Presseinformation: Interferometrische Punkt- und 3D-Profil-Sensortechnik zur Prüfung lichtdurchlässiger Materialen

Profil Sensortechnik
© MABRI.VISION GmbH

Das Prüfverfahren basiert auf der Messung der Lichtlaufzeit. Über die gleichzeitige Auswertung von unterschiedlichen Reflexen können Wandstärken von lichtdurchlässigen Materialien geprüft werden.

Inline-Prüfung von Wafern
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Testsystem zur Inline-Prüfung von Wafern. Der Prüfprozess erfolgt im Durchlaufverfahren. Dabei werden Oberseite und Unterseite in einer Messung erfasst.

Die MABRI.VISION GmbH aus Aachen stellt mit dem System »MABRI.SENSE C3i« einen interferometrischen Sensor zur hochauflösenden tomographischen Darstellung und Messung von lichtdurchlässigen Materialien vor. Mithilfe des interferometrischen Detektionsprinzips lassen sich Wandstärken, Schichtdicken und Multilagen genau messen. Durch den Tiefenmessbereich des Sensors von bis zu 10 mm können auch Objekte mit großen Wandstärken in einem Schritt geprüft werden. Die Technologie erreicht Messgeschwindigkeiten von bis zu 75.000 Messungen pro Sekunde und die Auswertung erfolgt in Echtzeit.

Bei der Bestimmung von Abständen und Wandstärken wird die Laufzeitmessung des Lichts zur Prüfung herangezogen.

In der Controllereinheit wird dazu ein Lichtsignal erzeugt und über eine Glasfaser an die Punkt- und Profilsensoren geleitet. Das von der Oberfläche des Prüfobjekts reflektierte Licht gelangt über die gleiche Optik in den Sensor und die Detektionseinheit. Über eine interferometrische Auswertung kann so eine Auflösung bis zu 0,01 µm erreicht werden. Je nach Sensorkonfiguration beträgt der Messbereich in Strahlrichtung bis zu 10 mm. Insbesondere für Prüfaufgaben mit hohen Abtastraten oder hohen Punktdichten bietet das Verfahren Messfrequenzen bis zu 75.000 Hz. Bei lichtdurchlässigen Materialien, wie z. B. Glas, Silicaten oder Kunststoff, werden auch Reflexionen von Materialrückwänden und einzelnen Schichten detektiert. Der Sensor ermöglicht dabei eine zeitgleiche Auswertung von mehreren Tiefeninformationen. Neben Punktsensoren besteht die Möglichkeit, die Prüfobjekte in einer Linie abzuscannen. Ähnlich der Triangulation erzeugt der Sensor bei lichtundurchlässigen Materialien, wie Metall oder schwarzem Kunststoff, einen hochauflösenden Profilschnitt der Oberfläche ohne Abschattungseffekte. So lassen sich Spaltmaße, Sprünge oder Bohrungen prüfen. Sind die Materialien lichtdurchlässig, können auch die Tiefeninformationen, Schichtdicken oder Wandstärken ausgewertet werden.

Oberflächenprüfung von Coils in der Produktion
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Oberflächenprüfung von Coils in der Produktion

Bediensoftware zur Prüfung von Singlelumen Schläuchen
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Bediensoftware zur Prüfung von Singlelumen Schläuchen

Der Sensor kann in unterschiedlichen Branchen wie der Automobilindustrie, Glas- oder Kunststoffindustrie, Medizintechnik und Pharma oder der metallverarbeitenden Industrie zum Einsatz kommen, z.B. zur Prüfung von Rollen und Walzen oder Rohren und Schläuchen.

Ein weiteres Beispiel für die Anwendung des Punktsensors ist die Inline-Prüfung von Solar-Wafern, wobei hier zusätzlich noch NIR-Lichtquellen eingesetzt werden müssen, da Silizium nur im nahen Infrarot (NIR) lichtdurchlässig ist. Bei Transportgeschwindigkeiten von 255 mm/s beträgt die Abtastrate ca. 3 µm. Das Messverfahren ermöglicht es, die Ober- und Unterseite des Wafers in einer Messung zu erfassen. So können Prozessgrößen wie Durchbiegung, Krümmung oder aber auch lokale Dickenvariationen direkt erfasst und damit auch feinste Schwankungen in der Dicke lokal erkannt werden.

Auch spiegelnde Oberflächen können durch den hohen Dynamikbereich des Sensorverfahrens geprüft werden. Der sehr kleine Fokuspunkt des Messstrahls erlaubt ebenso die Prüfung der kritischen Randbereiche der Wafer. Feine Riefen von einigen Hundertsteln Tiefe können durch die vertikale Prüfanordnung erfasst werden.

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