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光学3D表面轮廓仪中Rz代表什么?如何精准测量Rz?
中图仪器 | 2025-10-22 16:40:22    阅读:40   发布文章

在半导体芯片封装、3C电子玻璃屏加工、光学元件制造等精密领域,轮廓最大高度Rz作为衡量表面微观起伏的关键参数,是众多企业生产检测中的必考题。

当芯片引线键合处的Rz超出0.5μm,可能导致键合失效;

当手机玻璃屏的Rz低于0.02μm,又会影响触控灵敏度与防指纹涂层附着力。


看不见的粗糙度,正成为性能与良率的隐形杀手

传统接触式测量方式易划伤精密表面,单点测量难以全面反映复杂曲面的真实状态,而二维粗糙度参数(如Ra)虽普及却无法表征实际接触面积与功能特性。这些痛点让企业在精准把控Rz的需求前屡屡碰壁。

如在高端轴承制造中,仅控制Ra平均值可能导致局部微峰(Peaks)未被检出,使轴承在高速运转中过早磨损;在光学镜片镀膜前,若未有效评估基底材料的波谷(Valleys)深度,将直接导致涂层附着力不足。此时,Rz(平均峰谷高度)作为三维表面轮廓中的核心评价指标,恰恰能精准捕捉这些关键局部特征。


如何用光学3D轮廓仪精准把控 Rz,破解精密制造表面质量难题?

SuperView W1系列光学3D表面轮廓仪以白光干涉技术为核心,提供“Rz精准测量+全场景适配”的一体化解决方案。其核心评价参数Rz(在ISO 25178中对应参数为Sz)定义为在评定区域内,五个最高波峰与五个最低波谷的垂直距离之平均值。与仅反映算术平均偏差的Ra不同,Rz更敏锐地捕捉到极端峰谷波动,直接关联密封件的泄漏风险、涂层的均匀性、喷涂后的附着力等关键性能。


不同于传统设备的单一功能局限,该设备从测量原理上就突破了“精度与效率”“保护与检测”的矛盾:

1、通过非接触式白光干涉扫描,无需接触样件表面即可捕捉纳米级微观轮廓,避免了接触式测量对半导体晶圆、光学镜片等脆弱工件的损伤;

2、同时,设备搭载的精密Z向扫描模块与3D建模算法,能将扫描数据转化为直观的3D表面图像,再通过系统软件自动计算Rz值——其粗糙度RMS重复性可达0.005nm,台阶测量准确度仅0.3%,即使是0.2nm的超光滑硅晶片表面,连续10次测量的Rz数据偏差也能稳定控制在极小范围,解决传统设备测不准、易损伤的核心痛点。

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技术优势聚焦:

1、全场测量,数据无遗漏:一次扫描即可获取数百万个数据点,全面评估整个区域,避免单点采样的偶然误差

2、真实三维形貌还原:通过三维等高图、伪彩图直观呈现表面纹理、缺陷分布与功能特征

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场景化验证

在实际应用场景中,光学3D表面轮廓仪的“场景化适配能力”进一步放大了Rz测量的价值。

在针对半导体制造中“批量晶圆Rz检测效率低”的问题,SuperViewW设备支持多区域自动测量功能——工作人员只需预设方形或圆形阵列的测量点位,即可一键完成数十片晶圆的Rz自动扫描与数据记录,相比人工单次测量效率提升8倍以上;

而在3C电子玻璃屏的Rz检测中,由于玻璃表面透明且易受环境振动影响,设备配备的气浮隔振底座能有效隔离地面传导的振动噪声,配合0.1nm分辨率的环境噪声评价功能,可实时监测外界干扰对Rz测量的影响,确保玻璃屏表面Rz数据的稳定性;

对于光学镜头等需要高精度Rz分析的工件,设备提供的粗糙度分析模块可结合ISO/ASME/EUR/GBT四大标准,生成包含Rz、Ra、Rq等300余种参数的分析报告,帮助工程师精准判断镜头表面加工质量是否符合设计要求。

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为验证Rz测量的可靠性,SuperView W1系列通过了严格的实验室标定与行业应用测试。在依据ISO 25178国际标准进行的硅晶片测量中,设备连续10次测量的Rz重复性StdDev控制在0.005nm以内;而在测量5μm台阶高标准块时(依据ISO 10610-1:2009标准),Rz相关的台阶高度准确度达0.3%,重复性仅0.08%(1σ),这些数据不仅远超行业平均水平,更能直接为企业的质量管控提供可追溯的量化依据。

此外,设备的双重镜头防撞保护设计——软件ZSTOP下限位保护与镜头弹簧结构弹性回缩——也为Rz测量的安全性提供了保障,即使在人工操作失误导致镜头接近工件时,设备也能瞬间进入急停状态,避免镜头与工件损伤,降低企业的设备维护成本与生产损失。

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结语:开启您的表面质量深度诊断

随着工业4.0的深入,表面质量评估正经历参数功能化、数据智能化、全流程质控三重变革。光学3D表面轮廓仪不仅解决了当前企业在Rz测量中的精度、效率与安全痛点,更通过可编程测量、批量数据分析、多格式报表导出等功能,实现Rz测量数据与生产MES系统的无缝对接。这种从单点检测到全流程管控的价值延伸,正是设备区别于传统测量仪器的核心优势。

若您的精密工件Rz测量效率低、数据不稳定、易损伤工件等问题,或许根源就隐藏在未被充分认知的表面微世界中。

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