膜厚計原理

膜厚計的測量方法有多種，根據(jù)測量對象使用適當(dāng)?shù)脑O(shè)備。典型的有以下五種方法。

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1.光譜干涉式膜厚儀

這是利用光干涉的膜厚計。當(dāng)光入射到待測物體上時，光從薄膜的前表面和后表面反射。在這兩個反射光之間發(fā)生相移，并且根據(jù)薄膜的厚度發(fā)生相移。當(dāng)波同相位重疊時，它們相互增強(qiáng)，當(dāng)它們異相重疊時，它們相互減弱，因此可以通過測量這種干涉的差異來測量厚度。

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2、紅外膜厚儀

這是利用紅外線被測量對象物吸收的原理的膜厚計。當(dāng)用紅外光照射待測物體時，根據(jù)待測物體的材料和厚度，某些波長的紅外光被吸收。利用這一性質(zhì)，根據(jù)透射光或反射光的色散所獲得的光譜來測量膜厚的原理。如果預(yù)先測量被測材料的吸光率與膜厚的關(guān)系，就可以計算出被測物的膜厚。

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3、電磁膜厚儀

這是利用磁通密度變化的膜厚計。當(dāng)待測物體形成在磁性金屬表面上時使用的測量方法，它利用密度變化的事實。但只有當(dāng)被測物體與金屬接觸且被測物體不是金屬時才能使用。

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4.渦流膜厚計

渦流測厚儀是利用線圈產(chǎn)生的磁通量的變化來測量被測物體厚度的方法。通電線圈周圍會產(chǎn)生磁通量，當(dāng)線圈靠近被測物體時，磁通量會根據(jù)被測物體的厚度而變化。通過檢測該磁通量的變化來測量被測物體的厚度。

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5、超聲波膜厚儀

超聲波膜厚計是利用超聲波反射的膜厚計。當(dāng)超聲波從被測物體表面發(fā)射時，超聲波會穿過物體內(nèi)部并從背面反射。可以根據(jù)反射所需的時間來測量厚度。

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例如，在測量玻璃等透明薄膜的厚度時，使用利用寬帶光的分光干涉膜厚計或利用紅外線的紅外膜厚計。另一方面，這些類型的膜厚計不能用于不透光的材料，例如金屬。

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利用磁通量變化的電磁膜厚計和利用渦流的渦流膜厚計用于測量金屬電鍍薄膜。此外，當(dāng)難以接觸被測物體時，也可使用超聲波膜厚計等非接觸式膜厚計。

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膜厚計的類型

膜厚計可分為接觸式、非接觸式、斷面觀察式三種。

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1. 接觸式膜厚計

接觸式膜厚計具有通過電纜連接的傳感器部和膜厚計主體。接觸式膜厚計有電磁感應(yīng)式、渦流式、超聲波式、觸針式等。它是最正統(tǒng)的薄膜測厚儀，根據(jù)性能的不同，可以用數(shù)萬到20萬日元購買。

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接觸式膜厚計使用方便，通過將傳感器部接觸被測定物質(zhì)來顯示數(shù)值。然而，由于反應(yīng)速度因物質(zhì)而異，傳感器可能需要幾秒鐘的時間才能反應(yīng)。接觸式膜厚計中，使用電磁感應(yīng)式和渦流式時，需要根據(jù)測定對象物形成的基板的種類來適當(dāng)使用。

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電磁感應(yīng)型用于鋼鐵等磁性材料，過電流型用于鋁、不銹鋼等非磁性材料。還提供可測量兩種方法的雙型，雙型可同時測量磁性和非磁性材料。

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2.非接觸式膜厚儀

非接觸式膜厚計從膜厚計主體發(fā)出光，通過檢測薄膜表面反射光的波長與透過薄膜的光的波長的干涉來測量薄膜厚度。光譜?；旧嫌迷谌耸謮虿坏降牡胤?，有反射分光式、紅外線式、電容式、輻射式等。檢測部分采用高精度半導(dǎo)體元件，因此比接觸式成本更高。

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3.斷面觀察式膜厚計

截面觀察型膜厚計是TEM、SEM等電子顯微鏡。它用于測量無法通過接觸或非接觸方法測量的極小物質(zhì)。但它常用于研究和技術(shù)開發(fā)，很少用于現(xiàn)場。