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Rivoluzionando il controllo di qualità dei rivestimenti ottici con sensori di alta precisione

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Mahlo GmbH introduce l'interferometria a luce bianca all'avanguardia per la misurazione precisa dello spessore dei film sottili nell'industria elettronica

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Guardare il proprio programma preferito in TV, leggere un messaggio sullo smartphone, controllare la posta elettronica sul computer portatile, guidare a destinazione in auto: tutti noi abbiamo numerose attività in cui utilizziamo uno schermo LCD. Questa tecnologia ha trasformato l'industria elettronica. Gli schermi LCD sono diventati indispensabili nella nostra vita quotidiana. Ma hanno anche un punto debole: Gli schermi LCD hanno un problema di buona visibilità quando vengono utilizzati in presenza di molta luce ambientale. La soluzione consiste nell'aumentare la luminosità e il contrasto dello schermo ben oltre i livelli normali rispetto all'uso in ambienti chiusi. In questo modo si evitano i riflessi diretti sulla superficie dello schermo. A questo scopo si utilizzano delle pellicole ottiche che vengono applicate sulla parte frontale.

Sfruttando il crescente mercato delle pellicole ottiche in Cina.

Le pellicole possono modificare le proprietà di trasmissione della luce, tra cui la proiezione, la riflessione, l'assorbimento e la dispersione della luce. I rivestimenti ottici sono utilizzati per migliorare le proprietà di trasmissione, riflessione o polarizzazione di un componente ottico. Un rivestimento antiriflesso può ridurre la riflessione su qualsiasi superficie a meno dello 0,1%. Questo garantisce la migliore qualità dell'immagine quando si lavora su un computer portatile o si guarda la TV, anche alla luce diretta del sole.

Le pellicole ottiche sono solitamente rivestite con diversi strati sottili di materiali come ossidi, metalli o metalli delle terre rare. A seconda della complessità dei prodotti, a volte sono necessarie diverse applicazioni di rivestimento per poter sfruttare appieno le loro funzioni. Tuttavia, ciò è possibile solo se tutti gli strati presentano l'esatta quantità di rivestimento richiesta. Anche lievi deviazioni dai valori di tolleranza specificati durante la produzione portano a malfunzionamenti e quindi a notevoli perdite dovute agli scarti.

La precisione è ciò che conta: La sfida del controllo dello spessore del rivestimento

Per questo motivo, in molti casi i verniciatori ricorrono alla misurazione del peso base sul nastro in corsa. Ma, soprattutto nel caso di rivestimenti molto sottili, la misurazione online rappresenta una sfida importante, poiché deve essere estremamente accurata.

Per ottenere un risultato affidabile e quindi un prodotto che soddisfi sia il produttore che il cliente, è necessario un sensore in grado di misurare lo spessore del rivestimento direttamente sul nastro in corsa con un elevato grado di precisione. Mahlo GmbH + Co. KG, un produttore tedesco di macchine con decenni di esperienza, utilizza un metodo di misurazione che soddisfa esattamente questi requisiti. La speciale tecnologia dei sensori fa parte del sistema di misurazione della qualità Qualiscan QMS, che misura e controlla parametri importanti mediante sensori trasversali mentre il nastro è in movimento.

Tecnologia innovativa del sensore: interferometria a luce bianca per una precisione di misura insuperabile.

Il sensore Optoscope WLI utilizza il metodo dell'interferometria a luce bianca. Se rivestimenti sottili trasparenti o leggermente opachi vengono irradiati con luce bianca, la luce viene parzialmente riflessa su entrambe le interfacce superiori e inferiori e si producono colori di interferenza che sono colorati come un arcobaleno, come noto dalle bolle di sapone, ad esempio. Le frequenze di questa interferenza sono una misura dello spessore dello strato e vengono determinate con un algoritmo FFT. Affinché il risultato sia determinato senza ambiguità, lo strato da misurare deve avere un indice di rifrazione diverso da quello del substrato. In queste condizioni, è possibile ottenere una precisione molto elevata, fino a 0,01 µm (10 nm).

Inoltre, il WLI riesce anche a determinare indirettamente rivestimenti estremamente sottili nell'intervallo dei nm - fino a 0,2 µm - per rivestimenti acquosi o a base di solventi su pellicola, a seconda del contenuto di solidi. Nel metodo dell'interferenza, i valori provengono direttamente dal materiale, grazie all'interazione delle riflessioni. La situazione è diversa quando si misura con raggi beta o raggi X, che possono essere utilizzati prima o dopo la verniciatura. In questo caso i valori non provengono direttamente dal materiale, ma sono calcolati in base a come la rispettiva radiazione interagisce con la massa. In altre parole, la quantità di retro-radiazione o di penetrazione che colpisce il sensore di misura. La misura diretta è una delle ragioni dell'elevata precisione di misura di strati molto sottili.

Un vantaggio per i produttori è anche la possibilità di misurare da un solo lato, che consente di risparmiare spazio durante l'installazione ed è più conveniente rispetto a un O-frame convenzionale. Inoltre, il metodo dell'interferenza della luce bianca non richiede particolari requisiti di protezione dalle radiazioni. Ciò facilita la manipolazione durante il funzionamento.