晶圓接觸角測量儀

一·概述（Summary）

接觸角（contact angle）是指在氣、液、固三相交點處所作的氣-液界面的切線，此切線在液體一方的與固-液交界線之間的夾角θ，是潤濕程度的量度；接觸角現有測試方法通常有兩種:其一為外形圖像分析方法;其二為稱重法.后者通常稱為潤濕天平或滲透法接觸角儀.但目前應用廣泛,測值直接與準確的還是外形圖像分析方法，接觸角測量儀采用外形圖像分析方法測量樣品表面親疏水性、潤濕性能、表面張力、表面能等數據的設備

晶圓接觸角測量儀應用：

1、液體在固體表面的接觸角和潤濕性：包括靜態接觸角，動態接觸角（前進/后退接觸角），接觸角滯后性等；

2、液滴在固體表面的起始滑動角（或滾動角），滑動速度；（擴張功能）

3、液體在固體表面的鋪展、滲透/吸收等潤濕行為；

4、固體表面自由能（surface free energy），及其各種分子相互作用力（如極性/非極性）的貢獻；

5、液體在固體表面的粘結力（adhesion）、滯留力（retention）等；

6、固體表面在經過清洗、處理后的結果（效果）評估：如潔凈度（cleanliness），均勻性（homogeneity），和表面能改變幅度等；

7、液/流-體系的表面/界面張力：包括靜、動態表/界面張力的測量；

8、表/界面張力以及表面活性成分含量的現場、在線、實時監測；

9、表面活性物質（如表面活性劑）臨界膠團溶度（CMC）的測量：包括全自動CMC測量，全自動有關配方的篩選和優化；

10、表面活性物質在界面的吸附、排列、取向、松弛等現象的研究；

11、液體界面的粘彈性和穩定性：如乳狀液／泡沫等體系的穩定性研究等等各種與液/流/固-體系相關的界面現象和過程的測量和分析等。

12、全自動檢測整體解決方案，可搭配至流水線上使用，提高檢測效率；

二·設備原理解析（Principle analysis）

我司設備采用的CCD數字攝像機，配倍高分辨率變焦式顯微鏡和高亮度LED背景光源系統，搭配三維樣品臺，可進行工作臺上下、前后等方向移動。實現微量進樣及上下、左右精密移動。同時還設計了伸縮桿結構工作臺，能適應在不同用戶材料厚度加大的場合。儀器框架可以根據式樣的大小適量調節，擴大了儀器的使用范圍。軟件搭配修正功能，測試多次后的結果可以同時保存在同一報告下，能讓用戶更好的對材料數據進行管控。該儀器設計美觀大方、操作簡單、符合用戶所需

三·技術規格（Specifications）

（一）晶圓接觸角測量儀觸角測量儀主機：

（1）主機使用高強度航空鋁合金結構搭配模塊化設計理念，集成芯片電路控制，保證儀器以狀態運行；

（2）成像部分使用高性能工業機芯及無失真遠心鏡頭確保的成像效果。

（3）工業級可調LED單波長冷光源系統，成像更清晰

（4）自動位移平臺，實現Y、Z自動定位測量，定點地位更準確，測量效率更高

技術規格：

主機外形尺寸：1200mm（長）*600mm(寬)* 670mm(高) 

主機凈重：55KG

工作臺面尺寸：420mm*420mm

工作臺移動：

 前后移動 自動，行程160mm，精度0.01mm

上下移動 手動，行程20mm，精度0.01mm

進樣器移動：自動上下60mm（自動）;  左右30mm

工業鏡頭移動：前后30mm（微調3mm）

工業鏡頭：0.7X *-4.5X高清遠心連續變倍變焦顯微鏡

CCD：S高速工業級芯片；60幀/S

鏡頭角度可調試：仰視、平視、俯視多視角觀察

光源：LED可調節藍色基調工業級冷光源；使用壽命達貳萬伍仟小時以上

電源及功率：220V / 60HZ

（二）分析軟件： 

（1）接觸角測量分析軟件自動橢圓擬合法（一鍵自動擬合，不存在人工誤差）包括：

圓法擬合（Circle method）（適用于低角度接觸角測量）

橢圓/斜橢圓擬合法（Ellipse/Oblique ellipse）（適用于高角度接觸角擬合）

LY（應用于120°以上高角度接觸角測量）

微分橢圓法/微分圓法（Differential circle / Differential ellipse）（應用于不規則液滴形態接觸角的擬合）

動態接觸角擬合包括：
潤濕性能測試（Wettability）（應用于慢性吸收材料、潤濕材料的表面吸收或潤濕性能測試，批量處理）

視頻擬合（Video analysis）（應用于吸收或潤濕速度較快的樣品的吸收或潤濕性能測試，視頻動態處理）

動態表面/界面張力測量（Measurement of dynamic surface / interfacial tension）（測量液體整個過程的張力變化趨勢，更準確的判定其真實的表面/界面張力）
表面能量計算（Surface energy）（使用主流的多種表面能計算方式測量對固體表面能量進行分析）
粘附功（Adhesion work）
數據報告（Data report）（支持WORD、Excel類型數據報告，自動生成晶圓模式數據譜圖）
規格：

接觸角測量范圍：0-180°
接觸角測量精度：±0.1°
表界面張力測量范圍：0-2000mN/m；測量精度：0.01 mN/m

高精度自動滴液系統：

軟件高精度滴液系統；滴液精度：0.0 1μl
一鍵式多點測量（可多次循環）：自動進樣→自動接液→軟件自動完成測量→自動換下一個點位
可針對不同樣品設置測量方案并可保存，方便下次再次測量同一類樣品時直接調取測量

四·產品特點（Product features）

高精度注射系統，全電腦控制，液滴控制精度可達0.01μl
Y軸自動位移，平臺自動旋轉，可一次測量多個已設置點并給出對應測量數據，實現全自動化測量
工業級可調LED冷光源系統（壽命25000H以上），清晰的成像，同時避免額外熱度所導致的小液滴揮發
采用高性能工業機芯，無失真遠心鏡頭，確保的成像效果。
采用USB2.0標準接口，數據傳輸速度快，兼容性高
高強度航空鋁合金結構，模塊化設計理念，可配置各種常用測量附件
集成芯片電路控制，保證儀器以狀態運行
多種輔助模塊選取，滿足更多的外部測試條件
光學系統頂式法，適合超低角度測量和疏水材料測量
多種接觸角分析方法，更適合多種材料接觸角測量
計算方法，能夠自動識別基準線及輪廓線，無人為誤差
高速全自動操作測量，且直觀讀取數據結果，有圖有真相，有擬合痕跡，測流量結果是否準確一目了然
表面接觸角分析模塊，更簡捷的操作，更準確的結果
視頻快速測試數據，可連續性進測試接觸角形態變化
一鍵式軟件操作: 【按空格鍵】--打開攝像頭； 【測試】--準確的控制滴液-自動接液-高精度的進行全自動測量-測量完畢后自動更換測量位置直至整個原設置好的測量方案運行結束