芯片制造的核心环节之一,对芯片表面的平整度要求极高。光刻过程中,需要将光刻胶均匀地涂覆在芯片表面,并通过光刻机将电路图案精确地投射到光刻胶上。如果芯片表面存在较大的起伏或不平整,那么光刻胶的厚度就会不均匀,导致在光刻过程中,光线的透过和聚焦情况发生变化,最终使得光刻图案的精度受到影响,可能出现图案变形、线条粗细不均匀等问题,严重影响芯片的性能和功能。

再如,在芯片的封装过程中,芯片与封装材料之间的良好接触对于保证芯片的可靠性至关重要。如果芯片表面不平整,可能会导致封装材料与芯片之间存在空隙或接触不良,从而影响芯片的散热性能和电气连接稳定性。在芯片工作时,产生的热量无法及时有效地散发出去,会导致芯片温度升高,进而影响芯片的性能和寿命;而电气连接不稳定则可能引发信号传输中断、短路等故障,使芯片无法正常工作。

为了确保芯片的表面形貌与平整度符合严格的标准,需要进行高精度的测量。光谱共焦传感器在这方面展现出了强大的优势。它能够对芯片表面进行高精度的 3D 测量,通过获取大量的测量点数据,精确地还原出芯片表面的三维形貌。同时,利用其先进的算法和数据分析能力,能够准确地计算出芯片表面的平整度参数,如平面度、粗糙度等。通过对这些参数的精确测量和分析,制造商可以及时发现芯片表面存在的问题,并采取相应的工艺改进措施,如化学机械抛光(CMP)等,对芯片表面进行平坦化处理,以确保芯片的表面形貌与平整度满足要求,提高芯片的性能和可靠性。

 

3.2.3 其他参数测量要点

除了关键尺寸、形貌与平整度这些重要参数外,IC 芯片制造过程中还有许多其他参数需要精确测量,这些参数同样对芯片的质量和性能起着不可或缺的作用。

芯片触点的测量便是其中一个关键要点。芯片触点作为芯片与外部电路连接的桥梁,其尺寸、形状以及位置的准确性直接影响着芯片的电气连接性能。例如,触点的尺寸如果不符合设计要求,可能会导致接触电阻增大,从而影响信号传输的稳定性和效率;触点的形状不规则则可能使芯片与外部电路的连接不牢固,在使用过程中容易出现接触不良的情况;而触点位置的偏差则可能导致芯片无法与外部电路正确对接,使芯片无法正常工作。因此,对芯片触点的精确测量至关重要。光谱共焦传感器可以通过其高精度的测量能力,对芯片触点的各项参数进行精确测量,为芯片制造过程中的质量控制提供可靠的数据支持。

在芯片封装环节,也有诸多测量要点。封装尺寸的精确测量是确保芯片能够准确安装到各种电子设备中的关键。如果封装尺寸存在偏差,可能会导致芯片无法与电路板上的插槽或其他封装接口匹配,从而影响整个电子设备的组装和性能。此外,封装材料与芯片之间的贴合度测量也不容忽视。良好的贴合度能够保证芯片在封装内部得到稳定的支撑和保护,同时有助于热量的散发和电气性能的稳定。光谱共焦传感器可以通过对封装尺寸和贴合度的精确测量,帮助制造商及时发现封装过程中存在的问题,采取相应的调整措施,确保芯片封装的质量和可靠性。

还有芯片内部的多层结构厚度测量。在现代 IC 芯片中,为了实现更高的性能和集成度,往往采用了复杂的多层结构。这些多层结构中每一层的厚度都需要精确控制,因为厚度的偏差可能会影响芯片的电学性能、信号传输速度以及散热效果等。例如,在一些高速芯片中,信号需要在不同的层间进行传输,如果层间厚度不均匀或不符合设计要求,可能会导致信号延迟、衰减等问题,从而影响芯片的整体性能。光谱共焦传感器凭借其对不同材料和结构的适应性,能够对芯片内部的多层结构厚度进行精确测量,为芯片制造过程中的工艺优化和质量控制提供重要依据。

 


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    2023 - 12 - 08
    现代科技日新月异的发展,为我们带来了种种便利。光伏产业就是其中的一员。压延玻璃作为光伏电池板的关键材料,其厚度的精确控制直接影响到电池板性能。然而,传统的手动检测方法难以满足高精度测量的需要,光谱共焦传感器的出现彻底改变了这一问题。光谱共焦传感器,顾名思义,它利用光谱学原理和共焦技术,实现对物体的高精度,迅速,无损检测。在压延玻璃的生产过程中,我们可以使用它进行厚度的实时监测。具体步骤如下:首先,我们应该注意的是,由于压延玻璃两面的表面状态不同,一面平整光滑,另外一面则是由无数微小的半球面拼接而成。因此,在进行光学测量时,我们需要遵循激光的透光原理,从平整表面那一侧打光。这样做可以确保我们获得的数据稳定而准确。其次,由于压延玻璃在生产过程中可能会出现轻微的抖动,因此,我们需要选择具有较大测量范围的光谱共焦传感器,以弥补生产过程中的这种不确定性。一般来说,压延玻璃的厚度在2-3.5mm之间,因此我们尽量选用量程大于8mm的传感器。最后,光谱共焦传感器具有良好的穿透性能和大角度检测能力。我们可以通过检测透明物体的正反两面,以此来获取压延玻璃的厚度值。同时,由于其可以进行大角度测量,所以,即使玻璃表面存在凹凸不平的情况,也能得出稳定、准确的测量结果。本案例给我们展示了科技与生产的完美结合,使得生产过程更加精细,更加高效。我们有理由相信,随着科技的不断进步,未来生产出的光伏压延玻璃将更加完...
  • 4
    2025 - 03 - 05
    一、核心参数对比表参数项LK-G10(基恩士)LTP025(国产)参考距离10 mm25 mm(适用远距检测)检测范围±1 mm±1 mm线性度误差±0.03% F.S.±0.03% F.S.(同级性能)重复精度0.02 μm0.05 μm最高采样频率50 kHz(20 μs)160 kHz(6.25 μs可扩展)激光类型红色(655 nm,1类)蓝色(405 nm,2类)光源功率0.3 mW4.9 mW(穿透性更强)防护等级IP67IP67工作温度0+50°C0+50°C(可定制-4070°C)通讯接口未标注(依赖控制器)RS485、TCP/IP、开发包支持系统集成需外置控制器独立一体机(无需控制器)重量190 g372 g 二、性能与应用场景分析1. 正反射测量能力共同优势: 两款传感器均支持正反射模式,可精准测量镜面(如金属抛光件)和透明/半透明材料(如玻璃、薄膜),突破传统三角法传感器因漫反射失效的限制。差异点:LK-G10:采用655 nm红光,适用于常规镜面材料;LTP025:405 nm蓝光波长更短,对透明材质(如手机玻璃盖板)的穿透力更强,且光斑直径更小(Φ18 μm vs Φ20 μm),适合微结构检测。2. 精度与速度LK-G10:精度王者:0.02 μm的重复精度为...
  • 5
    2025 - 01 - 14
    六、应用案例深度解析6.1 光伏压延玻璃厚度监测案例6.1.1 案例背景与需求在全球积极推动清洁能源发展的大背景下,光伏产业迎来了蓬勃发展的黄金时期。光伏压延玻璃作为光伏电池板的关键封装材料,其质量直接关系到光伏电池板的性能与使用寿命。在光伏压延玻璃的生产过程中,厚度的精确控制是确保产品质量的核心要素之一。光伏压延玻璃的厚度对光伏电池板的性能有着至关重要的影响。若玻璃厚度过薄,可能无法为电池片提供足够的机械保护,在运输、安装及使用过程中容易出现破裂等问题,降低电池板的可靠性;而厚度过厚,则会增加光伏电池板的重量,不仅提高了运输成本,还可能影响电池板的光电转换效率。此外,玻璃厚度的均匀性也不容忽视。不均匀的厚度会导致光线在玻璃内部传播时产生折射和散射差异,进而影响光伏电池板对光线的吸收和利用效率,降低整体发电性能。传统的光伏压延玻璃厚度检测方法,如人工抽样测量,不仅效率低下,无法满足大规模生产的实时监测需求,而且受人为因素影响较大,测量精度难以保证。在这种情况下,迫切需要一种高精度、高效率的测量技术,以实现对光伏压延玻璃厚度的实时、精确监测,确保产品质量的稳定性和一致性。 6.1.2 传感器选型与安装在本案例中,经过对多种测量技术的综合评估与测试,最终选用了一款具有卓越性能的光谱共焦传感器。该传感器具备高精度测量能力,能够满足光伏压延玻璃对厚度测量精度的严苛要求;同时,其具...
  • 6
    2025 - 02 - 09
    摘要为提高激光位移传感器在机测量工件特征的精度,本文针对其关键误差源展开研究并提出补偿策略。实验表明,激光位移传感器的测量误差主要由传感器倾斜误差与数控机床几何误差构成。通过设计倾斜误差实验,利用Legendre多项式建立误差模型,补偿后倾斜误差被控制在±0.025 mm以内;针对机床几何误差,提出基于球杆仪倾斜安装的解耦方法,结合参数化建模对X/Y轴误差进行辨识与补偿。实验验证表明,补偿后工件线性尺寸测量误差小于0.05 mm,角度误差小于0.08°,显著提升了在机测量的精度与可靠性。研究结果为高精度在机测量系统的误差补偿提供了理论依据与实用方法。关键词:工件特征;在机测量;激光位移传感器;误差建模;Legendre多项式1. 引言在机测量技术通过集成测量与加工过程,避免了传统离线测量的重复装夹与搬运误差,成为精密制造领域的关键技术之一。非接触式激光位移传感器凭借其高精度、高采样率及非损伤性等优势,被广泛应用于复杂曲面、微结构等工件的在机测量中。然而,实际测量中,传感器倾斜误差与机床几何误差会显著影响测量结果。现有研究多聚焦单一误差源,缺乏对多误差耦合影响的系统性分析。本文结合理论建模与实验验证,提出一种综合误差补偿方法,为提升在机测量精度提供新的解决方案。2. 误差源分析与建模2.1 激光位移传感器倾斜误差当激光束方向与被测表面法线存在夹角时,倾斜误差会导致...
  • 7
    2023 - 02 - 26
    今天我为大家展示安全激光扫描仪产品,安全激光扫描仪适用于各种应用技术领域,      在设备开发期间我们给予了特别关注,以确保它能够在广泛应用中发挥最佳功能,尤其重视大型工作区域的防护,例如机床正面区域或机器人工作区域。      其他应用包括移动车辆的防护,例如侧向滑动装置或移动运输设备,无人驾驶运输系统。甚至垂直安装激光扫描仪的出入口保护系统。尽管我们在安全激光扫描与领域,已经有数10年的经验了,但该应用领域仍然面对许多挑战。不过我们的激光安全扫描仪具有独一无二的功能属性,例如具有8.25米检测距离和270度扫描范围。       属于目前市场上的高端设备,非常适合侧向滑动装置正面区域等大型区域或长距离的防护。该设备的另一个亮点就是能够同时监测两个保护功能。这在许多应用领域中,独具优势以前需要使用两个设备,如今只需要使用一台这样的安全激光扫描仪,即可完成两台设备的功能。               实践中遇到的一项挑战是设计一款异常强骨的激光安全扫描仪。能够适应周围环境中可能存在的灰尘和颗粒等恶劣条件,因此我们提供了较分辨率达到0.1度的设备。它在目前市场上具有非常高的价值。   ...
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    2025 - 01 - 10
    一文读懂白光干涉测厚仪在工业生产、科研领域,精准测量材料厚度常常起着决定性作用。从电子设备的精细薄膜,到汽车制造的零部件,再到航空航天的关键组件,材料厚度的精准把控,直接关系到产品质量与性能。而在众多测厚技术中,白光干涉测厚仪凭借其超高精度与先进原理,脱颖而出,成为众多专业人士的得力助手。今天,就让我们一起深入了解这款神奇的仪器。原理:光学魔法精准测厚白光干涉测厚仪的核心原理,宛如一场精妙的光学魔法。仪器内部的光源发出的白光,首先经过扩束准直,让光线更加整齐有序。随后,这束光抵达分光棱镜,被巧妙地分成两束。一束光射向被测物体表面,在那里发生反射;另一束光则投向参考镜,同样被反射回来。这两路反射光如同久别重逢的老友,再次汇聚,相互干涉,形成了独特的干涉条纹。这些干涉条纹就像是大自然书写的密码,它们的明暗程度以及出现的位置,与被测物体的厚度紧密相关。当薄膜厚度发生细微变化时,光程差也随之改变,干涉条纹便会相应地舞动起来。通过专业的探测器接收这些条纹信号,并运用复杂而精准的算法进行解析,就能精确地计算出薄膜的厚度值,就如同从神秘的密码中解读出关键信息一般。打个比方,想象白光如同一场盛大的交响乐,不同波长的光如同各种乐器发出的声音。当它们在物体表面反射并干涉时,就像是乐器合奏,产生出独特的 “旋律”—— 干涉条纹。而我们的测厚仪,便是那位精通音律的大师,能从这旋律中精准听出薄膜厚度的 “音...
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泓川科技 LTP 系列激光位移传感器全国产化制造流程细节全披露 2025 - 06 - 22 一、国产化背景与战略意义在全球供应链竞争加剧的背景下,激光位移传感器作为工业自动化核心测量部件,其国产化生产对打破技术垄断、保障产业链安全具有重要战略意义。泓川科技 LTP 系列依托国内完整的光学、电子、机械产业链体系,实现了从核心零部件到整机制造的全流程国产化,彻底解决了接口卡脖子问题,产品精度与稳定性达到国际先进水平,同时具备更强的成本竞争力与定制化服务能力。二、核心部件全国产化组成体系(一)光学系统组件激光发射单元激光二极管:采用深圳镭尔特光电 655nm 红光 PLD650 系列(功率 0.5-4.9mW)及埃赛力达 905nm 红外三腔脉冲激光二极管,支持准直快轴压缩技术,波长稳定性 ±0.1nm,满足工业级高稳定性需求。准直透镜:选用杭州秋籁科技 KEWLAB CL-UV 系列,表面粗糙度 光学滤光片:深圳激埃特光电定制窄带滤光片,红外截止率 99.9%,有效消除环境光干扰。激光接收单元光电探测器:上海欧光电子代理 OTRON 品牌 PSD 位置敏感探测器,分辨率达 0.03μm(如 LTPD08 型号),北京中教金源量子点探测器正在实现自主替代。聚焦透镜组:福州合创光电高精度分光棱镜,偏振消光比 1000:1,配合广州明毅电子阳极氧化支架,确保光路同轴度≤5μm。(二)电子电路组件信号处理模块微处理器:龙芯中科 3A5000 工业级芯片,支持 - 40℃...
有没有量程1米,测量精度误差1mm的国产激光位移传感器,频率5Khz以上? 2025 - 06 - 19 有!LTM 系列三款国产激光位移传感器满足需求在工业检测领域,量程 1 米、精度误差 1mm、频率 5KHz 以上的激光位移传感器是高端测量的刚需,而国产传感器常因精度或频率不足被进口品牌垄断。无锡泓川科技的 LTM2-800W、LTM3-800W、LTM5-800W 三款产品,不仅全面覆盖上述指标,更以进口品牌一半的成本优势,成为国产替代的优选方案。以下从性能参数、优劣分析、场景适配及成本对比展开详细介绍。一、核心性能参数对比型号LTM2-800WLTM3-800WLTM5-800W参考距离800mm800mm800mm测量范围±500mm(总量程 1000mm)±500mm(总量程 1000mm)±500mm(总量程 1000mm)光斑尺寸450×6000μm450×6000μm450×6000μm重复精度45μm45μm45μm线性误差采样频率5KHz10KHz31.25KHz工业接口485 串口 / 模拟信号(二选一)以太网 / 485 串口 / 模拟信号以太网 / 485 串口 / 模拟信号光源660nm,Max.50mW660nm,Max.50mW660nm,Max.50mW防护等级IP67IP67IP67工作温度0~+50℃0~+50℃0~+50℃功耗约 2.0W约 2.0W约 2.0W二、产品优势分析(一)...
泓川科技HC26激光位移传感器:高性价国产比替代奥泰斯CD33的优选方案 2025 - 06 - 09 在工业精密测量领域,无锡泓川科技的HC26系列激光位移传感器凭借出色的性能参数与显著的成本优势,成为替代奥泰斯CD33系列的高竞争力选择。以下从核心性能、特殊应用适配性及成本三方面进行对比分析:一、核心性能参数对标(HC26 vs CD33)参数泓川HC26系列奥泰斯CD33 (行业标准)HC26优势重复精度2μm (30mm款) → 50μm (195mm款)通常1~3μm (高端款)接近主流精度线性度±0.1%F.S.±0.05%~0.1%F.S.达到同级水平响应时间最快333μs (多档可调)通常500μs~1ms速度更快输出接口RS485(Modbus RTU)+模拟量(4-20mA/0-10V)类似接口组合同等兼容性防护等级IP67 (防尘防水)IP67/IP65同等工业防护温度特性0.05%F.S/℃0.03~0.05%F.S/℃稳定性接近注:HC26提供4种基准距离型号(30/50/85/195mm),覆盖小量程高精度(±4mm@30mm)至大量程(±99.98mm@195mm)场景,满足CD33主流应用范围。二、核心替代优势:全系支持正反射安装HC26系列所有型号均内置正反射光路设计,解决CD33在特殊材质检测中的痛点:镜面材料:通过正反射接收强光信号,避免漫反射信号微弱导致的测量失效。透明材质(如玻璃、薄...
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