发光单元:USHIO JCR15V150W 卤钨灯泡,灯丝发出包含可见光、大量红外热射线的连续全光谱复合光;
椭球集光底座:包裹灯泡后部,将散射光线收拢定向投射至分光镜;
核心分光单元:多层介质镀膜冷镜(二向色分光镜),整机分光功能核心部件;
聚光整形透镜组:包含准直透镜、匀光透镜,对分光后的纯净可见光收敛、匀化;
前端输出窗口:防尘透光平板玻璃,输出规整圆形检测光斑。
发光机理
灯丝通电高温发热辐射发光,管内填充卤素气体形成卤钨循环,蒸发的钨原子重新沉积回灯丝,抑制管壁发黑,长期照度稳定;输出 3400K 连续暖白光,显色指数 Ra>95,光谱覆盖 400~1400nm 区间。
光谱组分划分
可见光波段 400~760nm:人眼可识别,用于工件划痕、异物、色差缺陷目视检测;
红外波段 760~1400nm:无视觉作用,携带大量热能,直接照射会造成晶圆、玻璃、柔性基板热变形、参数偏移;
传统铝制反射镜会同步反射可见光与红外,样品温升高,YP-150I 依靠分光光路把两类光谱分离。
可见光(400~760nm):发生镜面反射,光路转向前方聚光透镜组,作为有效检测光束输出;
红外热辐射(760nm 以上):穿透镀膜与镜体,向后传导至设备尾部散热风道,由排风风扇直接排出机身外部,不进入样品照射光路。
灯泡全光谱复合光向后、向四周散射,经椭球底座收拢,平行投射至冷镜分光镜面;
抵达冷镜瞬间完成光谱分光:
可见光反射 90° 向前进入聚光透镜;
红外热光直接透射冷镜向后走散热通道;
红外热射线不参与成像照明,从源头大幅削减样品受热,工件表面照射温升≤2℃,热影响仅为普通铝反射镜的 1/3。
一级准直透镜:将冷镜反射的发散可见光收拢为近似平行光束,消除边缘杂散光、色散重影;
二级匀光集光透镜:均衡光斑中心与边缘照度差,压缩光束口径,最终在标准 140mm 工作距离形成 φ30mm 均匀圆形光斑,无明暗条纹、局部暗区;
前端防尘窗口:仅物理隔离粉尘,不改变光谱组分,分光后的纯净可见光直接投射工件表面。
红外热量不经过前端透镜、透光窗口,避免光学镀膜高温老化;
样品仅接收无热可见光,长时间连续复检不会出现热形变;
灯仓热量同步由风道带走,稳定灯丝工作温度,延缓照度衰减,延长灯泡使用寿命。
光谱纯净无热干扰
剔除全部红外热射线,仅输出连续完整可见光,不会因样品受热产生翘曲、光学畸变,保障高精度晶圆、LCD 基板缺陷检测标准统一。
高显色连续光谱提升缺陷辨识度
分光后保留完整 400~760nm 可见光,无波段缺失,可识别微划痕、透明异物、薄膜色差、CMP 残留等微米级隐性缺陷,避免单色 LED 离散光谱造成的漏判、误判。
光斑照度均匀稳定
分光光路搭配多级透镜消除杂散光,光斑照度分布一致,工件全域缺陷反光对比均衡,不会出现局部过亮、暗区遮挡缺陷。
光学损耗低、长期照度稳定
薄膜干涉分光反射效率高,无吸收式滤片的亮度损耗;搭配恒功率调光控制器,电压波动、机身温升时分光输出亮度无明显漂移。
冷镜表面积灰、油污
粉尘破坏多层分光镀膜干涉条件,分光失效:部分红外热光伴随可见光反射至样品,工件升温明显;同时可见光反射率下降,光斑照度大幅衰减。
分光镜镀膜腐蚀、起雾
长期高湿、粉尘环境下镀膜老化,分光波段偏移,画面出现偏黄、偏红杂色,缺陷色彩还原失真。
透镜粉尘遮挡分光后光束
聚光透镜积灰会产生固定黑斑、明暗条纹,覆盖工件缺陷,造成目视漏检。
冷反射分光镜仅可低压气吹除尘,禁止无水异丙醇、稀释剂擦拭,液体溶剂会溶解多层分光镀膜,丧失分光隔热功能;
拆装灯泡、清洁光路必须整机断电冷却,高温下冷镜镀膜遇温差易开裂失效;
禁止遮挡尾部散热风道,红外热射线堆积会反向烘烤分光镜,加速镀膜老化;
裸手禁止触碰冷镜、透镜光学表面,油脂高温固化形成顽固污渍,干扰分光反射。