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闡述其工作原理:
?? 一、核心光源系統:高穩定性鹵素發光機制
鹵素燈泡的光電轉換
采用鹵素循環技術的鎢絲燈泡(YP-150I:JCR15V150W;YP-250I:ELC24V250W)作為光源。通電后鎢絲發熱至白熾狀態(色溫3400K),發射連續光譜的可見光,覆蓋400–700nm波長范圍,提供接近日光的顯色性。
鹵素循環過程:蒸發的鎢原子與鹵素氣體(碘/溴)在燈泡內壁反應生成鹵化鎢,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。
?? 二、光學傳輸系統:冷鏡技術與聚焦光路
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吸收,僅反射可見光至樣品,使熱影響降至傳統鋁鏡的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:
?? 三、操作控制機制:動態光強調節與人體工學設計
二段式光強切換系統
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):節能并減少眩光,適配長時間精細觀察。
通過電子調壓模塊(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“手眼協同”,避免操作中斷。
光束直徑動態調整
旋轉鏡筒調節透鏡間距,光斑可在30–50mm(YP-150I)或50–80mm(YP-250I)間連續變化,適配不同尺寸檢測區域(如6英寸晶圓或8英寸液晶基板)。
?? 四、熱管理系統:散熱設計與環境適應性
差異化冷卻方案
YP-150I:依賴自然對流散熱,低噪音(<25dB),適合靜音實驗室環境。
YP-250I:強制風冷系統(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高功率下的持續運行。
溫控保護機制
內置溫度傳感器實時監測鏡腔溫度,超限(>40°C)自動觸發降功率或停機,防止光學元件熱變形。
?? 五、性能參數與場景適配性
表:YP-150I與YP-250I核心參數對比
參數 | YP-150I | YP-250I |
---|---|---|
照射范圍 | 30mmφ(可調至50mm) | 60mmφ(可調至80mm) |
照射距離 | 140mm | 220mm |
系統功率 | 200W | 350W |
光強調節 | 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) |
?? 技術優勢與行業價值
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+光斑動態調整,兼顧檢測效率與靈活性
工業級可靠性:IP40防護等級與寬電壓適應(AC100V±10%),適配工廠復雜環境26。
?? 總結
YAMADA鹵素射鏡檢查燈通過鹵素光源→冷反射鏡→聚焦透鏡→動態控制的協同作用,將可見光能無損傳遞至樣品表面,同時剝離99%紅外熱能。其技術本質是光熱分離精密光路系統,為半導體、液晶、光學制造等行業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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