芯片研发制造过程链条漫长,很多重要工艺环节需进行精密检测以确保良率,降低生产成本。提高制造控制工艺,并通过不断研发迭代和测试,才能制造性能更优异的芯片,走向市场并逐渐应用到生活和工作的方方面面。由于芯片尺寸小,在温度循环下的应力,传统测试方法难以获取;高精度三维显微应变测量技术的发展,打破了原先在微观尺寸测量领域的限制,特别是在半导体材料、芯片结构变化细微的测量条件下,三维应变测量技术分析尤为重要。 光学非接触应变测量是一种高效、无损的应变测量方法。上海VIC-3D非接触测量装置
光学非接触应变测量是一种通过光学测量技术实现的应变测量方法,光学非接触应变测量利用光与物质相互作用时产生的光学现象(如光的反射、折射、干涉、衍射等)来间接地测量物体的变形。通过分析物体变形前后光学信号的变化,可以推导出物体的应变状态。利用全息原理记录物体的三维信息,通过比较变形前后的全息图,可以计算出物体的应变场。通过激光照射物体表面并测量反射光的振动情况,可以计算出物体的微小变形和应变。基于图像处理技术,通过比较物体变形前后两幅或多幅数字图像中特征点的位移变化,来计算物体的应变场。DIC具有全场测量、精度高、易于实现等优点。上海全场三维非接触应变测量装置光学非接触应变测量技术在材料力学、结构健康监测等领域具有普遍的应用前景。
对于复合材料的拉伸试验,可以使用试样一侧的单应变测量来测量轴向应变。然而,通过在试样的相对两侧进行测量并计算它们的平均值,可以得到更一致和准确的结果。使用平均应变测量对于压缩测试至关重要,因为两次测量之间的差异用于检查试样是否过度弯曲。通常在拉伸和压缩测试中确定泊松比需要额外测量横向应变。剪切试验时需要确定剪切应变,剪切应变可以通过测量轴向和横向应变来计算。在V型缺口剪切试验中,应变分布不均匀且集中在试样的缺口之间,为了更加准确测量这些局部应变需要使用应变仪。
使用多波长或多角度测量技术:利用多波长或多角度的光学测量技术,可以获取更多关于材料表面和结构的信息,从而更准确地测量应变。这种技术可以揭示材料内部的应变分布和层间应变差异。结合其他测量技术:将光学非接触应变测量技术与其他测量技术(如机械传感器、电子显微镜等)相结合,可以相互补充,提高测量的准确性和可靠性。例如,可以使用机械传感器来校准光学测量系统,或使用电子显微镜来观察材料微观结构的变化。进行环境控制:在测量过程中控制环境因素,如保持恒定的温度、湿度和光照条件,以减少其对测量结果的影响。此外,可以使用温度补偿算法来纠正温度引起的测量误差。全息干涉术高精度、高灵敏度,适用于材料研究和结构分析;激光散斑术简单快速,适合实时监测。
光学应变测量技术,一种高效且无损的非接触式测量方法,被普遍应用于多个领域以获取物体的应变分布信息。其工作原理基于光学干涉现象,通过***测量物体表面的光学路径差,实现对物体应变状态的准确捕捉。在物体受到外力作用时,其表面会产生微小的形变,导致光的传播路径发生改变,进而形成干涉图案。光学应变测量技术正是通过精密捕捉并分析这些干涉图案的变化,从而得出物体表面的应变分布情况。这种测量方法的优点明显,它不只可以实现无损测量,避免了对被测物体的任何损伤,而且具有极高的测量精度和灵敏度。这使得光学应变测量技术能够实时、准确地监测物体的应变状态,为深入研究材料的力学性质和结构变化提供了重要的技术手段。在结构工程领域,光学应变测量技术可用于实时监测建筑物、桥梁等大型结构的应变分布,帮助工程师及时发现潜在的安全隐患,确保结构的安全性能。在生物医学领域,这项技术可用于***测量人体组织的应变分布,为生物力学特性的研究和疾病诊断提供有力的支持。 光学非接触应变测量利用光学干涉原理,通过测量物体表面的光学路径差来获取应变信息。上海VIC-2D非接触应变测量系统
光学非接触应变测量利用全息干涉术和激光散斑术,通过光的干涉和散斑图案分析物体表面应变。上海VIC-3D非接触测量装置
典型系统介绍——PMLABDIC-3D非接触式三维应变光学测量系统:该系统由中国科学技术大学与东南大学共同开发,采用非接触式光学测量方法,可准确测量物体的空间三维坐标以及位移和应变等数据。该系统利用数字图像处理基本原理,通过数字镜头采集图像,拍摄试件变形前后表面形貌特征,识别被测物体表面结构,然后通过三维重建以及数字图像相关性运算得出图像各像素的对应坐标。上海VIC-Gauge3D视频引伸计测量装置:该装置也是一种光学非接触应变测量设备,广泛应用于高温环境下的应变测量。通过比对已知应变的标准样品,实现对设备的准确校准,具有非接触、实时监测等优点。 上海VIC-3D非接触测量装置
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