출하 전 사파이어 윈도우에 대한 일반적인 검사 방법

사파이어 창 광학 기기, 반도체 장비, 레이저 시스템, 압력 용기, 항공우주용 센서 등 광학적 투명성과 기계적 내구성이 모두 요구되는 다양한 분야에 사용됩니다.

출하 전에 사파이어 창을 검사하여 그 치수, 표면 상태, 광학적 성능 및 포장이 고객의 도면 및 구매 사양을 준수하는지 확인해야 합니다.

이 검사는 단순히 창이 투명한지, 육안으로 보이는 균열이 없는지만 확인하는 것보다 훨씬 더 복잡합니다. 사파이어 창은 육안으로는 정상으로 보일 수 있지만, 실제로는 두께 편차, 표면 형상 오차, 쐐기 현상, 코팅 불균일성 또는 미세한 오염이 있을 수 있습니다.

완전한 품질 관리 절차에는 다음이 포함될 수 있습니다:

• 재료 및 결정 방향 검증
• 육안 검사
• 치수 측정
• 두께 및 총 두께 편차 측정
• 표면 품질 검사
• 평탄도 및 투과 파면 측정
• 병렬 검사 또는 웨지 검사
• 표면 거칠기 측정
• 광 전송 테스트
• 도장 검사
• 모서리 및 모따기 검사
• 청결도 확인
• 최종 문서화 및 포장 검사

구체적인 검사 계획은 사파이어 창이 수행하는 기능과 고객이 지정한 공차에 따라 달라집니다.

1. 선적 전 검사가 중요한 이유

사파이어는 높은 경도, 내화학성, 열적 안정성 및 기계적 강도로 잘 알려져 있습니다. 그러나 이러한 재료적 장점이 있다고 해서 완성된 창이 광학 시스템에서 반드시 정상적으로 작동한다는 보장은 없습니다.

크리스탈 절단, 연마, 래핑, 광택 처리, 세정 및 코팅과 같은 제조 공정에서는 치수적 또는 광학적 편차가 발생할 수 있습니다.

일반적인 위험 요소로는 다음이 있습니다:

• 직경 또는 외형 치수가 부정확함
• 과도한 두께 편차
• 표면의 긁힘이나 움푹 패인 자국
• 엣지 칩
• 표면 평탄도가 불량함
• 과도한 웨지
• 표면 거칠기가 크다
• 내부 함입물
• 도장 결함
• 입자 오염
• 포장 손상

선적 전 검사는 제품이 고객에게 전달되기 전에 이러한 문제점을 파악하기 위한 것입니다.

일반 산업용 창문의 경우, 검사는 육안 검사 및 기본적인 치수 측정에 의존할 수 있습니다. 레이저 등급 또는 간섭계용 부품의 경우, 이 과정에는 교정된 간섭계, 분광광도계, 표면 프로파일러 및 상세한 검사 보고서가 필요할 수 있습니다.

2. 도면 및 사양서 검토

검사는 고객의 도면, 구매 주문서 및 기술 사양서를 검토하는 것부터 시작해야 합니다.

검사관은 다음 사항을 확인해야 합니다:

• 재료 등급
• 사파이어의 결정 방향
• 창문 모양
• 지름, 길이, 너비
• 두께 및 두께 공차
• 유효 구경
• 표면 품질 요건
• 평탄도 요구 사항
• 병렬 처리 또는 웨지 요구 사항
• 표면 거칠기
• 가장자리 처리
• 광학 코팅
• 전송 파장
• 검사 기준
• 필수 제출 서류 또는 증명서

측정 방법이 명확하게 정의되지 않으면 일부 사양에 대해 서로 다른 해석이 나올 수 있으므로, 이 단계는 중요합니다.

예를 들어, 도면에는 시험 파장, 유효 개구부 또는 해당 값이 표면 편차인지 파면 오차인지에 대한 명시 없이 λ/4 평탄도가 명시되어 있을 수 있다.

마찬가지로, 긁힘-파손 값은 적용 가능한 검사 체계를 명시해야 합니다. ISO 10110-7은 국소적 결함, 긴 긁힘 및 모서리 파손을 포함하여, 정의된 시험 영역 내에서 허용 가능한 표면 결함이 어떻게 표시되는지를 규정하고 있습니다.

검사 결과는 “양호한” 사파이어 창이 어떤 것인지에 대한 일반적인 개념이 아니라, 반드시 합의된 도면을 기준으로 평가되어야 합니다.

3. 육안 표면 검사

육안 검사는 일반적으로 품질 관리의 첫 단계 중 하나입니다.

사파이어 창은 제어된 조명 하에서 검사하여 다음과 같은 육안으로 확인 가능한 결함을 식별합니다:

• 흠집
• 발굴
• 피트
• 균열
• 칩
• 연마 자국
• 얼룩
• 잔류물
• 지문
• 코팅 결함
• 이물질

검사 조건에는 어두운 배경, 방향성 조명, 배율 및 정해진 관찰 거리가 포함될 수 있습니다.

검사 담당자는 전체 광학 개구부를 평가하는 동시에, 기능적 유효 개구부 내부 또는 외부에 결함이 있는지 확인해야 합니다.

외곽 가장자리 근처의 작은 결함은 광학 경로에 영향을 미치지 않을 수 있지만, 투과 개구부 중앙에 있는 동일한 결함은 허용되지 않을 수 있습니다.

또한 육안 검사를 통해 표면 오염과 영구적인 손상을 구분해야 합니다. 세척 잔여물로 인해 생긴 자국은 재세척 후 사라질 수 있는 반면, 연마로 인한 흠집은 표면에 영구적으로 남게 됩니다.

4. 긁기·파기 검사

스크래치-디그 검사는 국부적인 표면 결함을 평가합니다.

일반적인 광학 표기법에서 60-40이나 20-10과 같은 사양은 허용되는 흠집 및 파임의 품질 수준을 나타냅니다. 수치가 낮을수록 일반적으로 표면 품질에 대한 요구 사항이 더 엄격함을 의미합니다.

일반적인 적용 수준은 다음과 같습니다:

스크래치-디그 레벨	일반 신청
80-50	상업용 방범 창문
60-40	일반 산업용 광학
40-20	정밀 영상 시스템
20-10	레이저 및 과학 광학
10-5	고정밀 광학 시스템

스크래치-디그 검사는 표면 거칠기 측정과 혼동해서는 안 됩니다.

스크래치-디그(Scratch-dig)는 개별적으로 눈에 띄는 결함을 평가하는 반면, 거칠기(roughness)는 측정된 영역 전체에 걸친 미세한 표면 질감을 평가합니다.

ISO 10110-7은 광학 도면에 표면 결함을 표시하는 방법을 다루고 있으며, ISO 14997은 이러한 결함을 평가하기 위한 실용적인 방법을 설명하고 있다.

코팅 처리된 사파이어 창문의 경우, 검사 시 코팅 표면의 흠집, 핀홀, 얼룩 및 국부적인 접착 결함도 반드시 확인해야 합니다.

5. 치수 검사

치수 검사는 사파이어 윈도우의 실제 형상이 도면과 일치하는지 확인합니다.

일반적인 측정 항목은 다음과 같습니다:

• 외경
• 길이 및 너비
• 모서리 반경
• 구멍 직경
• 슬롯 치수
• 단계 치수
• 모따기 폭
• 경사각
• 두께
• 모서리 두께
• 드릴링 또는 기계 가공된 부위의 위치

허용 오차에 따라 검사원은 다음 중 하나를 사용할 수 있습니다:

• 디지털 캘리퍼스
• 외부 마이크로미터
• 높이 측정기
• 공구 현미경
• 광학 비교기
• 좌표 측정기
• 비접촉식 비전 측정 시스템

접촉 측정은 신중하게 수행해야 합니다. 사파이어는 긁힘에 매우 강하지만, 측정 도구에서 가해지는 국부적인 힘으로 인해 얇은 가장자리나 코팅된 표면이 손상될 수 있습니다.

정밀 부품의 경우, 측정 장비는 교정을 마쳐야 하며 요구되는 불확실도에 적합해야 합니다.

6. 두께 측정

두께는 기계적 강도, 광학 경로 길이, 조립 시 맞물림 및 내압성에 영향을 미치기 때문에 매우 중요한 매개변수입니다.

두께는 다음 방법을 사용하여 측정할 수 있습니다:

• 기계식 마이크로미터
• 디지털 두께 측정기
• 비접촉식 광학 계측기
• 간섭계식 두께 측정 시스템

측정은 일반적으로 한 지점이 아니라 여러 지점에서 수행해야 합니다.

원형 사파이어 창문의 경우, 점검 항목은 다음과 같을 수 있습니다:

• 중앙
• 중간 반경 주변의 4개 이상의 점
• 사용 가능한 가장자리 근처의 위치

이 측정 방식은 창문의 두께가 균일한지, 아니면 쐐기 모양의 단면을 띠고 있는지 파악하는 데 도움이 됩니다.

특히 얇은 창문의 경우, 측정력을 적절히 조절해야 합니다. 과도한 힘을 가하면 부품이 휘어질 수 있으며, 이로 인해 측정값이 부정확해질 수 있습니다.

7. 총 두께 편차

일반적으로 TTV로 약칭되는 총 두께 편차는, 지정된 영역 전체에서 측정된 최대 두께와 최소 두께 간의 차이를 말합니다.

TTV는 다음과 같이 표현할 수 있습니다:

TTV = 최대 두께 − 최소 두께

낮은 TTV는 다음과 같은 응용 분야에서 중요합니다:

• 광학 이미징
• 반도체 장비
• 정밀 센서 어셈블리
• 접합된 광학 스택
• 간섭계 시스템
• 엄격한 병렬 처리가 필요한 Windows

사파이어 창은 명목 두께 공차를 충족하더라도 TTV 요건을 충족하지 못할 수 있습니다.

예를 들어, 모든 측정값이 허용되는 전체 두께 범위 내에 들어갈 수는 있지만, 양쪽 면 간의 차이가 여전히 너무 클 수 있습니다.

TTV는 요구되는 정밀도에 따라 기계식 매핑 시스템, 정전용량식 측정기 또는 광학 간섭계 방법을 사용하여 측정할 수 있습니다.

8. 직경, 형상 및 윤곽 검사

원형 창문의 경우, 검사관은 다음 사항을 확인해야 합니다:

• 공칭 직경
• 직경 공차
• 둥글기
• 경계 조건
• 모따기 일관성

직사각형 또는 특수한 형태의 창문의 경우, 추가 점검 항목에는 다음이 포함될 수 있습니다:

• 길이 및 너비
• 직각성
• 평행한 변의 치수
• 모서리 반경
• 프로필 정확도
• 홀 위치

명목 치수가 정확한 창문이라도 원형도가 나쁘거나 모서리 형상이 부정확하면 조립에 문제가 발생할 수 있습니다.

비전 측정 시스템은 측정된 윤곽을 CAD 데이터와 비교할 수 있기 때문에 불규칙한 형상의 측정 시 유용합니다.

9. 모서리 및 모따기 검사

사파이어 창문의 가장자리는 균열이 손상된 가장자리에서 시작되는 경우가 많기 때문에 기계적 측면에서 중요합니다.

가장자리 검사에서는 다음 사항을 확인해야 합니다:

• 칩
• 미세 균열
• 날카로운 모서리
• 고르지 않은 모따기
• 연마 자국
• 국소적 골절
• 가장자리 연마 미완료

모따기 또는 베벨 처리는 절단 및 연마 과정에서 생기는 깨지기 쉬운 날카로운 모서리를 제거하는 데 도움이 됩니다.

검사관은 다음 사항을 확인할 수 있다:

• 모따기 폭
• 모따기 각도
• 주변부의 균일성
• 허용되는 최대 에지 칩 크기
• 칩이 투과 개구부로 들어가는지 여부

광 투과율에 큰 영향을 미치지 않는 가장자리 결함이라도 기계적 강도를 저하시킬 수 있습니다. 이는 특히 압력 창, 진공 관찰창 및 압축 마운트에 장착된 부품의 경우 더욱 중요합니다.

10. 표면 평탄도 검사

평탄도는 광학 표면이 이상적인 평면으로부터 얼마나 벗어나 있는지를 나타냅니다.

물리적 단위나 파장의 분수 등을 사용하여 지정할 수 있으며, 예를 들면 다음과 같습니다:

• 1λ
• λ/2
• λ/4
• λ/10

적용되는 기준 파장과 측정 개구부를 명시해야 합니다.

ISO 10110-5는 광학 도면에 표면 형상 공차를 표시하는 규칙을 규정하고 있습니다.

평탄도는 일반적으로 광학 간섭계를 사용하여 측정합니다. 사파이어 표면을 교정된 기준 표면과 비교한 뒤, 그 결과로 나타나는 간섭 패턴을 분석합니다.

최신 위상 변이 간섭계는 다음과 같은 내용을 보여주는 전체 표면 지도를 생성할 수 있습니다:

• 정점-저점 편차
• RMS 표면 오차
• 전력
• 부정규성
• 난시
• 국부적 표면 변형

NIST는 정밀 평탄도 측정을 위한 표준 평면체와의 직접 간섭계 비교 방법과 3개 평면체를 이용한 교정 방법을 설명하고 있다.

크거나 얇은 사파이어 창을 측정할 때 지지 방식은 특히 중요합니다. 중력, 가장자리 클램핑 또는 고정 장치의 압력으로 인해 부품이 변형되어 측정된 표면 형상이 달라질 수 있습니다. NIST의 연구에 따르면, 장착으로 인한 변형과 중력에 의한 처짐이 평탄도 측정 결과의 정밀도에 상당한 영향을 미칠 수 있는 것으로 나타났습니다.

11. 평행도 및 웨지 검사

평행도는 전방 광학면과 후방 광학면 사이의 각도적 관계를 나타냅니다.

두 표면이 평행하지 않은 경우, 창에는 쐐기 모양의 부분이 표시됩니다.

병렬 처리는 다음에서 지정할 수 있습니다:

• 분각
• 호각
• 밀리라디안
• 마이크로라디안
• 두께 편차

쐐기가 과도하면 다음과 같은 문제가 발생할 수 있습니다:

• 빔 편차
• 이미지 변위
• 이중 반사
• 광학 정렬 오차
• 광학 경로 길이의 불균형

검사 방법에는 다음이 포함됩니다:

• 다점 두께 측정
• 오토콜리메이터 시험
• 간섭계 측정
• 레이저 빔 편향 시험

오토콜리메이터는 전방 및 후방 표면에서 반사되는 빛을 관측할 수 있습니다. 이후 반사된 상들 사이의 각도 차이를 이용하여 표면 간의 관계를 파악할 수 있습니다.

레이저 윈도우의 경우, 반사광 간의 원치 않는 간섭을 방지하기 위해 의도적으로 쐐기 모양을 적용하도록 지정되는 경우가 있습니다. 따라서 검사자는 표면이 항상 완벽하게 평행해야 한다고 가정해서는 안 됩니다.

12. 투과 파면 검사

표면 평탄도는 개별 표면의 형상을 측정하는 반면, 투과 파면 검사는 사파이어 윈도우 전체가 미치는 복합적인 광학적 효과를 평가합니다.

전파 파면 오차는 다음의 원인으로 발생할 수 있습니다:

• 전면 변형
• 후면 변형
• 두께 편차
• 결정 내 불균일성
• 웨지
• 잔류 응력
• 마운팅 변형

검사 과정에서 기준 빔이 사파이어 창을 통과하며, 투과된 파면이 기준 파면과 비교됩니다.

이 검사는 특히 다음의 경우 중요합니다:

• 고해상도 영상 촬영
• 간섭계법
• 레이저 빔 전달
• 광학 계측
• 정밀 감지

사파이어 창은 개별 표면 평탄도가 허용 기준을 충족하더라도, 투과된 파면의 왜곡이 허용 기준을 초과할 수 있습니다.

따라서 요구 사항이 까다로운 응용 분야에서는 표면 평탄도와 투과 파면 오차를 모두 명시할 수 있습니다.

13. 표면 거칠기 측정

표면 거칠기는 연마 후에도 남아 있는 미세한 변동을 나타냅니다.

일반적인 매개변수에는 다음이 포함됩니다:

• 라
• Rq
• RMS 거칠기
• 봉우리에서 골짜기까지의 높이

측정 방법에는 다음이 포함될 수 있습니다:

• 스타일러스 프로파일로메트리
• 원자력 현미경
• 백색광 간섭계
• 일관성 스캐닝 간섭계
• 광학 프로파일 측정법

NIST는 코히어런스 스캐닝 간섭계를 광경로 스캔 중에 간섭 무늬의 위치를 특정하는 표면 형상 측정 방법으로 정의하고 있다.

표면 거칠기는 다음 사항에 영향을 미칩니다:

• 광산란
• 레이저 내성
• 도막 접착력
• 단파장 투과
• 이미지 명암비
• 청소 행동

스크래치-디그 검사를 통과한 표면이라도 미세한 표면 거칠기가 여전히 과도할 수 있습니다.

자외선, 레이저 또는 산란이 적은 용도의 경우, 표면이 육안상으로는 완벽해 보일지라도 표면 거칠기를 별도로 측정해야 할 수도 있습니다.

14. 광 전송 시험

투과도 테스트는 요구되는 파장 범위에서 사파이어 창을 통과하는 빛의 양을 확인합니다.

분광광도계는 장비 구성 및 사파이어 등급에 따라 자외선부터 가시광선 또는 적외선 파장 범위에 이르는 투과율을 측정하는 데 일반적으로 사용됩니다.

이 검사는 다음을 확인할 수 있습니다:

• 전파 감소
• 예상치 못한 흡수
• 부적절한 코팅 성능
• 재료 오염
• 두께에 따른 광 손실
• 스펙트럼 불균일성

전송 특성은 실제 적용 대역에 따라 측정해야 합니다.

자외선이나 적외선 용도로 설계된 창문의 경우, 가시광선 측정만으로는 충분하지 않습니다.

코팅된 창문의 경우, 측정된 투과율은 다음 요소들의 복합적인 영향을 나타냅니다:

• 사파이어 흡수
• 표면 반사
• 도장 성능
• 창문 두께
• 결정 방향
• 입사각

15. 반사 방지 코팅 검사

많은 사파이어 창에는 반사를 줄이고 투과율을 높이기 위해 반사 방지 코팅이 적용되어 제공됩니다.

도장 검사에는 다음이 포함될 수 있습니다:

• 육안 검사
• 분광 투과율 측정
• 분광 반사 측정
• 도막 균일도 평가
• 접착력 시험
• 환경 내구성 시험

시각적으로 확인되는 코팅 결함에는 다음이 포함될 수 있습니다:

• 핀홀
• 얼룩
• 색상 불균일
• 가장자리 결함
• 흠집
• 각질 제거
• 구름 양
• 오염

AR 코팅의 겉보기 색상은 시야각과 조명 조건에 따라 달라질 수 있습니다. 눈에 띄는 색상 차이가 있다고 해서 반드시 코팅이 규격 범위를 벗어난 것은 아닙니다.

스펙트럼 측정은 지정된 파장 범위 전반에 걸쳐 광학적 성능을 직접 평가하기 때문에 더 신뢰할 수 있습니다.

중요한 주문의 경우, 균일성을 확인하기 위해 클리어 어퍼처 전역의 여러 지점에서 코팅 검사를 실시할 수 있습니다.

16. 결정 방향 확인

사파이어는 결정 방향에 따라 광학적 및 물리적 특성이 달라지는 단결정 물질입니다.

일반적인 방향으로는 다음과 같은 것들이 있습니다:

• C-평면
• A-평면
• R-평면
• M-평면
• 사용자 지정 비축 방향

오리엔테이션은 다음 사항에 영향을 미칠 수 있습니다:

• 복굴절
• 기계적 거동
• 열팽창
• 가공 특성
• 광학 편광 응답

결정 배향은 다음 방법을 사용하여 확인할 수 있습니다:

• X선 회절
• 라우 회절
• 방향 기준점
• 공급업체의 결정 성장 기록

일반적인 보호용 창문의 경우, 방향이 항상 중요한 요소는 아닐 수 있습니다. 그러나 편광 광학 시스템, 반도체 장비 및 특수 과학 기기의 경우, 방향이 잘못되면 성능에 영향을 미칠 수 있습니다.

따라서 도면에 방향 확인 사항이 명시되어 있는 경우에는 이를 반드시 포함해야 합니다.

17. 내부 결함 검사

고품질 합성 사파이어는 투명도가 매우 높지만, 내부 결함이 발생할 수도 있습니다.

내부 기능으로는 다음이 포함될 수 있습니다:

• 거품
• 포함 사항
• 성장선
• 색상 중심
• 국지적 연무
• 내부 응력
• 결정 결함

검사는 다음을 이용하여 수행할 수 있습니다:

• 투과광 검사
• 암시야 조명
• 편광 검사
• 광학 현미경
• 레이저 산란
• 이미징 시스템

편광 검사는 일반 조명 하에서는 확인하기 어려운 내부 응력 패턴이나 결정과 관련된 광학적 현상을 밝혀낼 수 있습니다.

수락 기준은 정상적인 결정 특성과 의도된 광학적 기능에 영향을 미치는 결함을 구분해야 한다.

18. 복굴절 및 응력 검사

사파이어는 결정 구조 때문에 자연적으로 복굴절성을 띱니다.

본질적인 복굴절 외에도, 가공, 코팅 또는 장착 시 발생하는 응력으로 인해 추가적인 광학적 지연이 발생할 수 있습니다.

응력 검사에서는 교차 편광판을 사용하여 불균일한 패턴을 드러낼 수 있습니다.

이번 점검은 특히 다음 대상에 해당됩니다:

• 편광 감응형 광학 시스템
• 레이저 애플리케이션
• 정밀 영상
• 접합 사파이어 어셈블리
• 높은 기계적 하중이 가해지는 윈도우

응력 분포가 있다고 해서 반드시 결함이 발생하는 것은 아니지만, 가장자리나 장착 지점 근처에 국부적으로 강한 응력이 집중되어 있다면 균열이나 광학적 왜곡의 위험이 있을 수 있습니다.

19. 청결도 및 입자 검사

기술적 규격을 충족하는 사파이어 창이라도 먼지, 기름, 지문 또는 포장 잔여물이 묻은 상태로 고객에게 전달될 경우 불량으로 판정될 수 있습니다.

최종 청소에는 다음이 포함될 수 있습니다:

• 여과된 용매
• 초음파 세척
• 탈이온수 헹굼
• 비접촉식 건조
• 클린룸 세정
• 이온화된 공기

청소 후에는 창문을 점검하여 다음 사항을 확인해야 합니다:

• 입자
• 섬유
• 워터마크
• 용매 잔류물
• 지문
• 접착제 오염
• 포장 잔해물

적절한 청결도는 용도에 따라 다릅니다.

반도체, 진공 및 레이저 부품은 일반적으로 일반 보호 커버보다 더 엄격한 입자 관리가 필요합니다.

세척한 창문은 반드시 적절한 장갑을 착용하거나 비접촉식 도구를 사용하여만 취급해야 합니다. 광학 표면과의 직접적인 접촉은 피해야 합니다.

20. 기계 및 환경 시험

일부 사파이어 창은 일반적인 치수 및 광학 검사 외에도 추가적인 검사가 필요합니다.

가능한 검사 항목은 다음과 같습니다:

• 압력 시험
• 진공 누출 검사
• 열 사이클링
• 온도 노출
• 습도 시험
• 기계적 충격
• 진동 시험
• 코팅 접착력 테스트
• 내화학성 시험

이러한 시험은 일반적으로 사파이어 창이 완성된 조립체의 일부인 경우나 고객의 요청이 있을 때 수행됩니다.

금속 하우징에 장착된 사파이어 뷰포트는 모든 광학 검사에서는 합격할 수 있지만, 압력을 받았을 때 밀봉 부위에서 누수가 발생하거나 열 사이클링 과정에서 조립체에 응력이 발생하면 불합격될 수 있습니다.

21. 표본 검사 및 전수 검사

모든 생산 지시서에서 모든 부품의 모든 치수를 측정해야 하는 것은 아닙니다.

검사 전략에는 다음이 포함될 수 있습니다:

종합 점검

모든 사파이어 창은 지정된 사양에 따라 검사를 거칩니다.

이 기능은 주로 다음과 같은 용도로 사용됩니다:

• 소량
• 공차 범위가 좁은 부품
• 레이저용 창
• 항공우주 부품
• 고가치 맞춤형 제품

표본 검사

정해진 비율 또는 수량의 부품이 검사됩니다.

다음과 같은 경우에 적합할 수 있습니다:

• 대량 생산 배치
• 안정적인 제조 공정
• 표준 상업용 공차
• 반복되는 제품

심각한 균열이나 운송 중 오염과 같은 일부 결함의 경우, 치수 측정을 표본 조사 방식으로 수행하더라도 100% 육안 검사가 여전히 필요할 수 있습니다.

합의된 검사 기준은 생산에 들어가기 전에 문서화되어야 합니다.

22. 일반적으로 사용되는 검사 장비

사파이어 창 검사 시설에서는 다음과 같은 장비를 사용할 수 있습니다:

점검 항목	대표적인 장비
직경 및 치수	캘리퍼, 마이크로미터, CMM, 비전 시스템
두께 및 TTV	두께 측정기, 마이크로미터, 광학 측정기
긁어 파기	검사용 램프, 기준 표준물, 현미경
평탄도	광학 평면, 위상 변이 간섭계
병렬 처리	오토콜리메이터, 간섭계, 두께 매핑 시스템
표면 거칠기	광학 프로파일러, AFM, 스타일러스 프로파일로미터
변속기	UV-VIS-NIR 또는 FTIR 분광광도계
도장 성능	분광광도계 또는 반사율계
결정 방향	X선 회절 또는 라우에 체계
내부 결함	현미경, 편광 시스템
청결	검사등, 현미경, 입자 계수기
가장자리 형상	공구 현미경, 프로파일 프로젝터, 비전 시스템

선정된 장비는 지정된 공차에 대해 충분한 정확도와 분해능을 갖추어야 합니다.

23. 검사 기록 및 품질 문서

고객에 따라 요구되는 문서 품질 수준이 다를 수 있습니다.

일반적인 문서로는 다음과 같은 것들이 있습니다:

적합성 인증서

적합성 인증서는 공급된 제품이 구매 주문서 및 도면에 부합함을 확인해 줍니다.

재료 증명서

이를 통해 사파이어 소재, 결정 방향, 생산 배치 및 관련 원자재 정보를 파악할 수 있습니다.

치수 검사 보고서

이 보고서에는 직경, 두께, TTV, 모따기 및 기타 치수에 대한 측정값이 기록되어 있습니다.

광학 검사 보고서

여기에는 다음이 포함될 수 있습니다:

• 긁어 파낸 결과
• 평탄도 지도
• 전파된 파면 결과
• 병렬 처리
• 표면 거칠기
• 전달 곡선

도장 보고서

코팅 보고서는 요구되는 파장 범위 전반에 걸쳐 측정된 투과율 또는 반사율을 나타낼 수 있습니다.

추적성 기록

규제 대상 또는 고신뢰성 용도의 경우, 제조업체는 다음 요소들 간의 관계를 기록해야 할 수 있습니다:

• 원자재 로트
• 생산 배치
• 검사 데이터
• 도장 배치
• 포장 라벨

고급 보고서의 경우 추가적인 테스트 시간과 비용이 발생할 수 있으므로, 제작에 들어가기 전에 필요한 문서를 반드시 확인해야 합니다.

24. 최종 포장 검사

사파이어 창이 광학 테스트를 통과했다고 해서 검사가 끝나는 것은 아닙니다.

포장은 보관 및 운송 중에 창을 보호해야 합니다.

최종 포장 점검 시 다음 사항을 확인해야 합니다:

• 광학 표면이 깨끗합니다
• 보호재는 코팅된 부위에 닿거나 마모를 일으키지 않습니다.
• 각 창은 서로 분리되어 있습니다
• 가장자리가 보호됩니다
• 포장재에는 이물질이 없습니다.
• 라벨이 순서와 일치합니다
• 수량이 맞습니다
• 검사 보고서가 포함되어 있습니다
• 외부 포장은 운송 중에도 손상되지 않습니다

일반적인 포장 방법에는 다음이 포함됩니다:

• 개별 포장된 깨끗한 봉투
• 렌즈 조직
• 거품 분리형 트레이
• 플라스틱 광학 박스
• 진공 밀봉된 청결한 포장
• 이중층 보호용 골판지 상자

포장재는 광학 표면에 섬유, 가소제 또는 접착제 잔여물을 방출해서는 안 됩니다.

코팅 처리되거나 연마된 사파이어 창문의 경우, 패키지 내부의 움직임을 최소화해야 합니다.

25. 배송 거부되는 일반적인 원인

사파이어 창은 일반적으로 다음과 같은 이유로 불량 판정을 받습니다:

• 치수 공차 범위 외
• 지나친 긁힘이나 파임
• 투과 구경으로 유입되는 엣지 칩
• 잘못된 모따기
• 높은 TTV
• 평탄도 불량
• 과도한 웨지
• 잘못된 코팅 스펙트럼
• 코팅 흠집
• 잘못된 결정 배향
• 표면 오염
• 불완전한 검사 문서
• 포장 손상

이러한 문제 중 상당수는 제조 전에 도면을 검토하고 검사 방법을 명확히 정해두면 예방할 수 있습니다.

26. 구매자가 주문하기 전에 확인해야 할 사항

검사 관련 분쟁을 줄이기 위해 구매자는 다음 정보를 제공해야 합니다:

1. 사파이어의 결정 방향
2. 전체 치수 및 공차
3. 두께 및 TTV
4. 유효 구경
5. 긁어 파기 요건
6. 평탄도와 기준 파장
7. 병렬성 또는 쐐기
8. 표면 거칠기
9. 코팅 파장 및 입사각
10. 전송 요건
11. 모서리 및 모따기 사양
12. 내부 결함 한계치
13. 청결 기준
14. 표본 검사 또는 전수 검사
15. 필수 인증서 및 보고서
16. 포장 요건

완벽한 사양서는 제조업체가 초기 단계부터 적절한 가공 및 검사 방법을 선정하는 데 도움이 됩니다.

결론

사파이어 윈도우의 출하 전 검사는 재료 검증, 치수 측정, 표면 평가, 광학 시험, 청정도 관리 및 포장 검사를 포함하는 다단계 품질 관리 공정입니다.

사파이어 창문의 품질을 완벽하게 파악할 수 있는 단일 테스트는 없습니다.

육안 검사를 통해 국부적인 결함을 식별하고, 치수 검사를 통해 조립 적합성을 확인하며, 간섭계 측정을 통해 표면 형상을 평가하고, 분광광도계 측정을 통해 광학 성능을 측정하며, 결정 방향 검사를 통해 재료의 정렬 상태를 검증합니다.

적절한 검사 계획은 모든 창문에 적용 가능한 가장 엄격한 허용 오차를 일률적으로 적용하기보다는 실제 적용 상황을 바탕으로 수립되어야 합니다.

생산에 앞서 유효 개구부, 적용 가능한 표준, 측정 방법 및 필수 보고서를 명확히 정의함으로써, 구매자와 제조업체는 불확실성을 줄이고 사파이어 윈도우가 광학, 반도체, 레이저, 진공 및 고압 시스템에 바로 통합될 수 있는 상태로 공급되도록 보장할 수 있습니다.