CCS HLDR3-100BL 低角度环形光源：晶圆 / PCB 检测应用研究

一、产品定位与核心规格

CCS HLDR3-100BL 是晰写速（CCS Inc.）HLDR3系列中采用蓝色LED的低角度环形光源。该系列面向长距离与大范围照射场景开发，壳体直径统一为100mm，提供红、白、蓝、红外（860nm）四种发光颜色，共计12个标准型号。HLDR3-100BL 的峰值发射波长为465nm（典型值），输入电压DC24V，功耗15W，外形尺寸为外径φ100mm、内径φ44mm、高度31mm，重量约310–340g。

该系列提供窄角（±8°）、中角（±20°）、广角（±40°）三种配光特性，其中“低角度"的照明效果主要通过广角型（-DF-W）实现。蓝色光波长短、散射效应显著，与低角度入射方式结合后，能够在暗场条件下将晶圆表面和PCB基板上的微细特征以高对比度方式呈现出来。

玉崎科学仪器（深圳）有限公司作为CCS晰写速品牌在中国市场的授权代理商，全面负责CCS全系列图像处理用LED光源及控制装置的销售、技术支持与售后服务。品牌负责人周可表示，玉崎科学将依托渠道管理与技术支持能力，为半导体及电子制造客户提供从光源选型到应用调试的全流程服务。

二、低角度环形照明的暗场成像原理

低角度环形光源的核心工作机制在于光线入射角度与表面特征的交互关系。CCS低角度环形灯采用约30°的LED安装角度，通过柔性电路板实现倾斜布置，使直射光从低角度朝向工件中心照射。这一照明方式产生的是暗场成像效果：光滑平整的表面将光线反射到相机视野之外，图像呈现暗背景；而划痕、刻印、凹凸轮廓等特征因改变了光线的反射方向，将部分光线散射进入镜头，在暗背景上形成明亮的信号。

罗昇企业的技术资料对CCS低角度环形灯的描述为：“透过低角度朝向工件中心的直射光，可以清楚地提取工件的特征"，在低角度条件下，“这些环形灯可用于在暗场中突出显示字元和刮痕并对其进行成像"。这一特性对于晶圆表面的微划痕检测和PCB基板的线路/焊盘轮廓提取具有直接的适用价值。

三、晶圆检测应用分析

晶圆表面检测对光源的要求集中在两个方面：一是对亚微米级划痕、颗粒污染和图形缺陷的高对比度呈现，二是对晶圆表面光刻胶等材料的低损伤照明。HLDR3-100BL的蓝色光（465nm）在晶圆检测中具有特定的材质适配优势。

晶圆表面通常经过抛光处理，裸硅表面呈镜面反射特性。常规高角度照明下，晶圆表面会形成大面积镜面反光，掩盖微细缺陷信号。采用广角型HLDR3-100BL低角度照射时，光滑晶圆表面将大部分光线反射出相机视野，背景趋于暗场；而划痕、研磨痕迹、残留颗粒等缺陷区域因表面形貌改变而产生散射光，在暗背景下形成高亮信号。这种暗场成像方式对晶圆边缘轮廓检测和表面微划痕识别尤为有效。

蓝色光波长较短，在硅片表面的穿透深度有限，能量主要集中在表层，有利于表面形貌信息的呈现。与红色光相比，蓝色光在检测浅层表面缺陷时具有更高的空间分辨率潜力，适用于晶圆表面图形线宽测量和微小颗粒检测场景。需要指出的是，HLDR3-100BL标准型的推荐工作距离和光量配置主要面向长距离照射设计，在晶圆检测中若采用较近的工作距离，建议配合广角配光型号或适当调整曝光参数，以确保照度均匀性。

四、PCB检测应用分析

PCB检测涵盖基板外观检测、线路图形检测、焊盘完整性检测以及字符印刷质量检测等多个环节。低角度环形光源在PCB检测中的核心价值在于暗场照明对基板表面微细结构的选择性增强。

在PCB线路图形检测中，铜箔线路与基板之间存在高度差。低角度蓝光照射下，线路边缘的台阶结构将光线散射至相机方向，线路轮廓在暗背景下被清晰勾勒出来，而基板平整区域保持暗场状态，从而提高了线路断路、短路和缺口缺陷的检测对比度。与此类似，PCB焊盘的边缘轮廓和焊料润湿状态的评估也可借助低角度暗场照明获得增强的信号——焊点陡峭部分反射光强，平缓部分反射光弱，通过亮度强弱可判别焊接形态。

在PCB字符印刷检测中，低角度环形光源同样具有适用性。丝印字符或喷墨标记在基板表面形成微米级的凸起结构，低角度直射光在字符边缘产生散射，使字符在暗背景下呈现明亮轮廓，有利于OCR字符识别和标记完整性检查。相关选型指南也指出，HLDR3系列环形光源适配PCB电路板、3C小件以及平面字符和边缘毛刺检测场景，划痕类缺陷推荐选用窄角集光型号，而需要更宽照射范围时可选用广角型号。

五、选型建议与配套

在实际检测应用中，HLDR3-100BL的配光类型选择需要结合工作距离和视野尺寸综合判断。广角型（-DF-W）光束角度约±40°，在较短工作距离下即可实现全场覆盖，适合PCB基板等近距离广范围检测；中角型（-DF-M）光束角度约±20°，适合中等距离的晶圆边缘或PCB局部区域检测。若检测视野进一步缩小且需要更高照度集中，窄角型（-DF-N，±8°）可在较远工作距离下提供集中的光量输出。

光源控制方面，HLDR3-100BL可配合CCS原厂PD/CD-VA系列照明控制器使用，支持连续发光和频闪两种工作模式，通过标准FCB电缆或FRCB机器人专用电缆连接。在产线集成中，建议根据相机曝光时间和检测节拍选择合适的工作模式，以平衡照度输出与光源寿命。

六、结语

CCS HLDR3-100BL蓝色低角度环形光源凭借465nm短波长光与低角度暗场照明的组合，在晶圆表面微细缺陷呈现和PCB基板线路/焊盘/字符检测中提供了具有针对性的照明方案。其100mm标准壳体和轻量化设计便于集成到半导体检测设备及AOI系统中。玉崎科学仪器（深圳）有限公司作为CCS品牌授权代理商，可提供HLDR3-100BL及HLDR3全系列的选型咨询与技术支持，如需了解具体型号的配光特性与供货信息，欢迎联系品牌负责人周可。