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日本YAMADA高亮度鹵素射鏡檢查燈(以YP-150I/YP-250I為代表)是一種專為精密表面缺陷檢測設計的宏觀觀察照明裝置,其核心工作原理融合了高強度光源生成、光學熱管理技術及智能化控制機制,適用于半導體晶片、液晶基板、光學玻璃等領域的微米級缺陷識別。以下從技術架構層面系統(tǒng)闡述其工作原理:
鹵素燈泡的光電轉(zhuǎn)換
采用鹵素循環(huán)技術的鎢絲燈泡(YP-150I:JCR15V150W;YP-250I:ELC24V250W)作為光源。通電后鎢絲發(fā)熱至白熾狀態(tài)(色溫3400K),發(fā)射連續(xù)光譜的可見光,覆蓋400–700nm波長范圍,提供接近日光的顯色性。
鹵素循環(huán)過程:蒸發(fā)的鎢原子與鹵素氣體(碘/溴)在燈泡內(nèi)壁反應生成鹵化鎢,當接觸高溫鎢絲時重新分解為鎢和鹵素,實現(xiàn)鎢的再生沉積,延緩燈絲老化,保障光源壽命(YP-150I達50小時,YP-250I為35小時)。
光譜優(yōu)化與均勻性控制
鹵素光的高色溫特性(3400K)增強短波長藍光比例,提升對透明/半透明材料(如玻璃鍍膜)中劃痕、霧狀缺陷的對比度。
燈絲精密排布與反射杯聚焦設計,確保光線輸出均勻性(照度不均性<5%),避免局部過曝導致的檢測盲區(qū)。
冷反射鏡(Cold Mirror)的熱量管理
選擇性反射:可見光波段(400–700nm)反射率>95%,紅外熱輻射(>700nm)透射率>80%。
熱量分離:透射的紅外線被鏡后散熱系統(tǒng)吸收,僅反射可見光至樣品,使熱影響降至傳統(tǒng)鋁鏡的1/3(YP-250I實測鏡面溫升≤15°C),防止熱敏感材料變形或光學鍍膜損傷。
核心組件為多層介質(zhì)鍍膜反射鏡,其特性為:
集光透鏡的精準聚焦
YP-150I:30mm直徑光斑(140mm照射距離),YP-250I:60mm直徑光斑(220mm照射距離)。
照度≥400,000Lx(相當于正午陽光的4倍),使微米級劃痕(0.5μm以上)、異物、拋光不均等缺陷產(chǎn)生強烈散射,肉眼或攝像頭可清晰捕獲。
非球面透鏡組將反射光聚焦為高能量密度光斑:
二段式光強切換系統(tǒng)
高照度模式(100%功率):400,000Lx全輸出,用于高對比度缺陷初篩;
低照度模式(約20%功率):節(jié)能并減少眩光,適配長時間精細觀察。
通過電子調(diào)壓模塊(YP-150I:AC5–12V;YP-250I:AC10–22V)一鍵切換工作模式:
腳踏開關或底部按鈕實現(xiàn)“手眼協(xié)同",避免操作中斷。
光束直徑動態(tài)調(diào)整
旋轉(zhuǎn)鏡筒調(diào)節(jié)透鏡間距,光斑可在30–50mm(YP-150I)或50–80mm(YP-250I)間連續(xù)變化,適配不同尺寸檢測區(qū)域(如6英寸晶圓或8英寸液晶基板)。
差異化冷卻方案
YP-150I:依賴自然對流散熱,低噪音(<25dB),適合靜音實驗室環(huán)境。
YP-250I:強制風冷系統(tǒng)(可選螺旋槳風扇或管道式風機),高效排出紅外透射熱,保障250W高功率下的持續(xù)運行。
溫控保護機制
內(nèi)置溫度傳感器實時監(jiān)測鏡腔溫度,超限(>40°C)自動觸發(fā)降功率或停機,防止光學元件熱變形。
表:YP-150I與YP-250I核心參數(shù)對比
參數(shù) | YP-150I | YP-250I |
---|---|---|
照射范圍 | 30mmφ(可調(diào)至50mm) | 60mmφ(可調(diào)至80mm) |
照射距離 | 140mm | 220mm |
系統(tǒng)功率 | 200W | 350W |
光強調(diào)節(jié) | 二段切換(100%/20%) | 二段切換(100%/20%) |
冷卻方式 | 自然對流 | 強制風冷(雙模式可選) |
適用場景 | 小尺寸高精度檢測(如6英寸晶圓) | 大范圍快速掃描(如8英寸基板) |
YAMADA鹵素射鏡檢查燈的核心突破在于:
光-熱解耦設計:冷鏡技術實現(xiàn)超高照度與超低熱影響共存,解決精密材料檢測中的熱損傷難題;
操作智能化:二段光強切換+光斑動態(tài)調(diào)整,兼顧檢測效率與靈活性
工業(yè)級可靠性:IP40防護等級與寬電壓適應(AC100V±10%),適配工廠復雜環(huán)境26。
?? 總結(jié)
YAMADA鹵素射鏡檢查燈通過鹵素光源→冷反射鏡→聚焦透鏡→動態(tài)控制的協(xié)同作用,將可見光能無損傳遞至樣品表面,同時剝離99%紅外熱能。其技術本質(zhì)是光熱分離精密光路系統(tǒng),為半導體、液晶、光學制造等行業(yè)提供了一種零損傷的高通量缺陷檢測方案,未來若集成AI視覺分析模塊,有望進一步替代人工目檢,推動智能制造升級
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