高精度薄膜测厚仪
高精度薄膜测厚仪是一种用于塑料薄膜、薄片、隔膜、纸张、箔片等材料厚度检测的精密仪器,应用于薄膜生产及质检领域。
特点
1.采用进口优质传感器,测厚分辨率高达0.1微米选用优质传动元件,确保了试验结果的稳定性与准确性。
2.大液晶屏显示,操作简便,配备微型打印机直接打印试验报告。
3.另外具有电脑通信接口,通过选购软件实现数据的永久性存储、查询、打印;软件功能强大,可将成组试验数据用柱形图或列表方式进行统计,试结报告可直接在局域网或广域网中进行传输。
技术指标
1.测量范围为0~2mm(常规)(0~6mm可选);
2.自动走样,液晶显示(包含配套软件);
3.测量速度为(可调);
4.测量压力为17.5±1kPa(薄膜)。
技术特征
1.严格按照标准设计的接触面积和测量压力,同时支持各种非标定制测试过程中测量头自动升降,有效避免了人为因素造成的系统误差支持自动和手动两种测量模式,方便用户自由选择。
2.实时显示测量结果的最大值、最小值、平均值以及标准偏差等分析数据,方便用户进行判断配置标准量块用于系统标定,保证测试的精度和数据一致性。
3.系统支持数据实时显示、自动统计、打印等许多实用功能,方便快捷地获取测试结果。
4.系统由微电脑控制,搭配液晶显示器、菜单式界面和PVC操作面板特点是耐磨;PVC聚氯乙烯polyvinylchloride,重复单元为的具有无规构型结构的聚合物,是一种通用型合成树脂。根据添加增塑剂的不同,可分为硬质和软质聚氯乙烯两类。.方便用户进行试验操作和数据查看。
5.标准的RS232接口RS-232-C接口又称EIA RS-232-C.是最常用的一种串行通讯接口。它是在1970年由美国电子工业协会EIA.联合贝尔系统、调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。它的全名是“数据终端设备DTE.和数据通讯设备DCE.之间串行二进制数据交换接口技术标准”,便于系统的外部连接。
工作原理
1.白光干涉法
原理:利用宽带光源(白光.照射到薄膜表面,光线在空气-薄膜界面和薄膜-基底界面发生两次反射,形成干涉。由于白光相干长度极短,只有光程差接近零的区域才会产生明显的干涉条纹。
测量过程:仪器通过精密位移台垂直扫描样品,记录不同位置的干涉信号。当干涉条纹对比度最高时,对应两束反射光的光程差为零,由此可精确计算出薄膜的物理厚度。
适用:透明或半透明薄膜(如SiO?、Si?N?、光刻胶、塑料膜等.,厚度范围从几十纳米到数十微米。
2.椭偏法
原理:向样品表面发射一束偏振光,光在薄膜表面反射后,其偏振状态(振幅比和相位差.会发生改变。这种变化与薄膜的厚度、折射率和消光系数密切相关。
测量过程:仪器检测反射光的偏振态变化,通过与理论模型拟合,反推出薄膜的厚度和光学常数。
适用:单层或多层透明/半透明薄膜,尤其适合超薄膜(<10 nm.和复杂多层结构的精确测量。
3.涡流法
原理:探头线圈通入高频交流电,在导体(基底.表面感应出涡流,涡流产生的磁场反作用于探头线圈,改变其阻抗。当非导电薄膜覆盖在导体表面时,会改变线圈与导体的距离,从而影响阻抗变化。
测量过程:通过标定阻抗变化与距离的关系,即可测得非导电薄膜的厚度。
适用:非导电涂层(如油漆、阳极氧化膜、陶瓷.在金属基底上的厚度测量。
4.电容法
原理:将探头与被测样品构成一个电容器,电容值与探头和导体基底之间的距离(即非导电薄膜厚度.成反比。
测量过程:测量电容变化,换算为厚度值。
适用:绝缘薄膜在金属基底上的测量,精度高,但对样品导电性有要求。
5.β射线/X射线法
原理:利用β射线或X射线穿透薄膜时的衰减程度与材料厚度和密度相关,通过检测透射或反射强度计算厚度。
适用:在线连续测量塑料、纸张、金属箔等卷材的厚度,常用于生产线
操作步骤
1.开机与预热
接通电源,开启主机和计算机(如为联机系统)。
启动测量软件,系统自动进行自检。
静置10-30分钟,使光源、探测器和环境温度稳定,确保测量精度。
2.样品准备
将待测样品固定在样品台或夹具上,确保表面清洁、无灰尘、油污或划痕。
对于不平整样品,需调整样品台高度或使用自动对焦功能。
若测量多点或大面积,可设置扫描路径和测量点阵。
3.参数设置
在软件中选择合适的测量模式(单点、多点、线扫、面扫)。
设置测量区域和点间距。
选择或输入材料类型(如Si、SiO?、ITO、PET等),以便软件调用正确的光学模型或数据库。
对于椭偏仪,需构建多层膜模型(Layer Model)进行拟合。
4.校准与对焦
零点校准:使用已知厚度的标准样片或裸基底进行校准,消除系统误差。
自动对焦:启动自动对焦功能,确保探头或物镜准确聚焦于样品表面。
5.开始测量
点击“开始”或“测量”按钮,仪器自动完成数据采集。
对于干涉仪或椭偏仪,软件实时显示干涉图或椭偏参数,并计算厚度值。
测量完成后,数据自动保存,可生成厚度分布图、3D形貌图或统计报表。
6.数据分析与报告
查看各测量点的厚度值、平均值、最大值、最小值、标准差等统计信息。
分析厚度均匀性(Uniformity)和表面轮廓。
导出数据或打印测量报告。
7.关机与清洁
测量结束后,关闭软件,退出系统。
取下样品,用无尘布或压缩空气清洁样品台和探头。
关闭仪器电源,盖上防尘罩。
注意事项
1.保持测量环境清洁、无振动、温度湿度稳定。
2.避免用手直接触摸光学窗口或样品测量区域。
3.定期使用标准样片进行校准验证。
4.不同原理的仪器适用材料不同,需根据样品特性选择合适的测厚方法。
应用领域
1.半导体与微电子工业
高精度薄膜测厚仪用于实时监控晶圆制造过程中的氧化层、氮化层、多晶硅、金属布线层及各种化学气相沉积(CVD)和物理气相沉积(PVD)薄膜的厚度,确保芯片结构的精确性和良品率。对于光刻胶涂层的均匀性检测也至关重要。
2.光学镀膜领域
该仪器广泛应用于激光镜片、滤光片、增透膜、反射膜等光学元件的生产过程中,精确控制每一层介质膜的厚度,以实现设计所需的光学干涉特性,保证光学系统的性能稳定。
3.平板显示(FPD)产业
包括LCD、OLED、Mini/Micro LED等,依赖高精度测厚仪来监控透明导电膜(如ITO)、有机发光层、封装层等多层薄膜的厚度均匀性,直接影响显示屏的亮度、色彩一致性和寿命。
4.新能源领域
特别是在锂电池制造中,测厚仪用于在线检测正负极涂布浆料的湿膜和干膜厚度,以及隔膜的均匀性,是控制电池容量、循环寿命和安全性的核心环节。光伏行业中,对太阳能电池的减反射膜、钝化层等薄膜的厚度控制同样依赖此类设备。
5.包装材料行业
使用高精度测厚仪对塑料薄膜、复合膜、铝箔等进行质量控制,确保阻隔性、机械强度和印刷适性满足要求。医药包装中的泡罩板、药用膜材也需严格厚度管理。
6.科研与材料科学领域
无论是新型二维材料(如石墨烯、MoS?)、纳米涂层、生物膜还是智能响应材料的研究,高精度薄膜测厚仪都是不可或缺的基础表征工具,为材料性能分析和工艺优化提供关键数据支持。