程式型輪廓自動量測 PF-150

採用點雷射自動聚焦方式（符合ISO25178-605 Point Autofocus Probe量測原理），雷射聚焦樣品表面掃描，當使用x100物鏡聚焦樣品表面時雷射光點尺寸(Spot size)φ1um，可量測微結構表面形貌。

PF-150 適合6寸以下樣品掃描式表面輪廓儀，量程X/Y/Z為150/150/10mm且三軸都用光學尺解析，樣品放置空間X/Y/Z為200/200/100mm，適合12KgW以下載重各種樣品量測需求。

對於小尺寸陣列樣品量測，例如Micro Lens Array, Pattern Step Height…等，可加購MACRO量測軟體達到自動化量測需求。

元宇宙商機帶動的AR鏡片、自由曲面鏡片Free Form Lens，汽車使用抬頭顯示器鏡片HUD，PF-150提供良好的量測數據。

• 適合量測材料：鑽石、透明、液態膠狀、石墨黑、陶瓷白…等表面輪廓。
• 一次量測樣品同時解析幾何輪廓與表面粗度數據
• 適合量測工件：陶瓷基板PATTERN線寬、線高程式自動量測
• 標準分析軟體：2D/3D輪廓及粗度分析、平面度分析
• 選購分析軟體：批次分析、2D/3D CAD比對軟體、非球面評價軟體
• 數據重現性佳

元宇宙帶動虛擬實境(VR)、擴增實境(AR)商機，菲涅爾鏡片是重要光學元件之一。 三鷹光器的量測儀器屬於非接觸形表面掃描輪廓儀，精準聚焦樣品表面，大行程高精度的輪廓量測儀器，XY軸光學尺定位精度0.1um，Z軸量測精度10nm光學尺保證精度。 NH系列量測儀器可結合影像做XYZ座標尺寸量測，或是表面輪廓掃描。

• 精密光學：HUD抬頭顯示器鏡片、FREE FORM自由曲面鏡片
• 元宇宙開發metaverse：虛擬實境 VR(Virtual Reality)鏡片
• 擴增實鏡 AR(Augmented Reality)
• CAD比對、粗度量測、非球面評價
• 半導體：光阻輪廓、光波導輪廓、表面粗度量測

圖一 部件說明：1.工業級電腦與評估軟體。2.顯示器。3.自動對焦量測系統。4.防震台與控制器。

圖二 PF-150 機台照片與將批次生產的光學鏡片放載台上量測方法。

• 非接觸式量測，不劃傷鏡片。
• 批次量測，每片皆能自動尋心。
• 座標與即時影像觀察，掌握缺陷原因

PF-150量測方式依照ISO 25178-605點雷射自動聚焦非接觸式探針法掃描樣品表面輪廓，搭配X-Y量測行程150mm的大範圍，可將非球面鏡片直接批次置入載盤上（上如圖一所示）。

開啟批次量測程式並執行量測，量測儀器會依照程式步驟移動至每個鏡片位置，並開始進行自動尋心後掃描輪廓。掃描完成數據可帶入非球面分析軟體，執行分析。

由於是非接觸式，量測過程不會造成鏡片刮傷，所以確認鏡片數據OK後，僅需針對不良品進行處置，良品無須再進行量測後去刮痕重工（或報廢），即可釋放下一站進行後續作業。

圖三 非球面分析輪廓擬合結果，面型PV值=0.15um,R.M.S= 0.2um

即時影像觀察也協助量測發現異常品時，可以快速釐清原因。如下案例說明，異物造成擬合PV值異常與清除後的PV值的結果。由於三鷹光器的量測設備的具備座標與即時影像觀察功能。當發現輪廓分析上有異常的數據時，可將鏡頭移動至此處，進行進一步觀察與分析。此案例發現造成PV值異常的原因是因異物附著表面造成。後續針對鏡片進行清潔，重新量測後發現PV明顯改善，並針對可能造成此異物產生的加工步驟加以製程進行改善。

圖四 異物造成擬合PV異常的釐清案例。

更進一步，上述案例移除異物後,表面觀察到損傷，也可以執行進一步分析損傷區域與未受損傷區域粗度差異，確認損傷的程度是否可能對光學使用上造成影響。

圖五 鏡片表面損傷與否與Ra值差異比較

總和說明，PF-150功能上除了面形測試外，更可以同時具有表面粗度量測的功能，除了單純的量測與評價外，更可以進行異常分析，以釐清不良品的原因，並提供後續異常處裡所需要的評估數據。