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半导体晶圆行业-浸润性测试仪
产品简介:

半导体晶圆行业-浸润性测试仪:晶圆等离子清洗效果验证、PCB/FPC 表面油污检测、手机盖板防指纹涂层质检、光刻胶涂布前表面处理

产品型号:SDC-100

更新时间:2026-08-20

厂商性质:生产厂家

访 问 量 :9

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产品介绍

1、什么是接触角 θ

      当一滴液体落在固体平整表面,形成固‑液‑气三相交界点
      接触角:在三相交点处,液体表面的切线和固体表面之间的夹角(液体内部测量)
  •      θ < 90°:亲水,液体容易铺展开

  •      θ > 90°:疏水,液滴收缩成水珠

  •      θ <10°:超亲水;θ>150°:超疏水

    接触角大小直接反映:固体表面润湿性;进一步可以算出表面自由能(表面能)、粘附功

2、杨氏方程 Young’s Equation(理论基础)

     \(\gamma_=\gamma_+\gamma_\cos\theta\)
  •      \(\gamma_\):固‑气界面张力(固体表面能)

  •      \(\gamma_\):固‑液界面张力

  •      \(\gamma_\):液‑气界面张力(液体表面张力,如水 72.8 mN/m)

  •      \(\theta\):静态接触角

       前提条件:固体理想平整、化学均匀、无吸附、无滞后。现实样品大多,所以实际会出现前进角、后退角、接触角滞后

3、前进角 / 后退角 / 接触角滞后

     现实表面有粗糙度、污染、化学不均,同一个液滴角度不是**值:

     前进角 θₐ:不断增加液滴体积,刚要向外扩张时的接触角

     后退角 θᵣ:不断抽走液体,液滴刚要收缩时的接触角

     接触角滞后 Δθ = θₐ − θᵣ

  •      Δθ 很小(<5°):表面均匀、干净;

  •      Δθ 大(>10°‑20°):有油污、粗糙度、化学不均匀。

     滚动角:样品台倾斜,液滴刚好滚落的倾斜角度,超疏水材料重点指标,和滞后直接相关。

4、仪器测量原理(座滴法,绝大多数接触角仪)

     仪器侧视拍摄液滴照片,软件提取液滴轮廓,用数学模型拟合得到 θ。
       四种常用拟合算法:
  1.  圆拟合:假设液滴是圆形截面。适合小液滴;重力大液滴误差大。

  2.  椭圆拟合:适合大液滴、疏水大角度。

  3. Young‑Laplace(Y‑L / ADSA)拟合

    考虑重力对液滴的形变,精度最高;超疏水、大液滴、科研 / 半导体优先用这个。克吕士、梭伦机型核心算法。

        d.切线法:手动拉切线,人为误差大,仅教学。

      测试表面能:用两种已知表面张力的测试液体(水 + ****)分别测接触角,代入 OWRK、Fowkes、Van‑Oss 酸碱模型,算出固体表面能的色散分量、极性分量。常用于等离子、电晕处理评估粘接附着力。

5、其他测量方法原理

      Wilhelmy 板 / 纤维法(力学法)
      把固体薄片 / 纤维浸入液体,高精度天平测润湿拉力,计算动态接触角。适合纤维、薄膜、压片粉末,不靠拍照成像。
      悬滴法:测液体本身的表面张力、界面张力,很多一体机同时具备接触角 + 悬滴表面张力。

6、影响接触角结果的关键因素(实操原理)

     固体表面粗糙度:同样化学材质,越粗糙,亲水更亲水、疏水更疏水(Wenzel 模型;Cassie‑Baxter 模型解释超疏水)

     表面污染:微量油污,角度大幅升高

     温度、湿度、液体挥发:液滴体积随时间变化,角度漂移

     液滴体积:体积太大重力形变,太小受粗糙度影响;常规 2‑5 μL

     Wenzel 与 Cassie‑Baxter(粗糙表面理论)

      Wenzel 状态:液体填满表面微凹坑,液滴紧贴表面。

      Cassie‑Baxter 状态:液滴悬浮在微结构顶端,底下截留空气,这就是超疏水(荷叶效应)的原理。


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