DE1774028A1

DE1774028A1 - Device for the optical control of the application of thin layers

Info

Publication number: DE1774028A1
Application number: DE19681774028
Authority: DE
Inventors: Erwin Sick; Arthur Dr-Ing Walter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-03-22
Filing date: 1968-03-22
Publication date: 1971-06-24

Description

Vorrichtung zur optischen Kontrolle der Auftragung dünner Schichten Die erfindung betrifft eine Vorrichtung zur optischen Kontrolle der Auftragung dünner, eine lumineszierende Substanz enthaltender Schichten, bei der eine nur kurzwelliges Licht abstrahlende Lichtquelle zur Bestrahlung der zu kontrollierenden Schicht sowie eine nur in dem von der lumineszierenden Substanz erzeugten langwelligen Lichtwellenlängenbereich ansprechende Empfangsvorrichtung zum Empfang des von der Schicht abgestrahlten Lichtes vorgesehen sind. Device for the optical control of the application of thin layers The invention relates to a device for the optical control of the application of thin, a luminescent substance containing layers, in which only a short-wave Light emitting light source for irradiating the layer to be controlled and one only in the long-wave light wavelength range generated by the luminescent substance Responsive receiving device for receiving the light emitted by the layer are provided.

Die zunehmende Automatisierung bei Fertigungsprozessen erfordert es, daß die einzelnen Schritte eines i'ertigungsverfahrens automatisch überwacht werden, um bei entweder gar nicht oder nur unvollständig ausgeführten einzelnen Verfahrensschritten die Möglichkeit zu haben, das nicht programmäßig bearbeitete Produkt auszuscheiden oder dem Verfahrensschritt noch einmal zu unterwerfen. So ist es z. B. erwünscht, bei der häufig vorkommenden Auftragung von dünnen Schichten automatisch festzustellen, ob die Schicht wirklich aufgetragen wurde oder nicht. Beispielsweise kann es sich um die in der Verpackungsindustrie vorkommende Auftragung von Leim handeln.Increasing automation in manufacturing processes requires that the individual steps of a manufacturing process are automatically monitored, in order to either not run at all or only incompletely individual Procedural steps to have the possibility of not being processed in the program To remove the product or to subject it to the process step again. So is it z. B. desirable in the frequently occurring application of thin layers automatically determine whether the layer has actually been applied or not. For example, it can be the application that occurs in the packaging industry be about glue.

Nach der Schweizerischen Patentschrift 326 125 ist es bekannt, auf einen Spulenkörper ringförmig Schichten aufzutragen, die lumineszierende Zusätze enthalten. Diese Schichten sollen dazu dienen, beim Abwickeln der Spulen deren Leerzustand automatisch zu registrieren. Zu diesem Zweck wird die lumineszierende Schicht von einer kurzwelligen Lichtquelle bestrahlt und ihr Bild wird auf eine Empfangsvorrichtung geworfen, die lediglich in dem Lichtwellenlängenbereich anspricht, der von der lumineszierenden Schicht erzeugt wird. Im Leerzustand der Spule ist die lumineszierende Schicht freigelegt, so daß eine Anzeige durch die Empfangsvorrichtung erfolgt. Der kurzwellige Lichtwellenlängenbereicht der Lichtquelle und der langwellige Lichtwellenlängenbereich, in dem die Empfangsvorrichtung anspricht, dürfen sich dabei nicht überschneiden.According to Swiss Patent 326 125 it is known to a bobbin to apply ring-shaped layers, the luminescent additives contain. These layers are intended to ensure that the reels are empty when they are unwound register automatically. For this purpose the luminescent layer of irradiated by a short-wave light source and their image is sent to a receiving device thrown, which responds only in the light wavelength range that of the luminescent Layer is generated. When the coil is empty, the luminescent layer is exposed, so that an indication is made by the receiving device. The short-wave light wavelength range the light source and the long-wave light wavelength range in which the receiving device responds, must not overlap.

Ein Nachteil der bekannten Anordnung besteht darin, daß die Beleuchtung der zu untersuchenden Fläche und die Abbildung der zu untersuchenden Fläche auf die Empfangsvorrichtung in zwei verschiedenen Richtungen erfolgen. Dadurch wird für die Anordnung relativ viel Raum benötigt, und ferner werden dadurch bestimmte Anforderungen hinsichtlich der Zugänglichkeit der zu untersuchenden Fläche gestellt. Beispielsweise würde die Untersuchung einer am Boden einer Ausnehmung befindlichen Fläche mit der bekannten Anordnung auf Schwierigkeiten stoßen.A disadvantage of the known arrangement is that the lighting the area to be examined and the image of those to be examined Surface on the receiving device can be done in two different directions. Through this a relatively large amount of space is required for the arrangement, and also certain Requirements regarding the accessibility of the area to be examined. For example, the investigation would be at the bottom of a recess Surface with the known arrangement encounter difficulties.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung werden derartige Einschränkungen der Anwendbarkeit vermieden, und es wird eine Vorrichtung geschaffen, die ganz allgemein zur Kontrolle dünner fluoreszierender Schichten anwendbar ist.Such restrictions are imposed by the device according to the invention of applicability is avoided, and an apparatus is provided which, in general to control thin fluorescent layers is applicable.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kennzeichnet sich dadurch, daß zwischen der Lichtquelle und der Schicht ein halbdurchlässiger Spiegel zum Ausblenden eines Teils des von der Schicht abgestrahlten Lichtes vorgesehen ist und daß die Empfangsvorrichtung in dem ausgeblendeten Strahlengang angeordnet iet.The device according to the invention is characterized in that between the light source and the layer a semi-transparent mirror to hide a Part of the light emitted by the layer is provided and that the receiving device arranged in the masked beam path.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung verlaufen das die Schicht bestrahlXende Lichtbündel und das die Schicht abbildende Lichtbündel in der Nähe der Schicht in entgegengesetzt gleicher Richtung, eo daß eine raumsparende Vorrichtung entsteht, die extrem geringe Anforderungen an die Zugänglichkeit der zu untersuchenden Schicht stellt.In the device according to the invention, the irradiated layer runs Light bundle and the light bundle depicting the layer in the vicinity of the layer in opposite in the same direction, eo that a space-saving device is created, the extremely low demands on the accessibility of the layer to be examined represents.

Eine besondere erfindungsgemäße Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß der halbdurchlässige Spiegel ein dichroitischer Spiegel ist. Durch den dichroitischen Spiegel wird eine Selektion in der Richtun ewirkt, daß das von der lumineszierenden Substanz erzeugte langwellige Licht in stärkerem Maße zu der Empfangsvorrichtung reflektiert wird als das von der lumineszierenden Substanz durch Reflex-ion zurückgeworfene kurzwellige Licht. Dieee Selektionswirkung kommt dadurch zustande, daß der dichroitische Spiegel von dem von der Lichtquelle ausgehenden kurzwelligen Licht eine in bestimmter Richtung polarisierte Komponente bevorzugt zu der zu untersuchenden Schicht durchläßt und, falls Anteile dieser Komponente an der Schicht reflektiert werden, diese Anteile an dem dichroitischen Spiegel in relativ geringem Maße reflektiert werden und dafür in stärkerem Maße durch den dichroitischen Spiegel hindurch zurückverlaufen, da bekanntlich bei geringer Absorption auch eine geringe Reflexion stattfindet. Das langwellige Lumineszenzlicht ist dagegen unpolarisiert und wird daher in starkem Maße von dem dichroitischen Spiegel zu der Empfangsvorrichtung ausgeblendet.A particular embodiment according to the invention is characterized in that that the semi-transparent mirror is a dichroic mirror. Due to the dichroic Mirror will effect a selection in the direction that that of the luminescent Substance produced long-wave light to a greater extent to the receiving device is reflected than that reflected from the luminescent substance by reflection short-wave light. The selection effect comes about because the dichroic Mirror of the short-wave light emanating from the light source a certain Direction of polarized component preferably lets through to the layer to be examined and, if parts of this component are reflected on the layer, these parts are reflected at the dichroic mirror to a relatively small extent and for it run back through the dichroic mirror to a greater extent, there it is known that with low absorption there is also a low reflection. That Long-wave luminescent light, on the other hand, is unpolarized and is therefore strong Dimensions hidden from the dichroic mirror to the receiving device.

Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungabeiepieles im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung wird eine erfindungBgem§ße Vorrichtung in schematischer Weise dargestellt.The invention is illustrated in the context of an exemplary embodiment explained in more detail with the accompanying drawing. An invention is shown in the drawing Device shown in a schematic manner.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um ein Autokollimationssystem. Das von der Lichtquelle 1, z. B. einer UV-Lampe, ausgehende Licht wird durch eine Kondensorlinse 2 parallel gemacht und fällt auf das UV-Filter 3. Die von dem UV-Filter 3 durchgelassenen ultravioletten Lichtanteile durchsetzen den halbdurchlässigen Spiegel 4, der vorzugsweise ein dichroitischer Spiegel ist, und fallen auf die zu kontrollierende die Schicht tragende Unterlage 5.The embodiment shown in the drawing is it is an autocollimation system. That of the light source 1, z. B. a UV lamp, outgoing light is made parallel by a condenser lens 2 and is incident the UV filter 3. The ultraviolet light components transmitted by the UV filter 3 penetrate the semi-transparent mirror 4, which is preferably a dichroic Mirror is, and fall on the surface to be checked, the supporting layer 5.

Das Material der Schicht ist vor dem Aufbringen auf die Unterlage 5 gleichmäßig mit einem auch Aufheller genannten Luminophor vermischt worden. Der Aufheller hat die Eigenschaft, kurzwelliges Licht, das auf ihn trifft, in langwelliges umzusetzen. Der Zusatz des Aufhellers zum Material braucht nur sehr gering zu sein.The material of the layer is prior to application on the backing 5 has been mixed evenly with a luminophore also called a brightener. Of the Brightener has the property of converting short-wave light that hits it into long-wave light to implement. The addition of the brightener to the material only needs to be very small.

Der halbdurchlässige Spiegel dient dazu, das von der zu kontrollierenden Schicht zurückgeworfene Licht teilweise aus dem Strahlengang auszublenden. In dem ausgeblendeten Strahlengang befinden sich ein Rot-Filter 6, eine Sammellinse 7 und ein Lichtdetektor 8.The semitransparent mirror serves to show that of the to be controlled Layer partially fade out reflected light from the beam path. By doing hidden beam path are a red filter 6, a converging lens 7 and a light detector 8.

Bei der Bestrahlung der mit dem optischen Aufheller vermischten Schicht mit ultraviolettem Licht entsteht langwelliges Licht, das zum Teil auf den halbdurchlässigen Spiegel zurückgestrahlt wird und von dort teilweise zu dem Rot-Filter 6 gelangt. Das Rot-Filter 6 läßt nur den Rot-Anteil und die längerwelligen Lichtanteile über die Lirse 7 auf den Lichtdetektor 8 fallen. Alle kürzerwelligen Lichtanteile, z. B. gestreute oder reflektiertes UV-Licht, werden durch das Filter 6 zurückgehalten.When the layer mixed with the optical brightener is irradiated with ultraviolet light, long-wave light is produced, which is partly on the semi-transparent mirrors is reflected back and from there partially reaches the red filter 6. The red filter 6 only lets the red component and the longer-wave light components pass through the lens 7 the light detector 8 fall. All shorter-wave light components, e.g. B. scattered or reflected UV light are retained by the filter 6.

Der dichroitische Spiegel 4 sorgt in der schon beschriebenen Weise dafür, daß sich in dem ausgeblendeten Lichtbündel ein besonders hoher Anteil an langwelligem Lumineszenzlicht befindet. Von der Schicht 5 reflektiertes kurzwelliges Licht wird nämlich nur in relativ geringem Maße durch den dichroitischen Spiegel 4 ausgeblendet.The dichroic mirror 4 provides in the manner already described for the fact that there is a particularly high proportion of long-wave luminescent light is located. Short-wave reflected from the layer 5 This is because the dichroic mirror only emits light to a relatively small extent 4 hidden.

Wenn eine Schichtauftragung nicht stattgefunden hat, der Strahlengang also nicht mit dem Aufheller in Bertlhrg kommt, macht sich dies dadurch bemerkbar, daß von der Unterlage 5 lediglich die Lichtwellenlängen zurückgestrahlt werden, mit denen die Unterlage bestrahlt wurde. Das bedeutet, daß nur das von dem Filter 3 durchgelassene UV-Licht zu dem Filter 6 gelangen kann; dieses Filter ist jedoch für UV-Lichtundurchlässig, so daß kein Licht auf den Lichtdetektor gestrahlt wird und daher keine Anzeige erfolgt.If a layer has not been applied, the beam path does not come with the brightener in Bertlhrg, this is noticeable by that only the light wavelengths are reflected back from the base 5, with which the substrate was irradiated. That means that only that from the filter 3 transmitted UV light can reach the filter 6; however, this filter is opaque to UV light so that no light is shone on the light detector and therefore there is no display.

Patentansprüche : Patent claims:

Claims

Claims 1. Device for the optical control of the application thin layers containing a luminescent substance, one of which is only short-wave Light source emitting light (e.g. UV light) for irradiating the one to be controlled Layer as well as one only in the long wave produced by the luminescent substance Light wavelength range (e.g. red) responsive receiving device for receiving of the light emitted by the layer are provided, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that between the light source (1, 2, 3) and the layer (5) a semitransparent mirror (4) to hide part of the layer radiated light is provided and that the receiving device (6, 7, 8) in the masked beam path is arranged.

2. Apparatus according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c Note that the semitransparent mirror (4) is a dichroic mirror.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the light source (i, 2, 3) and the receiving device (6,7,8) Upstream filters (e.g. UV filters or red filters) to select the each desired wavelength range included. R e r s e i t e