半導体ウェーハの光学計測、磁気光学イメージング、量子光学測定、微小磁性部品の AOI 検査などの非磁性光学検査アプリケーションでは、磁気干渉が目に見えないエラー源として機能し、見落とされがちです。-基材の残留磁気や透磁率が弱い場合でも、光路近くの局所的な磁場分布が変化し、磁気感応性の光学素子が乱され、スポット プロファイルが歪み、検査読み取り値がドリフトし、さらには精密測定が無効になる可能性があります。{3}}多くのプロジェクトは、初期段階では平坦性と熱安定性にのみ重点を置き、ベースの磁気特性を無視しています。磁気干渉は装置の試運転中にのみ発見されるため、非常に高額な再作業コストがかかります。 UNPARALLELED Group は、非磁性光学機器プロジェクトをサポートしてきた豊富な経験に基づいて、さまざまな基板の長所と短所を比較し、非磁性光学環境向けの材料選択ロジックを整理しています。-
1. 非磁性シナリオの主要な選択基準: 「磁石に魅力的ではない」だけではない-
多くのエンジニアは、材料が磁石を引きつけなければ非磁性であると単純に考えています。{0}ただし、非磁性光学検査では、ベース基板に対してはるかに厳しい要件が課されます。-非磁性光学ステージベースに適した材料は、次の 4 つの基準を同時に満たす必要があります。-
低透磁率 & ゼロ残留磁気: 本質的に非磁性。-機械加工やラッピング中に磁性が入りません。長期間使用しても磁化が蓄積されません。-
超精密な機械加工性: 光学モジュールやセンサーに適合するように製造されたスロットと取り付け穴を備えた、ミクロンからナノレベルの基準平面も作成できます。-
環境安定性: 低い熱変形と耐クリープ性。温度や湿度が変化しても寸法変動を最小限に抑え、光路の歪みを防ぎます。
低浸出とクリーンルームへの適合性: 高密度の材料構造、粒子の脱落がなく、クリーンな作業場での化学媒体に対する耐性があり、塵のない光学検査ステーションに適しています。{0}}
通常のオーステナイト系ステンレス鋼は一般に非磁性金属とみなされますが、CNC 切断や重研削後にその表面は金属組織学的変化を受け、除去が難しい局所的なかすかな残留磁気が発生します。{0}したがって、高感度の磁気光学検査には適していません。{2}アルミニウム合金は非磁性ですが、熱膨張係数が高いのが特徴です。-温度変化によって生じる熱変形は光学ベンチマークを損なうため、低精度の用途にのみ採用されます。-
2. さまざまなグレードの非磁性光学検査用の主流基板の比較-
2.1 UNPARALLELED® Black Granite (高感度非磁性光学シナリオに推奨-)
天然の黒御影石は、固有の磁気特性を持たない鉱物の集合体です。特別に選別された非磁性バッチには、強磁性鉱物がほとんど含まれません。-機械加工や手作業によるラッピング中に磁化が発生しないため、金属加工に伴う残留磁気のリスクが排除されます。
優れた非磁性性能に加え、高密度花崗岩は低い熱膨張係数と優れた減衰能力を備え、光学検査面に伝わる地面の微振動を抑制します。-化学的に不活性なため、クリーンルーム内での酸化や不純物の放出が防止され、半導体および磁気光学イメージングの厳しい要件を満たします。{4}}統合エアベアリングガイドウェイと光モジュール基準取り付け面を備えた大型統合ベースを製造できます。強磁性不純物が極めて少ない原石を選択することが重要です。一部の低価格の石には鉄を含む鉱物が含まれており、弱い磁気リスクを伴います。- UNPARALLELED は原石ストックに対して磁気スクリーニングを実施し、不適格なブランクを排除します。
2.2 精密セラミック（中型および小型の非磁性光モジュール用のベース）-
精密セラミックは非磁性で、緻密で細孔がなく、高い剛性と優れた熱安定性を備えています。{0}{1}{1}その表面は超高精度でラッピングできるため、小型光学検査プローブや小型磁気光学測定モジュールに最適です。-大きなワークピースの成形が難しく、コストが比較的高いため、2メートルを超える光学ステージには適用できないという制限があります。
2.3 鉱物鋳造（中程度の精度と非磁性要件を備えた大荷重装置フレーム-）
鉱物鋳造は、樹脂と鉱物骨材を硬化させることによって形成され、全体的な非磁性特性と優れた振動減衰を特徴としています。-複雑な内部空洞を鋳造中に直接形成できるため、その後の機械加工が軽減されます。ナノ-スケールの平坦度の上限は花崗岩よりも劣ります。これは、磁気光学干渉法などの高精度の光学ベンチマークではなく、磁気制御を必要とするがナノ-レベルの基準面は必要としない大型の機器フレームに適しています。-
2.4 UHPC 超高性能コンクリート (低コストの大型フレーム、非参照面)-
UHPC は非磁性であるため、外部耐荷重装置のフレームに使用できますが、直接光学基準テーブルトップとして使用することはお勧めできません。{0}{1}その表面はナノ平坦度まで研磨することがほとんどできず、微細な塵が飛散する傾向があるため、光路から遠く離れた耐荷重構造にのみ適用されます。-
3. 見逃しがちな--素材の選択以外のサポート詳細
正しいベース基板を使用していても、マッチングコンポーネントが不適切に選択されていると、依然として磁気干渉が発生する可能性があります。完全な非磁性の光学ステージ システムには、統一された磁気管理が必要です。すべての固定ネジ、位置決めピン、およびレベリング サポートは非磁性の留め具である必要があります。-鉄片が石の細孔に埋め込まれ、局所的な磁気スポットが形成されるのを防ぐために、機械加工ツールや研磨剤は、強磁性材料がベースの作業面に接触するのを避ける必要があります。
UNPARALLELEDでは、機械加工後、従来の平面度検査や寸法検査に加え、透磁率のサンプリング検査を追加します。完成した作業面上で多点磁場スキャンが実行され、局所的な磁化領域がないことが確認されます。完成品は、強磁性粉塵がベース表面に付着するのを防ぐため、恒温、恒湿、粉塵のない作業場で洗浄され、組み立てられます。-
4. 用途別クイック材料選択ガイド
磁気光学検査、量子光学、半導体ウェーハ光学計測、高-磁気感応性-AOI: UNPARALLELED® スクリーン付き黒御影石ベースが第一選択です。
小型精密光プローブ、小型磁気測定モジュール：精密セラミック基板。
大きな負荷の装置フレーム、-中程度の平面度要件を備えた非磁性検査装置: 鉱物鋳造。
外部耐荷重-機器のフレームが光学基準から離れている: UHPC。