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Revolucionar el control de calidad de los revestimientos ópticos con sensores de alta precisión

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Mahlo GmbH introduce la interferometría de luz blanca de última generación para la medición precisa del espesor de películas finas en la industria electrónica

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Ver su programa favorito en el televisor, leer un mensaje en el smartphone, consultar el correo electrónico en el portátil, guiarse hasta el destino en el coche... todos realizamos numerosas actividades en las que utilizamos una pantalla LCD. Esta tecnología ha transformado la industria electrónica. Las pantallas LCD se han vuelto indispensables en nuestra vida cotidiana. Pero también tienen un punto débil: Las pantallas LCD tienen problemas de visibilidad cuando se utilizan con mucha luz ambiental. La solución es aumentar el brillo y el contraste de la pantalla muy por encima de los niveles normales de uso en interiores. Así se evitan los reflejos directos en la superficie de la pantalla. Esto se hace con películas ópticas que se aplican en la parte frontal.

Aprovechar el creciente mercado de las películas ópticas en China.

Las películas pueden modificar las propiedades de transmisión de la luz, incluidas la proyección, reflexión, absorción y dispersión de la luz. Los revestimientos ópticos se utilizan para mejorar las propiedades de transmisión, reflexión o polarización de un componente óptico. Un revestimiento antirreflectante puede reducir la reflexión en cualquier superficie a menos del 0,1%. Esto garantiza la mejor calidad de imagen cuando se trabaja con un portátil o se ve la televisión, incluso con luz solar directa.

Las películas ópticas suelen recubrirse con varias capas finas de materiales como óxidos, metales o metales de tierras raras. Dependiendo de la complejidad de los productos, a veces son necesarias varias aplicaciones de revestimiento diferentes para que puedan explotar toda su función. Sin embargo, esto sólo es posible si todas las capas tienen la cantidad exacta de recubrimiento requerida. Incluso ligeras desviaciones de los valores de tolerancia especificados durante la producción provocan fallos de funcionamiento y, por tanto, pérdidas considerables por rechazos.

La precisión es lo que cuenta: El reto del control del espesor del revestimiento

Por eso, en muchos casos, los recubridores recurren a la medición del peso base en la banda en marcha. Pero, sobre todo en el caso de revestimientos muy finos, la medición en línea supone un gran reto, ya que debe ser extremadamente precisa.

Para obtener un resultado fiable y, por tanto, un producto que satisfaga tanto al fabricante como al cliente, se necesita un sensor capaz de medir el espesor del revestimiento directamente en la banda en funcionamiento con un alto grado de precisión. Mahlo GmbH + Co. KG, fabricante alemán de maquinaria con décadas de experiencia, utiliza un método de medición que cumple exactamente estos requisitos. La tecnología especial de sensores forma parte del sistema de medición de calidad Qualiscan QMS, que mide y controla parámetros importantes mediante sensores transversales mientras la banda está en marcha.

Innovadora tecnología de sensores: interferometría de luz blanca para una precisión de medición insuperable.

El sensor Optoscope WLI mencionado utiliza el método de interferometría de luz blanca. Si se irradian revestimientos finos transparentes o ligeramente opacos con luz blanca, la luz se refleja parcialmente en las interfaces superior e inferior y se producen colores de interferencia tan vistosos como un arco iris, tal como se conoce, por ejemplo, en las pompas de jabón. Las frecuencias de esta interferencia son una medida del grosor de la capa y se determinan mediante un algoritmo FFT. Para que el resultado se determine de forma inequívoca, la capa que se va a medir debe tener un índice de refracción diferente al de la capa del sustrato. En estas condiciones, puede alcanzarse una precisión muy elevada, de hasta 0,01 µm (10 nm).

Además, el WLI también consigue determinar indirectamente recubrimientos extremadamente finos en el rango de los nm -hasta 0,2 µm- para recubrimientos acuosos o basados en disolventes sobre película, dependiendo del contenido en sólidos. En el método de interferencia, los valores proceden directamente del material, debido a la interacción de las reflexiones. La situación es diferente cuando se mide con rayos beta o X, que pueden utilizarse antes o después del recubrimiento. En este caso, los valores no proceden directamente del material, sino que se calculan a partir de cómo interactúa la radiación respectiva con la masa. En otras palabras, cuánta radiación posterior o penetración alcanza el sensor de medición. La medición directa es una de las razones de la alta precisión de medición de capas muy finas.

Una ventaja para los fabricantes es también la posibilidad de medición unilateral, que ahorra espacio durante la instalación y es más rentable que un marco en O convencional. Además, el método de interferencia de luz blanca no requiere ningún requisito especial de protección contra la radiación. Esto facilita la manipulación durante el funcionamiento.