Độ nhám như nào được gọi là mịn?
Đây là câu hỏi đang thu hút sự quan tâm của rất nhiều nhà sản xuất ngày nay. Tại sao lại như vậy? Bởi vì ngày càng có nhiều nhà sản xuất muốn tạo ra các thành phần chính xác cao, quy mô nhỏ và quan trọng đối với chức năng của sản phẩm cuối cùng. Sự sống còn của một công ty có thể đòi hỏi rằng các thành phần họ sử dụng trong sản phẩm của mình phải đồng nhất, có thể xác định được và “chính xác cao”. Đây là lúc sự hiểu biết về độ mịn trở nên hữu ích.
Vậy độ nhám như nào được gọi là mịn, hoặc siêu mịn? Ví dụ, một tấm kính cửa sổ có nhẵn mịn không? Một bề mặt kín trong động cơ của ô tô đã mịn chưa? Hay ống kính trong máy ảnh điện thoại di động của bạn có thực sự mịn không? Và làm thế nào để xác định và đo lường độ nhám, mịn ấy? Cách tốt nhất là thực hiện phép đo diện tích ba chiều và gán các tham số cho bề mặt. Hiểu được các đặc tính cấu trúc bề mặt theo cách này giúp đảm bảo rằng các thành phần được sản xuất theo thiết kế và hoạt động đúng như mong muốn.
Đo lường các bề mặt nhám siêu mịn bằng công nghệ quang học
Có nhiều công cụ đo lường có sẵn để đo lường các bề mặt, từ máy đo biên dạng tiếp xúc có cảm biến kim loại tới kính hiển vi lực nguyên tử, và đến các công cụ đo lường quang học không tiếp xúc. Một máy đo tiếp xúc cung cấp kết quả độ nhám bằng cách chạy một cảm biến tiếp xúc dọc theo một đường đi trên bề mặt mẫu. Cảm biến tiếp xúc này tương đối rẻ tiền; tuy nhiên, nó chỉ cung cấp kết quả 2D dọc theo một đường đi hoặc profile, và đương nhiên, nó có thể làm hỏng bề mặt đang đo.
Một kính hiển vi lực nguyên tử (AFM) có một mũi nhọn có kích thước một nguyên tử, được gắn trên một thanh rung (cantilever) và được đưa vào gần một mẫu để cảm nhận lực nguyên tử giữa mũi nhọn và nguyên tử trên bề mặt mẫu. Mặc dù AFM cung cấp tới độ phân giải nano, tuy nhiên quá trình đo lường rất mất thời gian, thiết bị đắt tiền, và quy mô đo tối đa của bề mặt bị giới hạn.
Loại thiết bị thứ ba được đề cập đến – công nghệ đo lường quang học không tiếp xúc – tránh sự tiếp xúc đặc trưng của một máy đo tiếp xúc và những yếu điểm của AFM bằng cách sử dụng tất cả các kỹ thuật quang học để “cảm nhận” bề mặt. Tuy nhiên điều quan trọng là nhận ra rằng không phải tất cả các công cụ quang học không tiếp xúc đều cung cấp mức độ lặp lại và độ chính xác cần thiết để đo lường độ nhám bề mặt của các bề mặt siêu mịn.
Ví dụ, một kính hiển vi đồng tiêu sử dụng quang học chiếu sáng rồi phát hiện tập trung vào cùng một điểm bị giới hạn nhiễu xạ, điểm này được di chuyển qua mẫu để xây dựng hình ảnh hoàn chỉnh trên máy dò. Kỹ thuật tiêu điểm này phù hợp cho các bề mặt gồ ghề và có độ dốc cao (có góc cạnh) nhưng không hiệu quả bằng trên các mẫu nhẵn mịn và không có đặc điểm.
Công nghệ đo lường bề mặt CSI
Một công nghệ đo lường quang học khác, phép đo giao thoa quét kết hợp (CSI), sử dụng nguyên lý giao thoa quang học để so sánh bề mặt mẫu được đo với một tham chiếu siêu phẳng. Sự phản xạ ánh sáng từ bề mặt mẫu và từ bề mặt tham chiếu kết hợp với nhau tại một điểm trên máy dò, nơi chúng giao thoa nhau. Mẫu giao thoa thể hiện địa hình bề mặt của bề mặt kiểm tra và khi mục tiêu của hệ thống hình ảnh được quét qua tiêu điểm, có thể đo được các bề mặt gồ ghề, có cấu trúc và thậm chí là đặc biệt mịn.
CSI cung cấp một số lợi thế so với các công nghệ đồng tiêu và không tiếp xúc khác:
- CSI rất chính xác với độ chính xác ở mức nanomet hoặc dưới mức nanomet ở tất cả các tỉ lệ phóng đại, cho phép cả hình ảnh phóng đại thấp, trường nhìn rộng và đo lường cấu trúc bề mặt phóng đại cao trên cùng một thiết bị đo.
- CSI cung cấp một phép đo nhanh chóng và nhất quán, tạo ra hàng triệu điểm ảnh trong vài giây ở tất cả các tỉ lệ phóng đại.
- CSI có thể được sử dụng trên các bề mặt siêu mịn hoặc trong suốt về mặt quang học, cũng như các bề mặt có lớp màng quang học trong suốt.
Quý khách có thể tham khảo bài viết tổng quan về nguyên lý của Giao thoa kế tại đây, hoặc tìm hiểu sâu hơn về công nghệ CSI tại đây.
Khi đã mịn thì phải thật mịn, hãy tìm kiếm các giải pháp giao thoa kế quét kết hợp cho doanh nghiệp của bạn. Hãy tìm kiếm một công ty có kinh nghiệm, tuân thủ các tiêu chuẩn đo lường trên toàn thế giới và có phần mềm cũng như phần cứng dễ sử dụng.
ZYGO đã có nhiều năm kinh nghiệm trong lĩnh vực đo lường chính xác, các hệ thống đo lường quang học 3D dựa trên CSI bao gồm NewView 9000, Nexview NX2 và ZeGage Pro, cung cấp các thông số tuân thủ với ISO 25178, ISO 4287/4288 và các tiêu chuẩn bổ sung. Phần mềm Mx cung cấp nhiều biểu đồ diện tích 3D bao gồm một biểu đồ mật độ phổ công suất không định hướng (PSD) để hiển thị nội dung tần số mà không ảnh hưởng bởi việc căn chỉnh.
Quý khách có nhu cầu tìm hiểu thêm về các thiết bị của Zygo, vui lòng đọc thêm về 3D Optical Profiler hoặc để lại thông tin tại đây. Chuyên viên của TECOTEC OES sẽ nhanh chóng tư vấn cho quý vị.
