在當(dāng)今競爭激烈的電子行業(yè)中,印刷電路板(PCB)的質(zhì)量是企業(yè)立足的關(guān)鍵。其中,PCB 表面膜厚的精確測量是保證 PCB 質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的膜厚測量方法已經(jīng)難以滿足現(xiàn)代電子制造對(duì)高精度、高效率測量的需求。而高光譜相機(jī)作為一種新型的光學(xué)檢測技術(shù),具有多波段、高分辨率、快速成像等優(yōu)點(diǎn),為 PCB 表面膜厚測量提供了一種全新的解決方案。
一、為什么要進(jìn)行膜厚測量?
半導(dǎo)體制造:在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中,精確測量單晶硅膜的厚度對(duì)于確保器件的性能和質(zhì)量至關(guān)重要。膜厚測量可以幫助監(jiān)測和控制薄膜沉積過程,以達(dá)到所需的厚度和均勻性。
太陽能電池:單晶硅是太陽能電池常用的材料之一。測量硅膜的厚度可以幫助優(yōu)化電池的性能,提高能量轉(zhuǎn)換效率。
光學(xué)鍍膜:在光學(xué)鍍膜過程中,單晶硅膜常用于制造透鏡、反射鏡和濾波器等光學(xué)元件。膜厚測量有助于確保鍍膜的厚度和折射率符合設(shè)計(jì)要求,從而改善光學(xué)性能。
材料研究:對(duì)于材料科學(xué)研究,了解單晶硅膜的厚度分布和變化對(duì)于研究薄膜的結(jié)構(gòu)、物性和生長機(jī)制非常有幫助。
質(zhì)量控制:在工業(yè)生產(chǎn)中,單晶硅膜厚的測量是質(zhì)量控制的重要環(huán)節(jié),確保產(chǎn)品符合規(guī)格和標(biāo)準(zhǔn)。
二、常見的單晶硅膜厚測量方法有哪些?
光學(xué)干涉法:利用光的干涉現(xiàn)象來測量膜厚,例如反射干涉儀或透射干涉儀。
光譜法:通過分析光譜的特征來確定膜厚,例如橢圓偏振光譜法或反射光譜法。
機(jī)械測量法:使用機(jī)械式探頭或探針來直接測量膜的厚度,例如掃描電子顯微鏡(SEM)或原子力顯微鏡(AFM)。
射線技術(shù):如 X 射線反射或透射測量,可以提供膜厚的信息。
三、采用高光譜相機(jī)怎么測量?
儀器:彩譜內(nèi)置推掃FS-17成像高光譜儀
輔助設(shè)備:臺(tái)架
光源:線性鹵素光纖光源
本次利用高光譜技術(shù)來測量薄膜厚度的方法,獲取和分析光譜信息的技術(shù),它可以在很寬的波長范圍內(nèi)獲取樣品的光譜數(shù)據(jù)。在高光譜測膜厚中,通過測量樣品對(duì)不同波長光的反射、或吸收特性來確定膜厚。 測量光在薄膜表面的反射光譜。膜厚的變化會(huì)導(dǎo)致反射光譜的特征變化,通過分析這些變化可以推算出膜厚。
四、采用高光譜相機(jī)測量膜厚有什么好處?
1、非接觸式測量:
不損傷 PCB:高光譜相機(jī)在測量過程中無需與 PCB 表面直接接觸,避免了因接觸而可能對(duì) PCB 造成的物理損傷,如刮痕、磨損等。這對(duì)于制造精密的 PCB 來說尤為重要,有助于保持 PCB 的完整性和電氣性能。
適用于復(fù)雜表面:對(duì)于表面形狀復(fù)雜、具有凹凸結(jié)構(gòu)或存在微小元件的 PCB,非接觸式測量可以輕松應(yīng)對(duì),不受 PCB 表面形貌的限制,能夠準(zhǔn)確測量不同位置的膜厚。
2、高精度測量:
多波段信息獲取:高光譜相機(jī)能夠獲取多個(gè)連續(xù)波長范圍內(nèi)的光譜信息,通過對(duì)不同波長下 PCB 表面膜層的光譜響應(yīng)進(jìn)行分析,可以更全面、準(zhǔn)確地了解膜層的特性。與傳統(tǒng)的單一波長測量方法相比,多波段信息能夠提供更豐富的測量數(shù)據(jù),有助于提高膜厚測量的精度。
檢測微小差異:可以檢測到 PCB 表面膜厚的微小變化,對(duì)于膜層厚度不均勻的情況能夠進(jìn)行精確的測量和分析。這有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)膜厚異常區(qū)域,為生產(chǎn)過程中的質(zhì)量控制提供有力支持。
3、高效率測量:
快速成像與數(shù)據(jù)采集:高光譜相機(jī)的成像速度快,能夠在短時(shí)間內(nèi)獲取大量的圖像和光譜數(shù)據(jù)。與傳統(tǒng)的逐點(diǎn)測量方法相比,大大提高了測量效率,節(jié)省了測量時(shí)間,尤其適用于大規(guī)模生產(chǎn)中的快速檢測。
在線實(shí)時(shí)檢測:可以集成到 PCB 生產(chǎn)線上,實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)檢測。在生產(chǎn)過程中及時(shí)獲取膜厚信息,便于及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)工藝參數(shù),提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量,減少次品的產(chǎn)生。
4、全面性與可靠性:
全面的膜層信息:不僅能夠測量膜厚,還可以同時(shí)獲取膜層的其他相關(guān)信息,如膜層的成分、結(jié)構(gòu)等。這些信息對(duì)于深入了解膜層的質(zhì)量和性能具有重要意義,有助于綜合評(píng)估 PCB 的質(zhì)量。
減少人為誤差:自動(dòng)化的測量過程減少了人為因素對(duì)測量結(jié)果的影響,提高了測量的可靠性和重復(fù)性。不同的操作人員使用高光譜相機(jī)進(jìn)行測量時(shí),能夠得到較為一致的結(jié)果,降低了因人為操作差異導(dǎo)致的測量誤差。