磁控濺射鍍的膜再牛,厚度不準也白搭 —— 手機屏 ITO 膜厚差 2nm,觸控就會失靈;芯片銅膜厚了 3μm,通電直接發燙。想讓鍍膜產品合格,測準厚度是關鍵。今天用大白話講 4 種常用測量方法,附實操步驟,電子、顯示行業都能用,看完就會測。
一、先明確:為啥要測準?差一點,產品就廢了
磁控濺射膜厚大多在幾納米到幾十微米,肉眼根本看不出差別,但誤差超 5% 就可能出問題:
? 顯示領域:OLED 封裝膜厚<50nm,水汽會滲入,屏幕用半年就漏液;
? 電子領域:傳感器 Al?O?防護膜厚>100nm,會影響信號檢測精度。
所以測厚不是 “走過場”,是產品合格的最后一道關。
二、4 種核心測量方法:按場景選,別盲目用
1. 臺階儀:超薄膜首選,精度能到 0.1nm(適合半導體、顯示)
原理:用針尖在膜層邊緣劃道 “臺階”(膜層與基材的高度差 = 厚度),針尖移動時記錄高度,算出厚度。
實操步驟:
① 用刻蝕機在膜層邊緣做 100μm 寬的臺階(別傷基材);
② 校準臺階儀:用標準臺階片(已知厚度)調零;
③ 針尖輕觸臺階,從基材滑到膜層,儀器自動顯示厚度(測 3 次取平均)。
優勢:能測 5nm 以下超薄膜,還能看膜層平整度;
注意:軟膜(如柔性屏膜)別用硬針尖,選金剛石針尖防劃傷。
2. 橢圓偏振儀:透明 / 半透明膜專屬(適合手機屏、光學膜)
原理:利用光的偏振特性,光穿過透明膜時發生折射,通過檢測折射光變化算厚度。
實操步驟:
① 清潔基材表面(別留指紋,影響光反射);
② 選對應膜材的 “光學模型”(如 ITO 膜選 “金屬氧化物模型”);
③ 光照射膜層,儀器接收反射光,10 秒出厚度值(測 5 個點避免不均)。
優勢:非接觸、不損傷膜層,適合玻璃、塑料基材;
注意:不透明膜(如純金屬膜)用不了。
3. X 射線熒光光譜儀(XRF):金屬膜快速測(適合電子、五金)
原理:用 X 射線激發膜層金屬原子,原子發出熒光,熒光強度與厚度成正比。
實操步驟:
① 用標準樣品(已知厚度的同材質膜)校準儀器;
② 把樣品放檢測臺,X 射線照射膜層,儀器自動換算厚度;
③ 金屬膜測 3 個區域,偏差超 ±3% 就返工。
優勢:1 秒出結果,適合批量檢測(如芯片導電膜);
注意:膜厚超 10μm 時,精度會下降。
4. 渦流測厚儀:金屬基材 + 金屬膜通用(適合家電、汽車電子)
原理:高頻渦流感應,膜層厚度不同,渦流信號不同,直接顯示厚度。
實操步驟:
① 校準:用同基材、同膜厚的標準片調零;
② 探頭貼緊膜層(別壓太用力),1 秒讀數值(邊緣 1cm 內別測,易不準);
優勢:便宜(幾千塊)、操作簡單,適合車間批量測;
注意:非金屬基材(如塑料)用不了。
三、避坑 3 要點:測不準多是因為這 3 件事
1. 測前必清潔:膜層有灰塵、油污,會讓厚度值偏大(比如灰塵厚 0.5μm,測值就多 0.5μm),用酒精棉片擦干凈;
2. 多測幾個點:膜層邊緣易薄、中心易厚,至少測 3 個點(中心 + 兩側)取平均;
3. 定期校準儀器:臺階儀、XRF 每月用標準片校準 1 次,不然儀器漂移會導致誤差。
四、總結:按 “膜厚 + 基材” 選方法,別瞎折騰
超薄膜(<50nm)用臺階儀 / 橢圓偏振儀,金屬膜批量測用 XRF / 渦流儀,透明膜用橢圓偏振儀。記住:測厚不是越貴越準,選對方法 + 按步驟測,才能讓磁控濺射的膜層真正合格,別讓 “差一點” 的厚度毀了整批產品。