在当今竞争激烈的电子行业中,印刷电路板(PCB)的质量是企业立足的关键。其中,PCB 表面膜厚的精确测量是保证 PCB 质量的重要环节。传统的膜厚测量方法已经难以满足现代电子制造对高精度、高效率测量的需求。而高光谱相机作为一种新型的光学检测技术,具有多波段、高分辨率、快速成像等优点,为 PCB 表面膜厚测量提供了一种全新的解决方案。
一、为什么要进行膜厚测量?
半导体制造:在半导体产业中,精确测量单晶硅膜的厚度对于确保器件的性能和质量至关重要。膜厚测量可以帮助监测和控制薄膜沉积过程,以达到所需的厚度和均匀性。
太阳能电池:单晶硅是太阳能电池常用的材料之一。测量硅膜的厚度可以帮助优化电池的性能,提高能量转换效率。
光学镀膜:在光学镀膜过程中,单晶硅膜常用于制造透镜、反射镜和滤波器等光学元件。膜厚测量有助于确保镀膜的厚度和折射率符合设计要求,从而改善光学性能。
材料研究:对于材料科学研究,了解单晶硅膜的厚度分布和变化对于研究薄膜的结构、物性和生长机制非常有帮助。
质量控制:在工业生产中,单晶硅膜厚的测量是质量控制的重要环节,确保产品符合规格和标准。
二、常见的单晶硅膜厚测量方法有哪些?
光学干涉法:利用光的干涉现象来测量膜厚,例如反射干涉仪或透射干涉仪。
光谱法:通过分析光谱的特征来确定膜厚,例如椭圆偏振光谱法或反射光谱法。
机械测量法:使用机械式探头或探针来直接测量膜的厚度,例如扫描电子显微镜(SEM)或原子力显微镜(AFM)。
射线技术:如 X 射线反射或透射测量,可以提供膜厚的信息。
三、采用高光谱相机怎么测量?
仪器:彩谱内置推扫FS-17成像高光谱仪
辅助设备:台架
光源:线性卤素光纤光源
本次利用高光谱技术来测量薄膜厚度的方法,获取和分析光谱信息的技术,它可以在很宽的波长范围内获取样品的光谱数据。在高光谱测膜厚中,通过测量样品对不同波长光的反射、或吸收特性来确定膜厚。 测量光在薄膜表面的反射光谱。膜厚的变化会导致反射光谱的特征变化,通过分析这些变化可以推算出膜厚。
四、采用高光谱相机测量膜厚有什么好处?
1、非接触式测量:
不损伤 PCB:高光谱相机在测量过程中无需与 PCB 表面直接接触,避免了因接触而可能对 PCB 造成的物理损伤,如刮痕、磨损等。这对于制造精密的 PCB 来说尤为重要,有助于保持 PCB 的完整性和电气性能。
适用于复杂表面:对于表面形状复杂、具有凹凸结构或存在微小元件的 PCB,非接触式测量可以轻松应对,不受 PCB 表面形貌的限制,能够准确测量不同位置的膜厚。
2、高精度测量:
多波段信息获取:高光谱相机能够获取多个连续波长范围内的光谱信息,通过对不同波长下 PCB 表面膜层的光谱响应进行分析,可以更全面、准确地了解膜层的特性。与传统的单一波长测量方法相比,多波段信息能够提供更丰富的测量数据,有助于提高膜厚测量的精度。
检测微小差异:可以检测到 PCB 表面膜厚的微小变化,对于膜层厚度不均匀的情况能够进行精确的测量和分析。这有助于及时发现膜厚异常区域,为生产过程中的质量控制提供有力支持。
3、高效率测量:
快速成像与数据采集:高光谱相机的成像速度快,能够在短时间内获取大量的图像和光谱数据。与传统的逐点测量方法相比,大大提高了测量效率,节省了测量时间,尤其适用于大规模生产中的快速检测。
在线实时检测:可以集成到 PCB 生产线上,实现在线实时检测。在生产过程中及时获取膜厚信息,便于及时调整生产工艺参数,提高生产效率和产品质量,减少次品的产生。
4、全面性与可靠性:
全面的膜层信息:不仅能够测量膜厚,还可以同时获取膜层的其他相关信息,如膜层的成分、结构等。这些信息对于深入了解膜层的质量和性能具有重要意义,有助于综合评估 PCB 的质量。
减少人为误差:自动化的测量过程减少了人为因素对测量结果的影响,提高了测量的可靠性和重复性。不同的操作人员使用高光谱相机进行测量时,能够得到较为一致的结果,降低了因人为操作差异导致的测量误差。