聚对二甲苯厚度测量

正文

聚对二甲苯厚度测量

我们将讨论开发薄膜堆栈的步骤和测量结果:

1. 使用厚膜算法快速估计厚度。由于我们不知道R.I散度，所以结果不准确。但是，一旦我们确定了R.I分散，我们就可以在生产中使用这种方法进行快速测量

2. 测量零件的未涂覆表面，并建立薄膜堆以适应该数据

3. 测量聚对二甲苯涂层厚度和R.I分散度

聚对二甲苯薄膜通常很厚，假设折射率(材料的色散)已知，使用FFT厚膜算法很容易测量它们的厚度。这种方法不需要精确的校准或详细的膜堆模型，在生产环境中使用方便。然而，如果不知道正确的折射率，厚度读数也会不准确。

样品测量

MProbe 20 Vis在400-1000nm波长范围内测量包覆和未包覆的样品。

图1 带有聚对二甲苯涂层的Al样品

为了快速估计样本的厚度，我们使用了基于厚膜FFT的算法

图2 聚对二甲苯厚层在拼接铝上的反射光谱。

图3 采用厚膜算法测量(12.7 μm)的结果-假设对二甲苯X折射率

由于我们不知道我们使用的折射率是否正确，我们需要验证模型与测量数据的拟合。这将使我们能够更准确地确定折射率和厚度。

为了测量涂层，我们首先需要测量未涂层的铝，以确定聚对二甲苯涂层下的膜堆。测量结果如图4所示。

我们从这个测量中得到了几个信息:

a).有一层氧化铝层(≈72 nm)

b).表面粗糙度为≈30 nm

c).该铝样品的反射率为标准抛光铝的约40%。

所有这些信息都包含在模型中，以达到良好的拟合，并将用于我们的zui终模型的聚二甲苯堆栈。

图4 该模型与未涂覆铝的测量结果吻合良好

为了检查我们使用厚膜算法对聚对二甲苯的原始测量结果，我们可以覆盖模型和测量数据并检查拟合(图5)。振荡的周期匹配得很好，正如我们所期望的，但是振幅不匹配。这意味着我们使用的折射率是不准确的。

为了达到更好的拟合，我们需要调整折射率和厚度(图6)。

图5 原聚对二甲苯测量结果(厚膜算法)与实测数据叠加。

图6 调整厚度和色散后的模型与实测数据的拟合。

振幅和周期都是匹配的。(见图7折射率色散)

图7 与ParyleneX(~ 1.67)相比，通过测量确定的聚对二甲苯的折射率明显更高(~ 2.15)。因此，实际厚度为9.69μm，而zui初使用不正确的折射率确定的厚度为12.7 μm。

现在我们通过直接拟合数据确定了聚对二甲苯的分散。并且可以用在厚膜算法中，

图8 采用更新的聚对二甲苯色散的厚膜测量算法。厚度结果显示，铝表面存在67nm的氧化铝。

使用MProbe 20 Vis和所描述的方法，可以直接在产品样品上方便地测定特定聚对二甲苯膜的R.I./分散度和厚度。该色散数据可以与厚膜算法一起使用，非常适合于离线或在线测量的生产环境。

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