光學量測設備是什麼？4大光學檢測項目解析，帶你看懂如何提升製程品質！

目錄 1.光學檢測設備有哪些？先看懂光學量測與AOI差異 2.光學量測設備檢測什麼？4大光學檢測項目解析 3.光學量測可應用在哪裡？5大材料與元件應用一次看 4.膜厚怎麼量？光學量測設備與製程重點看這邊！ 5.光學量測設備如何挑選？從6大條件找到適合的光學檢測方案 6.大塚科技光學量測設備可對應哪些需求？

光學量測設備可針對反射率、透過率、色度、光學濃度與膜厚等項目進行分析，也可依設備配置進行光源特性量測。相較於以外觀瑕疵辨識為主的光學檢查，光學量測更著重光譜與材料特性的分析。接下來，本文將從4大光學檢測項目切入，帶你深入了解光學量測設備的應用方式，以及如何協助製程品質管理與產品評價！

光學檢測設備有哪些？先看懂光學量測與AOI差異

「光學檢測」涵蓋的設備與技術相當廣，實際搜尋時，常會同時看到AOI自動光學檢查、分光光譜儀、膜厚量測設備等不同類型。雖然都利用光學技術取得資訊，但量測目的與輸出的數據並不相同。對研發、品保或設備採購人員而言，先釐清需求是「檢查外觀缺陷」，還是「取得材料的光學特性數據」，會更容易找到合適的設備。
 

AOI光學檢查以外觀辨識為主

AOI（Automated Optical Inspection，自動光學檢查）通常透過2D／3D相機、照明系統與影像辨識演算法，擷取產品表面影像，再與設定條件進行比對。常見應用包含：PCB、SMT焊點、零組件與材料表面檢查，用來辨識異物、缺件、位置偏移、形狀異常，以及其他可由影像判讀的外觀問題。這類設備著重的是「看得見的外觀狀態」，輸出結果多半用於判斷產品是否符合外觀檢查條件。
 

光學量測設備著重材料特性數據

光學量測設備則是利用不同波長的光照射樣品，分析光與材料之間的反射、透射、吸收或干涉等現象，再將結果轉換成可量化的光學數據。
依設備與應用不同，可量測的項目包括：反射率、透過率、物體色與光學濃度、膜厚等。
舉例來說，可確認特定波長下的反射率與透過率變化、分析色度座標，或評估薄膜厚度及面內均勻性。
因此，若需求是評價光學薄膜、玻璃基板、顯示器材料、LED、彩色濾光片或其他光電材料，單靠外觀影像未必能取得足夠資訊，此時便需要透過光學量測設備取得實際數據，作為材料評價、規格確認與製程管理的依據。
 

光學量測設備檢測什麼？4大光學檢測項目解析

光學檢測不只有透過相機辨識外觀瑕疵，當研發、品保或製程端需要進一步掌握材料的光學特性時，就會用到不同類型的光學量測設備。
依照量測目的與樣品特性，常見項目可分為反射率、透過率、物體色與光學濃度、膜厚量測等4大類：
 

1. 反射率量測

反射率是指光線照射樣品後，反射光與入射光之間的比例。透過分光量測，可進一步觀察不同波長下的反射率變化，取得完整的反射光譜，而不只是單一波長的數值。這類量測常應用於抗反射膜、鏡片鍍膜、玻璃、濾光片及各類光學元件，可用來確認材料在指定波段的反射特性，並作為產品規格確認、材料比較與製程評價的數據依據。

2. 透過率量測

透過率是指光線穿過樣品後，透射光與入射光之間的比例。利用光學量測設備，可分析樣品在紫外光、可見光或近紅外光等不同波段下的透過表現。常見量測對象包括玻璃基板、透明導電材料、光學濾光片、保護蓋板及功能性薄膜等。透過光譜曲線，可進一步確認特定波長範圍的透過率是否符合材料設計或產品規格需求。

3. 物體色與光學濃度量測

光學量測也能將樣品的顏色差異與濃淡程度轉換為可比較的數據，例如：透過色度座標、色差與光學濃度等指標，分析樣品的色彩與光學表現。這類量測可應用於顯示器材料、彩色濾光片、塗層、玻璃與其他需要進行色彩管理的材料，協助研發與品保人員比較不同樣品或批次之間的差異，也能作為製程條件調整與品質確認的參考。

4. 膜厚量測

對光學薄膜而言，膜厚會影響反射、透過與干涉等光學特性，因此也是材料評價時常見的量測項目。光學膜厚量測可利用反射光譜與干涉現象，搭配材料模型進行分析，在不直接接觸或破壞樣品的情況下取得膜厚數據。

依設備規格、薄膜結構與分析方法不同，除了膜厚之外，部分系統也可進一步評估折射率（n）、消光係數（k）或面內膜厚分布等數據。這些資訊可應用於光學薄膜、顯示材料與光電元件的材料評價，也可作為製程條件與膜厚均勻性確認的依據。
 

光學量測可應用在哪裡？5大材料與元件應用一次看

反射率與透過率能反映材料在不同波長下，光線被反射或穿透的比例，因此常被運用在光學材料研發、規格確認與製程品質管理。
依照樣品特性與量測目的不同，可搭配紫外光、可見光至近紅外光等波段進行分析，常見應用包含以下幾類：
 

✅光學薄膜與機能性膜材

抗反射膜、濾光片、偏光材料及其他機能性薄膜，其光學表現往往會隨波長而改變。透過反射率與透過率光譜，可觀察材料在特定波段的反射、穿透變化，作為薄膜設計、材料比較與規格確認的參考。

✅顯示器材料與彩色濾光片

顯示器與彩色濾光片除了需要觀察透過率，也可能涉及色度、色差、光學濃度（OD）、反射率與膜厚等量測項目。將這些光學數據整合分析，可協助確認不同材料或製程條件下的色彩與光學表現。大塚科技的彩色濾光片檢測系統，即可依需求進行透過光譜、色度、OD、反射率及膜厚等量測。

✅玻璃基板與光學玻璃

玻璃基板、保護玻璃及具特定光學功能的玻璃，可藉由反射率與透過率量測，了解不同波段的光學特性。舉例來說，可針對紫外光、可見光或近紅外光範圍進行分析，並作為材料選擇、鍍膜設計與產品規格驗證的參考。

✅LED與固體發光元件

LED與固體發光元件的評價，通常會進一步觀察發光光譜、峰值波長、色度及其他光學特性，而不只限於反射率或透過率。透過分光光譜量測，可將發光表現轉換成數據，應用於產品研發、製程確認與成品品質分析。

✅光電元件與材料評價

各類光電元件在研發與製造過程中，也可能需要確認材料表面的反射特性、光線穿透表現或光譜變化。透過適合的光學量測設備，可依元件結構與量測目的取得所需的光學數據，作為樣品比較、規格判定及製程條件確認的依據。因此，這裡所談的光學檢測，重點不在PCB、SMT等製程中常見的外觀影像檢查，而是透過反射率、透過率、光譜、色度等可量化資料，掌握材料與元件本身的光學表現。
 

膜厚怎麼量？光學量測設備與製程重點看這邊！

在光學薄膜與功能性材料的研發、製造過程中，膜厚是常見的品質評估項目之一。
薄膜厚度的變化，可能進一步影響材料的反射、透過、干涉與其他光學表現，因此除了確認單點厚度，也需要依製程需求觀察不同位置的膜厚分布與均勻性。

薄膜厚度與面內均勻性

光學膜厚量測通常利用薄膜反射光譜所產生的干涉特性，搭配材料模型進行分析，在不破壞樣品的情況下取得膜厚資訊。除了確認單一位置的厚度，也可依設備與量測方式進行多點或面內量測，進一步觀察基板不同位置的厚度分布。對蒸鍍、濺鍍、塗佈等製程而言，這類數據可用來確認成膜均勻性，並比較不同製程條件造成的變化。
 

光學特性與製程條件確認

膜厚量測不只是確認「薄膜有多厚」。依設備、薄膜結構與分析方式不同，部分光學量測系統還能搭配光譜資料進一步分析折射率（n）、消光係數（k）等光學常數，協助了解膜層厚度與光學特性之間的關係。
對研發與製程人員而言，這些量測結果可作為材料比較、成膜條件評估及製程調整的參考。例如調整蒸鍍時間、濺鍍條件或塗佈參數後，即可透過膜厚與面內分布數據，觀察製程調整前後的變化。
 

光學膜厚量測適合哪些需求？

反射分光式膜厚量測設備可利用光譜訊號進行非接觸式膜厚分析，適用於光學薄膜、功能性膜材、玻璃基板及其他具有薄膜結構的樣品。若樣品尺寸較小，或需要觀察局部區域，也可依實際需求搭配顯微量測系統。

因此，在選擇光學量測設備時，除了膜厚量測範圍，也需要一併確認樣品尺寸、膜層結構、量測區域、所需波長範圍，以及是否需要面內分布或光學常數分析，才能取得更符合研發與製程需求的量測數據。
 

光學量測設備如何挑選？從6大條件找到適合的光學檢測方案

光學量測設備的規格與應用範圍差異很大，選擇時不能只看解析度或量測速度，還需要回到實際樣品、量測目的與使用環境來評估。
對研發、品保或設備採購人員而言，可先從以下6個方向確認需求，再進一步篩選適合的光學檢測方案。

✅波長範圍

先確認量測需要涵蓋哪些波段，例如紫外光（UV）、可見光（VIS）或近紅外光（NIR）。不同材料在各波段下的反射、透過與吸收特性不同，也會影響光源、光譜儀與偵測器的配置。

✅量測項目

依實際用途確認需要取得哪些數據，例如反射率、透過率、色度、光學濃度、膜厚，或進一步分析折射率（n）、消光係數（k）等光學常數。量測項目越明確，越容易縮小設備與光學系統的選擇範圍。

✅樣品型態與尺寸

透明玻璃、薄膜、光學元件、小型零組件與大面積基板，在量測架構上都有不同需求。除了尺寸之外，也要留意樣品是否透明、表面是否平整、膜層結構，以及量測位置是否容易固定，這些條件都可能影響設備配置。

✅是否需要顯微量測

若需要分析微小圖案（Pattern）、局部區域或尺寸較小的測點，可進一步評估顯微分光量測系統。以大塚科技OPTM series為例：採用顯微分光架構，最小Spot約可對應至3μm，並可進行絕對反射率量測、多層膜厚分析，以及 n、k 等光學常數解析。

✅是否需要Inline線上檢測

實驗室研發或抽樣品管，可採Offline離線量測；若希望將量測整合至產線，則需進一步確認設備是否支援Inline線上檢測、自動取點、Mapping或客製化機構整合。以彩色濾光片製程為例：大塚科技MCPD series系統可依產線需求規劃量測位置與點位，並可對應色度、膜厚、光學濃度與反射率等項目，適合需要即時掌握光學數據的產線應用。

✅軟體與數據解析需求

除了硬體規格，分析軟體也是設備評估的重要項目。可確認軟體是否支援所需的光譜分析、膜厚模型、多層膜解析、n、k計算、資料輸出與製程系統整合。尤其在膜厚量測上，分析結果仍會受到膜層結構、材料光學常數與模型設定影響，因此除了確認設備的量測能力，也需要評估分析軟體與模型是否符合實際材料及製程條件。
 

大塚科技光學量測設備可對應哪些需求？

大塚科技以分光與光學量測技術為基礎，提供從實驗室分析到產線整合的不同方案：

• 分光光譜儀系列：具備高速、多通道與高信賴性特點，可靈活搭配不同配件，支援反射、透過、光源特性與物體色等多元光學量測。
• 光學膜厚量測設備：運用光干涉原理，實現非破壞性、奈米級的高精度薄膜厚度與光學常數（n、k）量測，並可選配顯微模組對應微小化測點需求。
• Inline線上檢測系統：專為現代化智慧製造設計，提供高穩定度的線上光學量測方案，協助客戶即時掌握製程品質。
• 光電與機能性薄膜材料評價設備：針對顯示器、彩色濾光片、LED 及各類光學機能膜提供全方位的檢測對應能力。

選擇光學量測設備時，重點不是單看某一項規格，而是先確認「要量什麼、樣品是什麼、在哪裡量，以及數據要如何使用」。若目前仍不確定設備規格是否符合現有材料或製程，也可進一步將樣品條件、量測項目與使用環境提供給大塚科技，由技術團隊協助評估合適的量測方式與設備配置！