金属膜厚测量仪

金属膜厚测量仪

金属膜厚测量仪是用于精确测量金属薄膜(厚度通常在纳米至微米级)厚度的专用设备,核心作用是把控镀膜工艺质量、验证材料性能,广泛应用于半导体、光伏、电子电路、汽车零部件等领域。其测量方法多样,需根据膜层类型、厚度范围及是否允许损伤样品选择适配方案。

金属膜厚测量仪按 “是否接触样品” 可分为接触式非接触式,不同方法的原理、精度及适用场景差异显著,具体对比如下:
测量方法 核心原理 膜厚范围 精度 适用场景 关键优势
涡流法 高频磁场在金属膜中感应涡流,涡流强度与膜厚负相关 0.1μm~1mm ±1%~±3% 导电金属膜(如铝、铜、镍膜)、PCB 镀层 无损、快速(单点 < 1 秒)、成本低
X 射线荧光法(XRF) 金属原子受 X 射线激发发射特征荧光,荧光强度与膜厚成正比 1nm~50μm ±0.5%~±2% 多层金属膜(如半导体 Ti/Ni/Au 层)、合金成分分析 无损、可测多层膜、同时分析元素成分
椭圆偏振法 偏振光经膜层反射后偏振态变化,通过拟合计算膜厚 0.1nm~10μm ±0.1%~±1% 超薄金属膜(如纳米级银膜、铂膜)、透明基底膜 超高精度、非接触、适用于超薄层
台阶仪法(接触式) 探针沿膜层台阶扫描,记录高度差即为膜厚 1nm~1mm ±0.01%~±0.1% 硬质金属膜(如刀具涂层、半导体金属布线) 精度极高、可测表面粗糙度
β 射线背散射法 β 射线穿透膜层时被散射,散射强度与膜厚相关 10nm~1μm ±1%~±2% 薄金属膜(如电池极耳镀层)、放射性环境兼容 无损、不受表面光泽影响

二、核心技术指标(选型关键)

选择金属膜厚测量仪时,需重点关注以下指标,确保匹配实际需求:
  1. 测量范围:需覆盖目标膜厚,如光伏电池银电极膜(5~20μm)适合涡流法,半导体纳米级金属布线(1~10nm)需椭圆偏振法。
  2. 测量精度:工业产线通常要求 ±1%~±3%(如 PCB 镀层),实验室研发需 ±0.1%~±0.5%(如超薄合金膜)。
  3. 空间分辨率:即单次测量的光斑 / 探针尺寸,微区测量(如芯片金属引线)需≤10μm,大面积检测(如镀膜玻璃)可放宽至 100μm。
  4. 测量速度:产线在线检测需单点 < 0.5 秒(如涡流法),实验室离线分析可接受 1~5 秒 / 点(如 XRF 法)。
  5. 样品兼容性:是否支持弯曲样品(如汽车零部件)、透明基底(如玻璃上的金属膜)、高温样品(如刚镀膜的工件)。
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