FAST SCANNING AUTOFOCUS 3D LASER PROBE
Sistema automatico di microscansione con Spot Laser 3D
per estese superfici ad elevata risoluzione
Grande Aree di scansione
Misurazioni 3D di alta precisione
Lo SPOT LASER PROBE con raggio di 0.5μm
combinato con assi di movimentazione XY di alta
precisione motorizzati consente di misurare in tempo
reale il profilo 3D di aree di diverse decine di Millimetri
con una risoluzione sub-micrometrica
Aree di scansione del sistema standard:
Assi XYZ = 60mm x 60mm x 10mm
Risoluzione : XY = 0.1μm, Z = 0.01μm)
Comparazione con altri sistemi di scansione:
-
1 ora e 20 min (strumenti convenzionali)
6 minuti per 128000 punti (PF-60)
Pf-60
Rugosità sinusoidale
Standard di calibrazione NIST SRM2074
Misure 2D:
Tempo di misurazione di soli 15 sec. / 8000 punti
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1
Sistema ad alta risoluzione ed elevata ripetibilità
esente da errori di collimazione ottica dei piani focali,
di allineamento meccanico e differente riflettività dei campioni in esame
Poche e semplici operazioni consentono la scansione automatica di vaste aree di campioni di qualsiasi
natura: opachi, semi riflettenti, trasparenti e altamente riflettenti; misure 3D di alta precisione (1 nm),
rapida ricostruzione della topografia superficiale e reverse engineering (salvataggio delle scansioni su file
CSV/STL per FEM Analysis, Misurazioni/Comparazioni CAD e prototipazione)
*** NO STITCHING ***
*** NO VARIAZIONE DI FUOCO ***
Lo stitching di immagini è un metodo comunemente
utilizzato da tutti i costruttori di microscopi ottici,
confocali e profilometri non a contatto per produrre
un “panorama” o un immagine ad alta risoluzione
composta dal collegamento di “n” campi visivi.
La ricostruzione della topografia superficiale, nei sistemi ottici
convenzionali, viene ottenuta mediante software utilizzando la
metodologia a variazione di fuoco.
Vengono acquisite
n immagini con differenti piani focali mediante lo spostamento
del campione inquadrato rispetto all'obiettivo. Per ciascun piano
con miglior contrasto rispetto al successivo viene calcolata
mediante algoritmi di analisi di immagine la distanza focale e, la
sua posizione (Z) viene acquisita mediante encoder per il calcolo
della corrispondente profondità.
Tale metodologia presenta diversi problemi di carattere ottico
meccanico e di illuminazione: Il piano focale considerato si
riferisce a tutta l’area inquadrata dall’obiettivo pertanto oltre ad
errori dovuti alla distorsione, esposizione, vignettatura ed
aberrazione cromatica dell’obiettivo se all’ interno del campo
visivo esistono piani focali diversi la risultante è una media
ponderata di altezze con conseguente perdita di risoluzione
nell’acquisire piccoli dislivelli; se il campione in esame presenta
zone di diversa riflettività il software puo’ interpretare
arbitrariamente picchi maggiormente riflettenti come se fossero
piani piu’ vicini, inoltre non è in grado di esaminare superfici
altamente riflettenti (es. wafers, vetri, specchi. A tali incertezze
vengono ad accumularsi diversi errori random dovuti alla
precisione e ripetibilità di scorrimento e posizionamento della
meccanica di spostamento del campione o dell’ obiettivo.
Tale operazione eseguita da software comporta,
oltre a lunghissimi tempi di acquisizione, problemi di
allineamento,
distorsioni prospettiche e di
deformazione geometrica dovuta alle aberrazioni
ottiche delle lenti ai bordi e perdita di risoluzione
nella composizione del “puzzle” tenendo conto che
per un'immagine senza soluzione di continuità è
necessario che le varie parti siano acquisite
perfettamente in riferimento a dei margini comuni e
abbiano la stessa esposizione.
Le immagini ottenute con il sistema PF-60 non sono
composizioni di frammenti quadrati o rettangolari da
allineare e sovrapporre ai bordi ma bensì linee
contigue composte da una serie di punti acquisiti
con uno spot laser con raggio da 0,5 micron.
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Eccellenti capacità di rilevamento di angoli con spigoli vivi
Il sensore di messa a fuoco automatica ad alta sensibilità cattura bassi livelli di luce riflessa dalla superficie
del campione e permette la misurazione diretta di altezze e di angoli con spigoli vivi.
Misurazioni in live
Il dispositivo cambia obbiettivi (con slitta meccanica) passa
rapidamente dal minimo al massimo ingrandimento con una
singola operazione manuale; i parametri di lavoro, le immagini
live ed i risultati delle misurazioni vengono visualizzate su
monitor in tempo reale durante la loro esecuzione. Possono
essere creati diversi presetting di lavoro per l’esecuzione di
operazioni ripetitive su lotti di campioni uguali.
Alla fine di ogni misurazione viene automaticamente fornito su
monitor ed eventualmente stampato il report con i risultati di
tutti i test eseguiti sia in modalità manuale che automatica.
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"Point Autofocus Proling"
ISO approved Mitaka measuring method
Approvato come principio di misura c/o International Standards Organization (ISO)
come metodo di misurazione senza contatto.
Metodologia inclusa nella normativa ISO 25178-6: 2010 - Classificazione di metodi per tessitura di aree delle
superfici - sotto il nome di "Point Autofocus Proling" (25178-605 ISO: sonda autofocus Probe).
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Principio di misura
Caratteristiche generali
Il PF-60 è costituito da un microscopio con fascio laser
autofocus (AF) ed un tavolino di scansione XY ad alta
precisione.
L'AF misura l'altezza lungo l'asse Z e il tavolino XY muove
il campione, al fine di ottenere i valori delle coordinate XYZ
per misurazioni 2D e 3D.
L’unità di controllo (PC based) del PF-60 pilota il tavolino
di scansione secondo le coordinate XY per ottenere le
misurazioni nell’ambito della corsa di movimento
(60x60mm) .
Non c'è alcuna necessità di cucire i dati misurati dal
momento che il PF-60 non ha limiti di misura (come ad
esempio un limitato campo visivo) e quindi fornisce con
alta precisione le misurazioni di una vasta area.
Rugosimetro laser certificato
Il Point Autofocus proling (PAP) ha un'alta correlazione
con gli standard di misura di rugosità certificati per misure
con strumenti a stilo e ottiene dati molto affidabili con
un’elevata correlazione con le norme internazionali per la
misura di rugosità.
La riflettività del campione è indifferente.. è possibile
pertanto effettuare misure di rugosità non a contatto
su materiali molto riflettenti (lenti, specchi, prismi, wafers),
film sottili, materiali opachi o trasparenti, senza alcun
rischio di eventuali danneggiamenti della superficie come
accade invece con tastatori a contatto.
Point autofocus probe
Il sistema ottico autofocus AF taglia
le riflessioni secondarie e rifrazioni parassite
(shadows & ghost)
Il raggio laser incorporato nel microscopio AF attraversa
l'obiettivo (indicato dalla linea rossa in figura) e forma un
punto laser sulla superficie del campione come "sonda"
con un raggio di 0.5μm.
Il fascio laser riflesso dalla superficie del campione
attraversa di nuovo l'obiettivo e forma un'immagine sul
sensore autofocus (Sensore AF).
Il sensore AF rileva lo spostamento dello spot laser in
tempo reale e regola il microscopio AF tornando alla
posizione di messa a fuoco (il punto laser forma l'immagine
al centro del sensore AF ).
Il sistema ottico di autofocus elimina deviazioni di luce
dovute a riflessioni spurie convogliando il fascio all’interno
dell’asse ottico dello spot per raggiungere il
punto di messa a fuoco.
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Funzioni di acquisizione e misura della tessitura di superfici
Misure di rugosità e Profilo
Topografia superficiale e rugosità di aree
Funzioni ausiliarie
Cattura immagini
Le immagini vengono visualizzate su monitor
con i menu di misura e salvate in unico file con i
dati di misura correlati.
Esso facilita il posizionamento dello scanner e
delle linee di collimazione sulle zone di
misurazione, rende possibile osservare la
superficie del campione durante la scansione e
misurazione, e fornisce dati di misura all’interno
del campo inquadrato.
Software di correzione della temperatura
Questo software assicura il mantenimento della
accuratezza delle misurazioni a livelli sub-micrometrici
anche se il sistema PF-60 è installato in una stanza a
temperature non controllata.
Dispositivi opzionali collegati:
-
Heater stage (heater heating system)
Hot stage (air heating system)
Maschere di misura
3 tipi di maschera per misure 3D:
-
misura del cerchio interno
misura del cerchio esterno
misura di ovali
Questa funzione riduce il tempo di scansione, misura totale e il tempo valutazione selezionando
solo l’area di misura di proprio interesse.
Patching
Patching aumenta il range di misura
verticale combinando insiemi di
Dati 3D rilevati a differenti altezze rispetto
al sistema di coordinate XY stesso.
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TESSITURA SUPERFICIALE 3D
Alcune applicazioni)
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Perfetta soluzione di misura di qualsiasi tipo di topografia superficiale
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Software di Analisi 3D della tessitura superficiale
Software interattivo e di facile utilizzo completo di potente guida in linea.
Analisi avanzata mediante semplici operazioni sui dati di misura
1. MINIDOCS:
2. PAGE VIEWER:
Analisi automatica da inserimento di sequenze di fasi
predefinite
Navigazione veloce in ogni pagina del report di analisi
3. STUDIES:
Icone per studi analitici applicabilI a selezionati set di dati
4. ON LINE HELP:
Descrizioni dettagliate online di tutte le funzioni e operazioni
5. DOCU PAGE:
Pagina corrente nel display analysis report
6. Analysis workflow: Vista ad albero di tutte le fasi di analisi nel report
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Software di Misura Automatica durante la scansione
Metrologia Ottica 3D
Misure di rugosità, profilo e forma mediante una sola scansione della superficie
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STRUMENTI AUTOMATICI DI ANALISI
Creazione di report di ispezione (Auto Report)
Le relazioni contenenti gli studi analitici sono create fotogramma per fotogramma in un ambiente desktop
publishing intuitivo. Intestazioni, loghi aziendali, ecc su una pagina master si ripetono in tutte le pagine di un
report che l’operatore puo’ completare con i riferimenti del campione in esame, normative, part number, etc.
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Completi risultati di analisi nel report di metrologia di superficie
Risultato di misura (1)
Un'ottima visualizzazione dei dati dopo il livellamento, rimozione del rumore, ecc ..
Visualizzazione di una parte del profilo di rugosità dopo il filtraggio di un profilo primario estratto
dalla superficie
Set up dei parametri di lavoro (selezionati da una libreria di parametri disponibili )
Selezione della zona per l’analisi del profilo (trascinando la linea tratteggiata nera)
Analisi del contorno del profilo primario estratto dalla superficie
Inserimento del Logo e dei dati aziendali
Protocollo di identità del campione con informazioni relative al test di misura effettuato (richieste
specifiche, bollettini tecnici di riferimento, etc.
Immagine del campione acquisita al microscopio inserita nel documento
Maschera in overlay sull’immagine selezionata dall’operatore per circoscrivere l’area interessata
dalle misure
Risultati delle misure (2) / vista 3D della tessitura superficiale dell’immagine
Selezione del colore per enfatizzare le zone di interesse sulla immagine a pseudocolori
PASSA/NON PASSA dei risultati in base ai parametri di tolleranza prestabiliti
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PACCHETTI SOFTWARE OPZIONALI
analisi quantitativa estesa della struttura delle superfici
MitakaMap XT è disponibile come aggiornamento di MitakaMap ST (software standard) e
contiene i parametri necessari per la R&D e applicazioni specifiche, anche customizzate.
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MODULI SOFTWARE OPZIONALI
� ISO, JIS e altri parametri 2D
10 punti di altezza del profilo di rugosità RzJIS,
etc.
� Analisi della frequenza spettrale FFT
� Analisi frattale
� Filtri morfologici
� R&W motifs analysis ISO 12085
� Studi grafici dei parametric RK (ISO 13565)
� profilo RK
� Additional 3D parametric 3d addizionali definiti in
ISO 25178 (spatial, hybrid, functional volume)
� Analisi dei parametri Sk
� Analisi dei parametri di volume
� Distribuzione dei picchi
� Frequenze spettrali (analisi FFT)
� Desnità media dello spettro di Potenza
� Analisi frattale
� Misurazione di una cricca
� Vettorizzazione della rete di micro-valli
� Direzione della Texture, isotropia
� Analisi avanzate 2D della tessitura della superficie
� 2D automotive analysis
� Analisi avanzate 3D della tessitura della superficie
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MODULI SOFTWARE OPZIONALI
Altre operazioni e studi per l'analisi del profilo (standard) e Controlli avanzati dei contorni
(modulo opzionale) per fornire potenti analisi dimensionale e deviazioni di forma
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MODULI SOFTWARE OPZIONALI
Possibilità di dividere le asperità superficiali in linee di “cresta e di pista” al fine di estrarre i
picchi locali e box per osservazioni dettagliate della superficie
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SPECIFICHE TECNICHE
Assi
Range di
misura
Risoluzione di
posizionamento
Encoders
Accuratezza
(L=lungh in
mm)
Sistema ottico
Autofocus
Altro
ASSE X
ASSE Y
ASSE Z1 AF
(PER MISURE)
ASSE Z2
(per posizionamenti)
60mm
60mm
10mm
60mm
0.1 μm
0.1 μm
0.01 μm
0.1 μm
riga ottica
riga ottica
riga ottica
impulsi
(2+4L/1000)μm
(2+4L/1000)μm
(0.3+0.5L/10)
μm
-
Ripetibilità
Area focale
Laser
Obiettivo per
misurazioni
Obiettivo per
posizionamenti
Epi-illuminatore
Dimensioni tavolino XY
Max dimensione pezzi
Max peso pezzi
Dimensioni dello
strumento
(WxDxH)
Sistema antivibrante
Peso dello strumento
0.03 μm (at mirror (specimen) surface)
diam 1 μm (con obiettivo 100X)
Semiconductor laser (o/p: 1mW Max��: 635nm class 2)
100X (WD=3.4mm NA=0.8) ingrandimenti approx. 1100 X (9in monitor)
5X (slide mechanism)�_eld of view�
KÖhler (fonte di luce : Bianca LED )
210×210mm
70mm (fino a 100 mm di altezza con unità AF)
4kg
400 × 400 × 450mm
3 point supporting pad (proper oscillation lateral: 3.5 vertical:
4Hz)
31kg
CONTROLLER
Interfaccia Utente
Drive control
Power consumption (total)
Personal computer (OS��Windows)
4-axial controller (MSCN-4N)
250 W (100V2.5A)
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ALTRI MODELLI DISPONIBILI
Mitaka Kohki fornisce una vasta gamma di strumenti di misura non a contatto con la
metodologia laser probe con corse piu’ ampie per il controllo di pezzi di grandi dimensioni
e multiassi con dispositivi di rotazione del pezzo o di angolazione dell’obiettivo per
controllo di gole, cavità e superfici interne oltre che per l’acquisizione completa di un
solido e reverse engineering per misure volumetriche, comparazioni CAD e prototipazioni
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