微透鏡陣列排布間距 (Array Pitch) 異常管控:白光干涉儀量產工藝調控方案
發布時間:
2026-05-29
作者:
新啟航半導體有限公司

一、工藝痛點與傳統檢測局限

微透鏡陣列排布間距(Array Pitch)是決定勻光、光束匹配、光學耦合性能的核心幾何參數,其排布一致性直接影響半導體光學器件的成品性能與良率[1][4]。在模壓、納米壓印、注塑量產過程中,模具對位偏差、基材拉伸形變、壓印壓力不均、固化收縮差異等因素,極易引發陣列間距偏移、排布不均、局部錯位等異常問題[3]。間距超差會造成光束陣列紊亂、勻光失效、模組耦合異常,最終導致產品功能性報廢。


依據ISO 14880-4:2024光學光子學微透鏡陣列測試標準,傳統二維顯微鏡僅支持定點局部測量,無法覆蓋陣列全域數據,測量誤差大、批量檢測效率低,難以量化量產工藝波動,無法滿足高精度制程調控需求[4]。

微透鏡陣列排布間距 (Array Pitch) 異常管控:白光干涉儀量產工藝調控方案

二、白光干涉儀量產檢測與工藝調控原理

白光干涉儀基于三維光學輪廓測量技術,可實現微透鏡陣列無損、全域、批量式精密檢測,契合半導體光學元件量產質控標準[1][2]。設備可全自動掃描整片陣列,精準采集各透鏡單元中心坐標、排布間距、面型形貌等核心參數,自動識別全局間距偏差與局部異常點位[7]。

微透鏡陣列排布間距 (Array Pitch) 異常管控:白光干涉儀量產工藝調控方案

通過量化工藝誤差數據,可精準溯源模具對位、壓合工藝、材料形變等異常根源,為生產參數修正、模具校準、制程穩定性優化提供可靠數據支撐,有效提升微透鏡陣列排布一致性,穩定量產良率[3]。

三、大視野3D白光干涉儀核心技術優勢

針對微透鏡、DOE衍射光學元件等精密半導體光學部件檢測需求,專用大視野3D白光干涉儀突破傳統設備技術局限,解決了傳統設備需兩臺儀器分別實現大視野觀測與高精度測量的行業痛點[5]。

微透鏡陣列排布間距 (Array Pitch) 異常管控:白光干涉儀量產工藝調控方案

設備搭載0.6倍輕量化鏡頭,配備15mm超大單幅視野,兼容四物鏡轉塔鼻輪配置,單設備即可覆蓋全域大視野篩查與納米級高精度精測雙重需求,無需頻繁切換設備,大幅提升批量檢測效率與數據一致性[5]。測量精度可達6pm(0.006nm),可精準檢測表面粗糙度、平面度誤差、PV峰值谷值、RMS均方根值等關鍵指標,有效規避光學表面缺陷引發的光損耗問題[8][9]。

四、實測應用場景說明

1、 DOE衍射光學元件檢測:可精準捕捉元件微觀結構形貌,把控結構精度,保障半導體光學系統成像穩定性,適配批量質量管控需求[6]。

2、 微透鏡陣列形貌實測:高精度還原透鏡三維形貌,精準核驗加工精度,滿足半導體微透鏡陣列量產檢測標準[2]。

3、 光學參數精密檢測:量化平面度、PV、RMS、表面粗糙度等核心指標,嚴格把控光學元件面型精度與表面光滑度,適配高端半導體光學窗口片、微透鏡組件檢測場景[8]。

微透鏡陣列排布間距 (Array Pitch) 異常管控:白光干涉儀量產工藝調控方案

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參考文獻

[1] Bruker. Full Characterization of Microlenses Using White Light Interferometry[R/OL]. 2026, https://www.bruker.com/en/products-and-solutions/test-and-measurement/3d-optical-profilers/resource-library/an-581-full-characterization-of-microlenses-using-white-light-int.html

[2] 光學學報. 白光顯微干涉多倍率形貌數據融合方法研究[J]. 2026.

[3] 國家知識產權局. 一種微透鏡陣列超精密加工誤差評定方法與系統(CN114136591B)[P]. 2023-09-08.

[4] ISO 14880-4:2024. Optics and photonics — Microlens arrays — Part 4: Test methods for geometrical properties[S]. 2024.

[5] CSDN. 從超光滑到微透鏡陣列:白光干涉儀在典型光學元件關鍵參數檢測中的實戰解析[EB/OL]. 2026.

[6] 北京中科光析科學技術研究所. 微透鏡陣列精密檢測技術方案[EB/OL]. 2025.

[7] 一種微陣列透鏡白光干涉檢測系統及方法(CN202512048643.X)[P]. 2025.

[8] 光譜學與光譜分析. 基于相關度的白光干涉信號解調算法[J]. 2023.

[9] 光學學報. 白光干涉測量系統中的相位噪聲抑制方法研究[J]. 2026.

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