對(duì)半導(dǎo)體器件表面粗糙度形貌的評(píng)定而言，若其精度要達(dá)到納米級(jí)，同時(shí)又要對(duì)工件外觀形狀進(jìn)行100%的全數(shù)在線檢測(cè)，則要求能滿足高速測(cè)量或采用非接觸測(cè)量。情況不同對(duì)評(píng)定要求也各不相同。對(duì)于這些不同的要求，人們提出了許多新的測(cè)量系統(tǒng)，即便如此，至今仍不能滿足廣泛應(yīng)用的要求。

本文介紹的是新型表面形貌檢測(cè)儀1500系列，它裝備有使用廣泛的差動(dòng)變壓器式的傳感器，可實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車零部件或IT行業(yè)相關(guān)零部件的高精度、高倍率、低振幅的測(cè)量。為提高測(cè)量效率，該儀器設(shè)計(jì)空間緊湊，實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)高速測(cè)量，降低了運(yùn)行成本，性能大大改善。

差動(dòng)變壓器式的觸針式表面粗糙度形貌測(cè)量?jī)x的特點(diǎn)是：①分辨率高；②價(jià)格合理；③操作使用方便；④標(biāo)準(zhǔn)化，數(shù)據(jù)庫(kù)具有很高的可行度等。從而使該儀器用于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)評(píng)定時(shí)，具有測(cè)量精度高、測(cè)量效率高和良好的操作性能。下面作一介紹。

1.系統(tǒng)的基本概念

東京精密的集成測(cè)量系統(tǒng)TIMS是一個(gè)信息化的柔性表面形貌粗糙度測(cè)量系統(tǒng)，在測(cè)量表面粗糙度和測(cè)量表面輪廓形狀時(shí)，盡管其目的各不相同，但測(cè)量所得到的數(shù)據(jù)卻相同，只需采用一定的解析程序就能得到所要求的解析結(jié)果（即可分別得到被測(cè)工件的粗糙度和輪廓形狀誤差——譯注），全部解析結(jié)果在檢查報(bào)告書上打印出來(lái)。儀器也可采用市場(chǎng)有的現(xiàn)成程序，將多個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)輸出或用數(shù)碼相機(jī)將圖象曲線記錄下來(lái)附在報(bào)告書上。因此，該儀器具有從測(cè)量、解析直到印刷這一連串操作全自動(dòng)化進(jìn)行的功能。

新理念的表面粗糙度形狀檢測(cè)儀Surfcom1500系列產(chǎn)品可同時(shí)對(duì)工件的表面粗糙度的形貌和多種微細(xì)輪廓形狀進(jìn)行分析。在表面粗糙度形狀檢測(cè)儀上附加裝上輪廓形狀檢測(cè)用傳感器，就可進(jìn)行輪廓形狀分析。這種復(fù)合系統(tǒng)再加上Y軸驅(qū)動(dòng)部件就能升級(jí)進(jìn)行一個(gè)工件的三維粗糙度形貌或多個(gè)工件的二維粗糙度形貌的連續(xù)測(cè)量，從而可根據(jù)用戶的要求，方便地構(gòu)建成相應(yīng)的柔性測(cè)量系統(tǒng)。

2．采用直線電機(jī)實(shí)現(xiàn)了表面粗糙度低的振動(dòng)測(cè)量功能

汽車零部件、機(jī)械零件表面粗糙度的平均R值，從幾微米到亞微米的情況較為多見；對(duì)高精度零部件，其Ra值從幾十納米到幾納米。

高放大倍率的測(cè)量機(jī)絕不能忽視其自身產(chǎn)生的振動(dòng)。為提高測(cè)量效率，本系統(tǒng)提高了測(cè)量速度，其振動(dòng)也成倍增大。為此該儀器采用了直線電機(jī)。直線電機(jī)為非接觸驅(qū)動(dòng)，沒有絲桿、齒輪，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，容易保證長(zhǎng)期工作的穩(wěn)定性。采用直線電機(jī)后，儀器振動(dòng)減少為不到原來(lái)的1/5，Ra值很小，僅為1nm；即使改變測(cè)量速度，其振動(dòng)也沒有多大變化。由于結(jié)構(gòu)上間隙小，使儀器響應(yīng)速度提高。采用直線電機(jī)后，可進(jìn)行高放大倍率、高速測(cè)量，提高了傳感器的響應(yīng)特性。