納米測量技術的案例
納米級材料尺寸測量：從微觀到宏觀，納米精度，中圖智造
納米級材料尺寸如何測量？
在納米科技的浪潮中，材料尺寸的精確測量成為了科研和工業應用的關鍵。納米級材料因其物理化學特性，在電子、醫藥、能源等多個領域展現出廣泛的應用前景。然而，如何準確測量這些材料的尺寸，尤其是當尺寸達到納米級別時，對技術提出了高要求。中圖儀器作為一家專注于3D測量技術的高新技術企業，在這方面取得了顯著的成就。
創新驅動，技術領先
中圖儀器專注于精密儀器研發、制造和銷售，服務于顯微尺寸、常規尺寸和大尺寸等工業制造過程中的各種測量需求。在納米顯微測量領域，基于納米傳動與掃描技術、白光干涉與高精度3D重建技術、共聚焦測量等技術積累，推出了具有自主知識產權的白光干涉儀（Z向分辨率可高達0.1納米）和共聚焦顯微鏡，廣泛應用于半導體、3C電子、高校科研等行業領域。
微納米超精密測量技術，精確捕捉微觀世界
納米級測量技術是中圖儀器科技創新的重要體現。公司采用的白光干涉三維重建技術、微納米顯微測量3D軟件平臺以及微納米運動設計制造平臺，為納米級材料的尺寸測量提供了強有力的技術支撐。這些技術不僅能夠實現對材料表面微觀形貌的高精度測量，還能夠對材料的厚度、粗糙度等參數進行精確分析。
產品解決方案全面覆蓋，滿足多樣化需求
從納米到宏觀，中圖產品線全面覆蓋各個尺度的測量需求。
1、光學3D表面輪廓儀
SuperView W系列光學3D表面輪廓儀利用白光干涉技術，結合精密Z向掃描模塊和3D建模算法，能夠對各種精密器件及材料表面進行亞納米級測量。
展開 從微納米到百米測量，中圖國產智能精密測量儀器著力突破核心技術，增強高端供給
生產線智能化將是制造業轉型升級的重要發展趨勢，智能檢測技術也將廣泛應用于工業自動化、航天、電子等行業。
2023年2月23日，工業和信息化部、國家發展和改革委員會等七個部門聯合發布《智能檢測裝備產業發展行動計劃(2023-2025年)》中提到，“智能檢測裝備作為智能制造的核心裝備，是“工業六基”的重要組成和產業基礎高級化的重要領域，對支撐制造強國、質量強國和數字中國建設具有重要意義。”針對我國智能檢測裝備產業仍存在技術基礎薄弱、創新能力不強、高端供給不足等問題，中圖儀器堅持以技術創新為發展基礎，集光、機、電、信息技術于一體的技術團隊，勇于創新，著力突破從微納米到百米測量的核心技術，堅持高質量出品，增強高端供給，打造質量強國。
從微納米到百米測量，中圖智能精密測量儀器著力突破核心技術，增強高端供給
1、融合創新檢測技術、新型制造工藝與前沿科技領域基礎理論，研發生產一批前沿智能精密測量檢測裝備。
納米級精密測量儀器
VT6000共聚焦顯微鏡
共聚焦顯微鏡用于對各種精密器件及材料表面進行微納米級測量的光學檢測儀器。它是以共聚焦技術為原理、結合精密Z向掃描模塊、3D 建模算法等對器件表面進行非接觸式掃描并建立表面3D圖像，通過系統軟件對器件表面3D圖像進行數據處理與分析，并獲取反映器件表面質量的2D、3D參數，從而實現器件表面形貌3D測量。
SuperViewW1白光干涉儀
光干涉儀用于對各種精密器件及材料表面進行亞納米級測量的光學檢測儀器。
展開 精密微納米結構測量解決方案
3D成像技術實現了二維到三維的升級。智能化制造下，具有3D成像功能的機器視覺系統可以更快，更準確地檢查生產現場的組件。其中表面形貌的3D測量，包括了輪廓的測量以及表面粗糙度的測量，是微納結構測量最為基礎和重要的項目。目前常用的微結構表面形貌測量方法分為接觸式和非接觸式。
運用非接觸式測量技術的3D光學檢測儀器，大多是基于光學方法（干涉顯微法、自動聚焦法、激光干涉法、光學顯微干涉法等），可對精密零部件的表面粗糙度、微小形貌輪廓及尺寸實現微納級測量，在微納米結構檢測中有著重要意義。
中圖儀器基于3D光學成像測量非接觸、操作簡單、速度快等優點，以光學測量技術創新為發展基礎，研發出了常規尺寸光學測量儀器、微觀尺寸光學測量儀器、大尺寸光學測量儀器等，能提供從納米到百米的精密測量解決方案。
1、自動聚焦法-影像測量儀
自動聚焦法是基于幾何光學的物象共軛關系，能使得場景目標在成像系統中準確清晰成像的某種自動調節過程，當照明光斑匯聚在被測面時，進一步調整檢測頭與表面的距離，直至光斑像尺寸最小而得到該被測位置的相對高度。
Novator系列復合式影像儀是一款能充分發揮光學電動變倍鏡頭高精度優勢的全自動影像測量儀。
支持點激光輪廓掃描測量，進行高度方向上的輪廓測量；
支持線激光3D掃描成像，可實現3D掃描成像和空間測量；
支持頻閃照明和飛拍功能，可進行高速測量，提升測量效率；
具有可獨立升降和可更換RGB光源，可適應更多復雜工件表面。
2、共焦激光掃描顯微法-共聚焦顯微鏡
激光共焦掃描顯微術是一項高分辨率三維光學成像技術。利用精密共焦空間濾波結構，通過物象共軛關系濾除焦點外的反射光，提高成像的可見度。
展開 納米級材料尺寸如何測量？
在納米顯微測量領域，中圖儀器基于納米傳動與掃描技術、白光干涉與高精度3D重建技術、共聚焦測量等技術積累，推出了具有自主知識產權的白光干涉儀（Z向分辨率可高達0.1納米）和共聚焦顯微鏡，廣泛應用于半導體、3C電子、高校科研等行業領域。
從納米到宏觀，產品解決方案全面覆蓋，滿足多樣化需求：
1、光學3D表面輪廓儀
SuperView W系列光學3D表面輪廓儀利用白光干涉技術，結合精密Z向掃描模塊和3D建模算法，能夠對各種精密器件及材料表面進行亞納米級測量。
2、共聚焦顯微鏡
VT6000系列共聚焦顯微鏡以共聚焦技術為原理、結合精密Z向掃描模塊、3D 建模算法等，對各種精密器件及材料表面進行微納米級測量。
3、臺階儀
CP系列臺階儀采用了線性可變差動電容傳感器LVDC，集成了超低噪聲信號采集、超精細運動控制、標定算法等核心技術，具備超微力調節的能力和亞埃級的分辨率。
中圖儀器以深厚的技術積累、創新的產品解決方案和全球化的服務網絡，為全球客戶提供精準、可靠的測量產品和服務。未來公司將不斷推動科技創新，繼續在精密測量領域發揮領導作用，助力科技進步和工業發展。
展開 
納米級測量儀器：窺探微觀世界的利器
納米科技的迅猛發展將我們的視野拓展到了微觀世界，而測量納米級尺寸的物體和現象則成為了時下熱門的研究領域。納米級測量儀器作為一種重要的工具，扮演著重要的角色。那么，如何才能準確測量納米級物體呢？
在納米級測量中，由于物體尺寸的相對較小，傳統的測量儀器往往無法滿足精確的要求。而納米級測量儀器具備高精度、高分辨率和非破壞性的特點，可以測量微小的尺寸。
1、光學3D表面輪廓儀
SuperViewW1光學3D表面輪廓儀以白光干涉技術原理，通過測量干涉條紋的變化來測量表面三維形貌，專用于精密零部件之重點部位表面粗糙度、微小形貌輪廓及尺寸的非接觸式快速測量。
2、激光共聚焦顯微鏡
VT6000激光共聚焦顯微鏡以轉盤共聚焦光學系統為基礎，結合高穩定性結構設計和3D重建算法共同組成測量系統，能用于各種精密器件及材料表面的非接觸式微納米測量。能測量表面物理形貌，進行微納米尺度的三維形貌分析，如3D表面形貌、2D的縱深形貌、輪廓（縱深、寬度、曲率、角度）、表面粗糙度等。
3、臺階儀
CP200臺階儀不同于光學輪廓儀和顯微鏡的是它的測量方式是接觸式探針測量。它可以對微米和納米結構進行膜厚和薄膜高度、表面形貌、表面波紋和表面粗糙度等的測量。線性可變差動電容傳感器（LVDC），具有亞埃級分辨率，13um量程下可達0.01埃。高信噪比和低線性誤差，使得產品能夠掃描到幾納米至幾百微米臺階的形貌特征。
除了上述所提及的儀器外，還有一些其他的納米級測量儀器也日益成為研究的熱點，例如激光干涉儀。這些測量工具各有特點，可用于不同的納米級尺寸測量需求。
納米級測量儀器在納米科技研究領域中扮演著重要的角色。通過共聚焦顯微鏡、光學輪廓儀等的運用，科研人員們能夠更加深入地了解納米世界的奧秘。
展開 微納米表面輪廓形貌用什么測量儀器
在現代科技發展的今天，微納米表面輪廓形貌測量已成為許多領域的重要研究內容。微納米表面輪廓形貌的測量可以幫助我們了解材料的物理特性、表面形態以及質量狀況。那么，有哪些微納米表面輪廓形貌測量儀器？
1、白光干涉儀
白光干涉儀是一種常見的微納米表面輪廓儀測量儀器，常用于研究產品的微觀形貌和粗糙度。它利用光的波長差異產生干涉條紋，通過計算條紋的變化情況來確定物體表面的輪廓。
針對完成樣品超光滑凹面弧形掃描所需同時滿足的高精度、大掃描范圍的需求，W1白光干涉儀復合型EPSI重建算法，解決了傳統相移法PSI掃描范圍小、垂直法VSI精度低的雙重缺點。在自動拼接模塊下，只需要確定起點和終點，即可自動掃描，重建其超光滑的表面區域，不見一絲重疊縫隙。
白光干涉儀具有測量范圍寬、測量快速、精度高等優點，在許多領域廣泛應用。但主要還是用于產品微觀形貌測量，特別是從光滑到粗糙等各種精細器件表面的測量，精度一般是亞納米級別。
2、共聚焦顯微鏡
共聚焦顯微鏡以針孔共聚焦技術為原理，對大傾角的產品有更好的成像效果。廣泛應用于半導體制造及封裝工藝檢測。大傾角超清納米測量，在滿足精度的情況下使用場景更具有兼容性。
微納米表面輪廓形貌測量儀器的選擇取決于所需分辨率、材料類型、實驗條件等因素。選擇適合的測量儀器對于準確獲取樣品表面形貌和特征至關重要，有助于推進科學研究和技術應用的發展。
我們應該怎樣使用？
微納米表面輪廓儀的使用技巧：
1.
展開 智能測量技術分享系列講座來啦！喬澤光學測量技術專員為您詳細解讀基于仿真模型的DIC應變測量方案！
數字孿生技術在光測領域內的應用有哪些？
基于有限元網格模型的DIC技術為什么更能促進仿真模型改進？
創新的立體網格模型DIC全場測量方案在校準及數據分析方面有怎樣的突破？
這些問題敲打著每一個仿真設計人員及光測力學領域研究人員的好奇心呀！
在全球各個行業火熱進行數字化革命的大形勢下，制造業也開始了全系列產品的數字化推進，逐步將產品以數字流的形式進行傳輸，國際簡稱為MBD。MBD概念在本世紀初被提出，隨著軟硬件技術的提升以及以半導體為基礎的工業的進步，MBD的進階即數字孿生的概念得到蓬勃發展。從根本上講，數字孿生是以數字化的形式對某一物理實體過去和目前的行為或流程進行動態呈現，有助于提升企業績效。創建數字孿生，主要關注兩大領域：
領域一
設計數字孿生的流程和產品生命周期的信息要求——從資產的設計到資產在真實世界中的現場使用和維護；
領域二
創建使能技術，整合真實資產及其數字孿生，使測量數據與企業核心系統中的運營和交易信息實現實時流動。
數字孿生成為未來工業發展的標桿，但是測量和仿真之間的精度問題始終制約著其前進的步伐! DIC技術作為該瓶頸的突破口，毋庸置疑地成為數字孿生技術發展的著力點。DIC技術可以進行全場光學測量，在被用于數字孿生技術的測量端時，這一技術特征優勢顯著。
展開 顯微測量|共聚焦顯微鏡大傾角超清納米三維顯微成像
可對各種產品、部件和材料表面的面形輪廓、表面缺陷、磨損情況、腐蝕情況、平面度、粗糙度、波紋度、孔隙間隙、臺階高度、彎曲變形情況、加工情況等表面形貌特征進行測量和分析。
通過共聚焦顯微鏡超高分辨率的三維顯微成像測量，可以清晰地觀察到材料的表面形貌、表層結構和納米尺度的缺陷。這對于理解材料的微觀特性和材料工程設計具有重要意義。
臺積電技術路線圖：2納米3納米工藝將按時推出
4月27日消息，臺積電近期更新了其制程工藝路線圖，稱其4納米工藝芯片將在2021年底進入“風險生產”階段，并于2022年實現量產；3納米產品預計在2022年下半年投產， 2納米工藝正在開發中。
在產能方面，沒有任何競爭對手能威脅到臺積電的主導地位，而且未來幾年內也不會。至于制造技術，臺積電最近重申，它有信心其2納米（N2）、3納米（N3）和4納米（N4）工藝將按時推出，并保持比競爭對手更先進節點工藝領先優勢。
今年早些時候，臺積電將2021年的資本支出預算大幅提高到250億至280億美元，最近更是追加到300億美元左右。這是臺積電未來三年增加產能和研發投入計劃的一部分，該公司計劃三年總共投資1000億美元。
在臺積電今年300億美元的資本預算中，約80%將用于擴大先進技術的產能，如3納米、4納米、5納米、6納米以及7納米芯片。華興證券分析師認為，到今年年底，先進節點上的大部分資金將用于將臺積電的5納米產能擴大到每月11萬至12萬片晶圓。
與此同時，臺積電表示，其資本支出的10%將用于先進的封裝和掩模制造，另外10%將用于支持專業技術開發，包括成熟節點的定制版本。
臺積電最近提高資本支出的舉措是在英特爾宣布其IDM 2.0戰略(涉及內部生產、外包和代工運營)之后做出的，并在很大程度上重申了該公司在競爭加劇之際對短期和長期未來的信心。
臺積電總裁兼首席執行官魏哲家在最近與分析師和投資者的電話會議上表示：“作為一家領先的晶圓代工企業，臺積電在成立30多年的歷史中從未缺乏競爭，但我們知道如何競爭。我們將繼續專注于提供領先的技術、卓越的制造服務，并贏得客戶的信任。
展開 白光干涉儀測量原理及干涉測量技術的應用
有了雙重防撞保護功能，能有效避免在測量過程中因意外碰撞對儀器造成的損壞，保證了光學加工領域持續穩定的高精度測量。
（3）汽車零部件制造：汽車發動機的缸體、活塞、氣門等零部件的表面形貌和尺寸精度對汽車的性能和可靠性至關重要。白光干涉儀可以用于這些零部件的表面粗糙度、平面度、圓柱度等參數的測量，為汽車零部件的制造提供高精度的檢測手段。其雙重防撞保護功能更是為頻繁的工業測量環境增添了一份安全保障，確保儀器在復雜的汽車零部件制造場景下穩定運行。
2、在科學研究中的應用：
（1）材料科學研究：研究材料的表面形貌、結構和性能之間的關系。例如，對于納米材料、薄膜材料、復合材料等，白光干涉儀可以測量其表面形貌和厚度，分析材料的結構和性能。同時，還可以用于研究材料的摩擦磨損、腐蝕等表面現象，為材料的研發和應用提供重要的實驗數據。具備雙重防撞保護的白光干涉儀，能讓科研人員在進行精密測量時無需過多擔憂意外碰撞對儀器的損害，更加專注于材料科學研究。
（2）微機電系統（MEMS）研究：MEMS 器件的尺寸通常在微米或納米級別，其表面形貌和結構對器件的性能和可靠性有著重要的影響。白光干涉儀可以用于 MEMS 器件的表面形貌測量、結構尺寸測量、薄膜厚度測量等，為 MEMS 器件的設計、制造和性能評估提供重要的技術支持。而雙重防撞保護功能為 MEMS 研究中的高精度測量提供了可靠保障，防止因意外碰撞導致儀器精度下降甚至損壞。
3、在其他領域的應用：
航空航天領域：在航空航天領域，白光干涉儀可用于飛機發動機葉片的表面形貌測量、飛機機身的表面平整度檢測、衛星零部件的尺寸精度測量等，為航空航天設備的制造和維護提供高精度的檢測手段。
展開 新加坡科技設計大學團隊使用激光直寫技術打印10納米級懸空納米網格
圖3：最小寬度的納米線
展示了小于10納米的線條。
圖4：橫向間距的極限
A-D為下圖中不同激光強度下的例子。測量的橫向距離表明，利用打印高度差及極細的納米線條，30納米左右的橫向間距是可實現的。
圖5：利用懸空納米網格作為蒸發掩膜
（a-b）是利用打印高度差及細線條來避免不需要的隨機聚合，極細且規整的間距可以實現。
（c-d）作為對比，若納米線條都打印在同一高度，不需要的隨機聚合會破壞設計的規整性。
【小結】
實驗結果表明，通過控制激光掃描速度及方向，10納米級的納米網格是可實現的。利用打印高度差及極細的納米網格，進而可以實現30納米級的橫向間距以及極小且規整的金屬間距。這項研究展示一種新的可能，即利用現有成熟的激光打印技術，10納米級的納米結構亦是可以實現。目前，完整的機制尚未完全清晰明了，該課題組正致力于更多相關實驗來驗明機制以及完善該方法，使得打印隨意形狀的10納米級三維納米結構成為可能。該成果進一步擴展了激光打印技術的使用范圍。
文獻鏈接:Sub-10-nm Suspended Nano-Web Formation by Direct Laser Writing http://iopscience.iop.org/article/10.1088/2399-1984/aabb94
展開 
影像測量儀全自動非接觸測量技術大幅提升航空航天產業效率
特別是對那些大量生產飛機及其零部件的制造商來說，能實現更大尺度測量、受限或非瞄準線測量以及自動化測量的檢測設備是新的挑戰和機遇。自動化測量是另一個重要的發展趨勢。
隨著高精度三維掃描技術的不斷發展，非接觸測量技術除了能快速獲取更多數據點以外（尤其在檢測較大的表面時），而且更容易實現自動化測量，這意味著可以減少對熟練技工的依賴。非接觸測量技術（如激光掃描測量儀）具有更好的成本效益，可以為企業帶來更高的價值。其中一個明顯優勢就是能夠檢測具有復雜形狀的零件。非傳統光學、白光和激光掃描測量設備是越來越多用戶的選擇，這些新興的測量技術也在不斷改進。
全尺寸鏈精密測量儀器制造商——中圖儀器如何助力航空航天產業智能化？
中圖儀器的Novator系列全自動影像測量儀將傳統影像測量與激光測量掃描技術相結合：支持點激光輪廓掃描測量，進行高度方向上的輪廓測量；支持線激光3D掃描成像，可實現3D掃描成像和空間測量；三軸全自動可編程檢測，實現復雜特征批量檢測。
此外，Novator系列全自動影像測量儀還支持頻閃照明和飛拍功能，可進行高速測量，大幅提升測量效率；具有可獨立升降和可更換RGB光源，可適應更多復雜工件表面。
速度更快、便攜性更好、更易于使用是尺寸測量設備的發展趨勢。Novator系列影像儀非接觸速度快和放大測量的特性，結合具有九十余項測量功能的VisionX測量軟件，且針對密封圈、彈簧、齒輪、螺紋等工件有專用測量工具。可進行簡單快速準確測量，是適合小零件或小尺寸特征、薄壁零件、軟體零件的測量方式。測量可靠性高，保證了航空航天等領域在制造裝配中對密封的要求。
展開 免費網絡課程 | 8月25日HBM扭矩測量技術——扭矩測量鏈
培訓內容
扭矩是旋轉動力機械的重要參數，扭矩測量廣泛應用于汽車、船舶、航空航天、電力機車、能源、化工等各個工業領域，正確進行扭矩測量是產品研發、狀態監測、故障識別預報、自動控制、節能、動力平衡指示的保證。扭矩測量鏈涉及到被測機構、傳感器、導線、放大器、數據采集器和采集控制分析軟件。本課程力求理論與實踐相結合，從傳感器和數據采集角度闡述扭矩測量的相關注意事項。內容概要包括：
扭矩測量
扭矩測量鏈之傳感器
扭矩測量鏈之信號采集
扭矩標定
培訓時間
8月25日（周三）下午14:00-15:00
課程對象
從事測試測量特別是扭矩測量領域的工程、技術、營銷、采購、管理人員；各類旋轉機械試驗臺、零部件裝配測試臺設計、安裝調試、使用人員；大中專院校相關專業師生。
費用：免費
備注
培訓將通過網絡授課的方式進行，請自備具備上網條件的電腦或手機。
報名方式：點擊這里，即刻報名
* 注冊報名后，您可以點擊HBM微信公眾號菜單欄
【會員中心】-【注冊/登陸】
，進入個人中心，找到您報名的所有課程。
展開 網絡課程 | 11月23日HBM扭矩測量技術之扭矩測量鏈
官網：
<HBM應變片：應力測試測量首選>
<HBM稱重傳感器：稱重精度，久經驗證>
<HBM力傳感器： 應變和壓電兩種測量技術>
<HBM扭矩傳感器和轉矩傳感器>
<電功率測試 - 從部件到車輛能源管理>
<數據采集系統與設備>
您還可以通過如下方式聯系我們，了解更多產品與應用詳情：
郵箱：hbmchina@hbm.com.cn
官網：https://www.hbm.com/cn/
電話：400-900-3165（周一至周五9:00-18:00）
三坐標測量技術解析：從基礎原理到斜孔測量難點突破
斜孔測量技術難點就在于：
1法矢方向約束：測量時測頭必須沿斜孔軸線方向（法矢方向）觸測，否則會產生投影誤差；
2坐標系轉換：工件隨意放置時，斜孔坐標系與機床坐標系存在空間角度偏差；
3測頭運動限制：固定式測頭無法自由旋轉，難以對準傾斜表面。
行業解決方案
1、測頭旋轉技術
高端測量儀配置360°旋轉測座，如ACH100S全自動旋轉測座，通過自動調整A角/B角方向，使測針始終沿斜孔法線方向觸測；
2、坐標系智能找正
對無法旋轉的測頭系統，采用3-2-1找正原理，迭代和最佳擬合創建坐標系：
（1）測量基準平面（3點確立Z軸）
（2）測量基準直線（2點確立X軸）
（3）測量基準原點（1點確立坐標系）
（4）再通過二維旋轉計算，將機床坐標系轉換至工件坐標系。
3、虛擬補償算法
專業測量軟件基于空間幾何變換原理，通過矩陣運算補償角度偏差，使固定測頭也能實現±0.005°的角度測量精度。
斜孔測量領域的前沿突破集中在五軸聯動測量系統，通過集成轉臺（A、C軸）和三坐標軸（X、Y、Z），實現測頭連續定位，使復雜曲面測量效率提升40%以上。“沒有準確測量，就沒有精確制造”，三坐標測量技術將持續突破測量極限，為高端制造保駕護航。
本文內容由行業技術專家基于公開資料整理，僅供學習交流。具體設備操作請參考設備廠商提供的技術手冊。
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