依據用途選擇

膜厚

獻給尋找膜厚計的人

依據目標物的形狀和材質、測量儀的種類等多個因素,選擇最適合膜厚的量測方法十分重要。若是選擇了不適合的測量儀,可能導致無法達到要求精度,或是運用工時增加等,因此需要盡量避免。
本頁面中將為尋找膜厚計的人提供指導,幫助您順利找到最佳的測量儀。

「膜厚」的量測方法

為您介紹「膜厚」的最佳量測方法,同時推薦測量儀。

量測透明工件

量測範例:量測塗佈劑的膜厚

查看最佳測量儀

最佳測量儀反射型雷射位移計

向透明工件照射光束,分別會產生來自表面的反射和來自背面的反射。透過分別識別這些表面反射光和背面反射光來量測厚度。

A
表面(第1個峰值)
B
背面(第2個峰值)
C
透明玻璃
重點

測量儀的選擇十分重要

  • 是否處於可識別表面與背面的界限厚度以上。
  • 請確認在表面和背面的反射率不同時是否也能夠穩定量測。

量測半透明的工件

量測範例:量測塗層薄膜的膜厚

查看最佳測量儀

最佳測量儀反射型雷射位移計

量測半透明工件時,透過使用近紅外波長(1000 nm以上)的光源,光穿透,不僅會檢測到表面,還可能檢測到來自背面的反射光。此時,依據表面反射光和背面反射光的干涉光譜來量測膜厚。

A
表面(第1個峰值)
B
背面(第2個峰值)
C
半透明薄膜
重點

測量儀的選擇十分重要

  • 是否處於可識別表面與背面的界限厚度以上。
  • 請確認在表面和背面的反射率不同時是否也能夠穩定量測。

量測不透明工件

量測範例:量測焊膏的膜厚

查看最佳測量儀

最佳測量儀反射型2D雷射位移計

獲取線性雷射照射到的截面形狀,依據形狀量測段差。

A
量測點
B
段差
C
基準點

量測相對於基準點的量測點高度差。

重點

即使工件傾斜時,只需使用傾斜補正功能,即可正確量測段差。

採用了KEYENCE的產品的顧客的心聲請參閱此處
各產業顧客導入案例【厚度篇】

膜厚量測上的注意事項

目標物透明時

關於目標物的折射率的影響

利用光的位移計中,由於如圖1所示的目標物的折射率的影響,無法直接求出實際的厚度。(量測空氣間隙厚度時可以直接求出。)
一般來說,利用光的干涉的位移計中,測得的值除以折射率可以得出實際厚度。
共焦原理的位移計中,測得的值乘以折射率可以得出幾乎等同於實際厚度的值,但嚴格來說仍有少許偏差,因此建議先量測已知厚度的目標物確定跨度值。
三角測距式位移計中,測得的值乘以(折射率+α)可以得到實際厚度。感測頭的發射和接收角度θ(圖1)越大,則這裡的+α越大。
無論何種情況,當不知道目標物的折射率時,準備1個已知厚度的目標物,即可設定縮放。

圖1

膜厚是多少?

無論採用何種原理,只要是利用光的位移計,當目標物薄到無法分離表面的反射光與來自背面的反射光時,則無法正確量測膜厚。
能夠正確量測膜厚的界限值依感測頭的不同而有所差異,因此請向廠商確認。

反射率的差是多少?

不僅是厚度較薄時,表面的反射率與背面的反射率差異大時,也會影響量測的穩定性。例如,即使目標物是白玻璃,當放在光澤SUS上量測時,處於背面的反射率遠高於表面的狀態。
另外,放在黑色花崗岩平板面上量測時,同時存在背面反射率高的位置與低的位置,因此需要選擇不依賴於背面反射率的測量儀。
不同的機種,可支援何種程度的反射率差有所不同,因此這一點也請向廠商確認。

目標物半透明時

光無法完全透過的目標物中,無法檢測到來自背面的反射光,因此無法從單側量測膜厚。
即使是相同的目標物,不同波長的光的透過率也不相同,膜厚越薄越容易透過。
外觀呈半透明狀的薄樹脂等,可視光等難以透過,但近紅外波長的光中有許多都可以透過,因此建議委託廠商測試。

目標物不透明時

目標物為金屬時,近紅外光也無法透過,因此一般使用量測與底座面的段差等間接性方法求出厚度。(目標物為半導體時,有時近紅外光可以透過,因此建議委託廠商測試。)

哪個更好!?接觸 VS 非接觸

在線上量測膜厚時

使用接觸式難以量測移動的目標物的膜厚,因此一般採用非接觸式位移計。
目標物透明時,適合使用可以從單側量測的雷射位移計。
目標物不透明時,有不同的量測方法,例如以滾筒面為基準,量測流經滾筒上的目標物的高度從而量測厚度的方法,以及將感測頭安裝為從兩側夾住目標物的狀態進行量測的方法等。

在離線量測膜厚時

目標物透明時,適合使用可以從單側量測的雷射位移計。
接觸式以底座面為基準,量測放置目標物時的高度差作為厚度。
目標物不透明時,若是輕薄的物體,適合使用可以壓住目標物在不浮起(空氣間隙)的狀態下量測的接觸式。

總結

本頁面中說明了塗佈材料、塗裝薄膜、焊膏等的膜厚的量測方法和測量儀的結構以及選擇測量儀時的重點和注意點。
上述內容總結如下。

  • 透明和半透明目標物可以使用反射型雷射位移計量測。
  • 使用反射型2D雷射位移計,可以同時量測底座面和目標物,並依據獲得的形狀量測段差。並且即使目標物傾斜也可正確量測段差。
  • 選擇最佳測量儀,關鍵在於目標物的形狀、厚度、反射率和透明度。

依據量測目標的不同,方法也多種多樣。若想實現最佳的量測,重點在於了解其特點,選擇正確的測量儀。
「了解量測方法 位移計/測量儀 支援指南」中總結了本頁面中介紹的內容以及其他頁面中介紹的量測知識和案例,可從以下鏈接下載。請搭配雷射位移計的產品陣容型錄閱讀。

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