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Des capteurs de haute précision pour révolutionner le contrôle de la qualité des revêtements optiques

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Mahlo GmbH présente une interférométrie en lumière blanche de pointe pour la mesure précise de l'épaisseur des couches minces dans l'industrie électronique

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Regarder son émission préférée à la télévision, lire un message sur son smartphone, consulter son courrier électronique sur son ordinateur portable, se rendre à destination en voiture : nous avons tous de nombreuses activités pour lesquelles nous utilisons un écran LCD. Cette technologie a transformé l'industrie électronique. Les écrans LCD sont devenus indispensables dans notre vie quotidienne. Mais ils ont aussi une faiblesse : Les écrans LCD ont un problème de visibilité lorsqu'ils sont utilisés dans une lumière ambiante importante. La solution consiste à augmenter la luminosité et le contraste de l'écran bien au-delà des niveaux normaux par rapport à une utilisation en intérieur. Cela permet d'éviter les réflexions directes sur la surface de l'écran. Pour ce faire, des films optiques sont appliqués sur la face avant de l'écran.

Exploiter le marché croissant des films optiques en Chine.

Les films peuvent modifier les propriétés de transmission de la lumière, notamment la projection, la réflexion, l'absorption et la diffusion de la lumière. Les revêtements optiques sont utilisés pour améliorer les propriétés de transmission, de réflexion ou de polarisation d'un composant optique. Un revêtement antireflet peut réduire la réflexion sur n'importe quelle surface à moins de 0,1 %. Cela garantit une qualité d'image optimale lorsque l'on travaille sur un ordinateur portable ou que l'on regarde la télévision, même en plein soleil.

Les films optiques sont généralement recouverts de plusieurs couches minces de matériaux tels que des oxydes, des métaux ou des terres rares. En fonction de la complexité des produits, plusieurs applications de revêtement différentes sont parfois nécessaires pour qu'ils puissent exploiter pleinement leur fonction. Cela n'est toutefois possible que si toutes les couches présentent la quantité exacte de revêtement requise. Des écarts, même minimes, par rapport aux valeurs de tolérance spécifiées au cours de la production entraînent des dysfonctionnements et donc des pertes considérables dues aux rejets.

C'est la précision qui compte : Le défi du contrôle de l'épaisseur du revêtement

C'est pourquoi les enducteurs ont souvent recours à la mesure du poids de base sur la bande en défilement. Mais, en particulier pour les revêtements très fins, la mesure en ligne constitue un défi majeur, car elle doit être extrêmement précise.

Pour obtenir un résultat fiable et donc un produit qui satisfasse à la fois le fabricant et le client, il faut un capteur capable de mesurer l'épaisseur du revêtement directement sur la bande en défilement avec un haut degré de précision. Mahlo GmbH + Co. KG, un fabricant allemand de machines fort d'une expérience de plusieurs décennies, utilise une méthode de mesure qui répond précisément à ces exigences. La technologie spéciale des capteurs fait partie du système de mesure de la qualité Qualiscan QMS, qui mesure et contrôle les paramètres importants en faisant passer des capteurs pendant le défilement de la bande.

Technologie de capteur innovante : interférométrie à lumière blanche pour une précision de mesure inégalée.

Le capteur Optoscope WLI mentionné utilise la méthode d'interférence de la lumière blanche. Si des couches minces transparentes ou légèrement opaques sont irradiées avec de la lumière blanche, la lumière est partiellement réfléchie aux interfaces supérieure et inférieure et des couleurs d'interférence sont produites qui sont aussi colorées qu'un arc-en-ciel, comme on peut le voir avec des bulles de savon, par exemple. Les fréquences de ces interférences sont une mesure de l'épaisseur de la couche et sont déterminées à l'aide d'un algorithme FFT. Pour que le résultat soit déterminé sans ambiguïté, la couche à mesurer doit avoir un indice de réfraction différent de celui de la couche de substrat. Dans ces conditions, il est possible d'obtenir une très grande précision allant jusqu'à 0,01 µm (10 nm).

En outre, le WLI permet également de déterminer indirectement des revêtements extrêmement fins dans la plage des nm - jusqu'à 0,2 µm - pour les revêtements aqueux ou à base de solvant sur film, en fonction de la teneur en matières solides. Dans la méthode d'interférence, les valeurs proviennent directement du matériau, en raison de l'interaction des réflexions. La situation est différente lorsque l'on mesure avec des rayons bêta ou des rayons X, qui peuvent être utilisés avant ou après la coucheuse. Dans ce cas, les valeurs ne proviennent pas directement du matériau, mais sont calculées en fonction de l'interaction du rayonnement respectif avec la masse. En d'autres termes, la quantité de rayonnement arrière ou de pénétration qui atteint le capteur de mesure. La mesure directe est l'une des raisons de la grande précision de mesure des couches très fines.

Pour les fabricants, l'avantage réside également dans la possibilité d'effectuer des mesures d'un seul côté, ce qui permet de gagner de la place lors de l'installation et est plus rentable qu'un cadre en O conventionnel. En outre, la méthode d'interférence en lumière blanche ne requiert aucune exigence particulière en matière de protection contre les rayonnements. Cela facilite la manipulation pendant les opérations.