膜厚均匀性测试
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汽车涂装工艺中的漆膜质量评价指标
漆膜外观质量评价指标
平整度
01
02
03
平整度
漆膜表面应光滑、连续， 无明显的凹凸、颗粒、气 泡等缺陷，以达到良好的 视觉效果。
检测方法
通过目视观察、触感检测 以及使用平整度检测仪器 进行定量测量。
影响因素
涂装过程中的施工方法、 环境温湿度、涂料粘度等 都会影响漆膜平整度。
光泽度
光泽度
漆膜表面反射光线的能力 ，体现漆膜的镜面效果。
要点二
详细描述
耐候性是指漆膜抵抗阳光、紫外线、风雨等气候因素影响 的能力。在汽车涂装工艺中，耐候性是评价漆膜质量的重 要指标之一，因为它直接影响到汽车在使用过程中的外观 保持能力。耐候性通常采用人工加速老化试验进行评估， 通过观察漆膜在模拟实际使用环境下的颜色变化、光泽丧 失、开裂等现象的发生程度来评价其耐候性能。
06
漆膜质量评价测试方法
目视评价法
总结词
通过观察漆膜表面，评估其外观、颜色 、光泽和纹理等特性。
VS
详细描述
目视评价法是最基本、最直观的漆膜质量 评价方法。评估人员通过肉眼观察漆膜表 面，检查是否存在颜色不均、气泡、裂纹 、杂质等缺陷。同时，观察漆膜的光泽和 纹理，以评估其美观度和质感。
仪器评价法
桔皮现象
桔皮现象
漆膜表面呈现类似桔皮状的纹理 ，影响外观质量。
检测方法
目视观察以及使用仪器测量桔皮的 大小和深度。
影响因素
涂料的流平性、涂装环境的温湿度 、涂装技术等都会导致桔皮现象的 产生。
Hale Waihona Puke 3漆膜物理性能评价指标硬度
总结词
硬度是衡量漆膜抵抗刮擦和划痕的能力的重要指标。
详细描述
硬度是指漆膜抵抗刮擦和划痕的能力。通常采用摆杆硬度计进行测量，摆杆硬 度计的测量原理是通过测量漆膜抵抗形变的能力来反映其硬度。硬度高的漆膜 能够更好地抵抗划痕和刮擦，保持外观的完整性。
平整度
01
02
03
平整度
漆膜表面应光滑、连续， 无明显的凹凸、颗粒、气 泡等缺陷，以达到良好的 视觉效果。
检测方法
通过目视观察、触感检测 以及使用平整度检测仪器 进行定量测量。
影响因素
涂装过程中的施工方法、 环境温湿度、涂料粘度等 都会影响漆膜平整度。
光泽度
光泽度
漆膜表面反射光线的能力 ，体现漆膜的镜面效果。
要点二
详细描述
耐候性是指漆膜抵抗阳光、紫外线、风雨等气候因素影响 的能力。在汽车涂装工艺中，耐候性是评价漆膜质量的重 要指标之一，因为它直接影响到汽车在使用过程中的外观 保持能力。耐候性通常采用人工加速老化试验进行评估， 通过观察漆膜在模拟实际使用环境下的颜色变化、光泽丧 失、开裂等现象的发生程度来评价其耐候性能。
06
漆膜质量评价测试方法
目视评价法
总结词
通过观察漆膜表面，评估其外观、颜色 、光泽和纹理等特性。
VS
详细描述
目视评价法是最基本、最直观的漆膜质量 评价方法。评估人员通过肉眼观察漆膜表 面，检查是否存在颜色不均、气泡、裂纹 、杂质等缺陷。同时，观察漆膜的光泽和 纹理，以评估其美观度和质感。
仪器评价法
桔皮现象
桔皮现象
漆膜表面呈现类似桔皮状的纹理 ，影响外观质量。
检测方法
目视观察以及使用仪器测量桔皮的 大小和深度。
影响因素
涂料的流平性、涂装环境的温湿度 、涂装技术等都会导致桔皮现象的 产生。
Hale Waihona Puke 3漆膜物理性能评价指标硬度
总结词
硬度是衡量漆膜抵抗刮擦和划痕的能力的重要指标。
详细描述
硬度是指漆膜抵抗刮擦和划痕的能力。通常采用摆杆硬度计进行测量，摆杆硬 度计的测量原理是通过测量漆膜抵抗形变的能力来反映其硬度。硬度高的漆膜 能够更好地抵抗划痕和刮擦，保持外观的完整性。
薄膜均匀性的研究分析
差别一般不大，大约在零点几个纳米
左右， 故 Hr 的值与 Hmin 的值很接近。计算得 到膜厚分布的曲线为：
Hr = −0.0002506*10−7 *r2 +1.1002506*10−7 （５） 将 不 同 的ｒ 值 代 入 式（ ４ ） 、式 （ ５ ） ， 结 果 如
图１ 基片上膜厚分布曲线
图２ 基片上膜厚分布曲线 图３ 根据数据得出的掩模板形状
的膜厚遮挡掉，来提高膜厚均匀性是一种 新 的 发 展 思 路 ［５］。本 文 主 要 是 在 真 空 蒸 发 镀的条件下，对薄膜厚度均匀性进行了讨 论，以及为达到膜厚均匀设计了适合的修 正板。
１ 修正板公式推导
通过列举一些实际的数据，可以得到
掩 模 板 的 外 形 轮 廓 。选 择 基 片 半 径
Ｒ＝２０ｃｍ；基片旋转中心的偏心距 e =0 ；最 小 膜 厚 Hmin = 1 ｎ ｍ ； 膜 厚 分 布 服 从 二 次 函 数 Hr = a*r2 +b ； 在 ｒ ＝ １ ｃ ｍ 处 ， Hr =1 ｎ ｍ ； 膜 厚 分 布 的 曲 线 过 （ ２ ０ ｃ ｍ ， １ ｎ ｍ ） 点 。由 于 蒸 发 镀
随着真空镀膜技术的广泛应用，对薄 膜 均 匀 性 的 要 求 也 越 来 越 高 。任 何 一 种 有 实际应用价值的薄膜都对膜厚分布有特 定的要求，除了少数特殊场合外，绝大多 数情况下都要求薄膜厚度尽可能均匀一 致 ［１，２］。薄 膜 均 匀 性 是 指 待 镀 基 片 上 所 镀 的 膜厚随着基片在真空室内位置的变化而
真空室中基板温度的分布往往是不均 匀 的 ， 这 与 真 空 室 内 加 热 源 的 位 置 、能 量 大 小 等 因 素 有 关 。通 常 夹 具 上 中 间 部 分 与 边 缘 部 分 的 温 度 差 可 达 几 十 摄 氏 度 。这 样 由 于凝聚系数的差异，温度高的地方膜厚势 必 比 温 度 低 的 地 方 薄 。所 以 要 通 过 一 系 列 温控手段来合理地改变真空室中温度场的 分布。 ２ ． ３ 基板与蒸发源相对位置的影响
左右， 故 Hr 的值与 Hmin 的值很接近。计算得 到膜厚分布的曲线为：
Hr = −0.0002506*10−7 *r2 +1.1002506*10−7 （５） 将 不 同 的ｒ 值 代 入 式（ ４ ） 、式 （ ５ ） ， 结 果 如
图１ 基片上膜厚分布曲线
图２ 基片上膜厚分布曲线 图３ 根据数据得出的掩模板形状
的膜厚遮挡掉，来提高膜厚均匀性是一种 新 的 发 展 思 路 ［５］。本 文 主 要 是 在 真 空 蒸 发 镀的条件下，对薄膜厚度均匀性进行了讨 论，以及为达到膜厚均匀设计了适合的修 正板。
１ 修正板公式推导
通过列举一些实际的数据，可以得到
掩 模 板 的 外 形 轮 廓 。选 择 基 片 半 径
Ｒ＝２０ｃｍ；基片旋转中心的偏心距 e =0 ；最 小 膜 厚 Hmin = 1 ｎ ｍ ； 膜 厚 分 布 服 从 二 次 函 数 Hr = a*r2 +b ； 在 ｒ ＝ １ ｃ ｍ 处 ， Hr =1 ｎ ｍ ； 膜 厚 分 布 的 曲 线 过 （ ２ ０ ｃ ｍ ， １ ｎ ｍ ） 点 。由 于 蒸 发 镀
随着真空镀膜技术的广泛应用，对薄 膜 均 匀 性 的 要 求 也 越 来 越 高 。任 何 一 种 有 实际应用价值的薄膜都对膜厚分布有特 定的要求，除了少数特殊场合外，绝大多 数情况下都要求薄膜厚度尽可能均匀一 致 ［１，２］。薄 膜 均 匀 性 是 指 待 镀 基 片 上 所 镀 的 膜厚随着基片在真空室内位置的变化而
真空室中基板温度的分布往往是不均 匀 的 ， 这 与 真 空 室 内 加 热 源 的 位 置 、能 量 大 小 等 因 素 有 关 。通 常 夹 具 上 中 间 部 分 与 边 缘 部 分 的 温 度 差 可 达 几 十 摄 氏 度 。这 样 由 于凝聚系数的差异，温度高的地方膜厚势 必 比 温 度 低 的 地 方 薄 。所 以 要 通 过 一 系 列 温控手段来合理地改变真空室中温度场的 分布。 ２ ． ３ 基板与蒸发源相对位置的影响
聚酰亚胺薄膜厚度均匀性分析
聚酰亚胺薄膜厚度均匀性分析摘要：聚酰亚胺薄膜（Polyimide Film），简称PI薄膜，是世界上最好的绝缘类高分子材料，本文简单论述了聚酰亚胺薄膜的生产工艺，并重点分析了厚度均匀性对薄膜力学性能、电气性能的影响以及测试和改进方法。
关键词：聚酰亚胺薄膜、厚度均匀性、测厚技术聚酰亚胺薄膜（Polyimide Film），简称PI薄膜，是世界上最好的绝缘类高分子材料，由于聚酰亚胺分子中包含十分稳定的芳杂环结构单元，因而此类薄膜具有较高的热稳定性、拉伸强度，较低的线性膨胀系数，适宜的弹性模量以及优良的耐高低温性、绝缘性、耐介质性等其他高分子材料无可比拟的优异性能，被誉为“黄金薄膜”。
正因如此，它广泛的应用于电气电子领域（柔性印刷电路板FPC、自粘带、电缆绝缘材料等）、航空航天领域、太阳能光伏领域、电子产品领域（手机、电脑、音响等）以及条形码、雷达、防火罩等其他方面。
1、聚酰亚胺薄膜的生产工艺聚酰亚胺薄膜的制取根据工艺的不同分为浸渍法、流延法和流延拉伸法。
浸渍法是最为传统的方法之一，在铝箔底材上浸渍聚酰胺酸溶液，通过烘焙干燥形成聚酰胺酸薄膜。
将底材连同薄膜放入高温烘焙炉进行脱水亚胺化反应，后经剥离、切边、收卷、酸洗、水洗、干燥即可制得聚酰亚胺薄膜。
该种方法的生产工艺和操作最为简单，但制成薄膜厚度均匀性和机械强度较差，很难达到高性能薄膜的质量要求。
流延法是将聚酰胺酸溶液通过流延嘴流延到下方运行的不锈钢带上，经干燥道干燥成型为具有自支持性的凝胶状膜。
将此凝胶状膜从刚带上剥离下来进行高温亚胺化、收卷即制得聚酰亚胺薄膜，此法制取的薄膜均匀性和机械性能获得了显著提高。
流延拉伸法与流延法不同之处在于收卷前，增加了一道双轴拉伸工序，这种变化不仅大幅提升了薄膜的物理性能，电气性能、热稳定性也大为改观。
分析聚酰亚胺薄膜市场发展趋势，微电子领域将成为最具潜力的应用领域之一，其轻量化、精细化要求必然带动电子工程用（电子级）聚酰亚胺薄膜的大规模生产，为达到高品质要求，流延法和流延拉伸法将会成为行业普遍的制备方法并在实践中得到进一步改进。
一种用于检测薄膜均匀性的光谱方法
Ａ ｅ Ｓ ｃ ｒ Ｎ ｗ ｐｅ ｔ ｕｍ ｅ ｈ ｏ ｅ ｓ ｉ ｌ ｎｉｏ ｍ ｉｙ Ｍ ｔ ｏｄ ｆ ｒ Ｍ ａ ｕｒ ｎｇ Ｆｉｍ Ｕ ｆ ｒ ｔ
Ｊ Ｈ ｎ—ｈｎ Ｚ ｕｎｊａ Ｉ ｏ ｇｚ ｅ ， ＯＵＪ ａ － ｎ ｕ
（ ｔ ｎ ｌ ａ ｏａｏｙｆｒＩ ｆ ｒｄＰ ｙ ｉｓ Ｓ ａ ｇ ａ Ｉｓｉｕｅｏ ｅｈ ｉａ ｂ ｓ ８ Ｎａｉ ａ ｂ ｒ ｔｒ ｎｒ ｅ ｈ ｓ ， ｈ ｎ ｈ ｉ ｎ ｔ ｔ ｆ ｃｎｃ ｌ ｙ ｉ ． ｏ Ｌ ｏ ａ ｃ ｔ Ｔ Ｐ ｃ
算简单， 甚至无须 知道薄膜本 身的信息， 因此可
（） １
避免直接 测量厚度时所产 生的测量误差 。
ｈｔ ： ｊｕｎ １ｉ ． ． ／ ｗ ｔｐ ／ ｒａ．ｔ ａ ｃ ｈ ／ｏ ｓｐ ｃ ｎ
・
２ 实验 过 程
２ １ 实 验 系 统 ．
最 多 可 安 装 １ 不 同靶 材 。它 们 可 以镀 制 各 种 Ｏ种 金 属 、氧 化 物和 氮 化 物 ，在 不 开 腔 的前 提 下 可 实 现 高 达 １ 靶 材 的 连 续 镀 制 。该 系 统 由 中 国 科 ０种 学 院 上 海 技 术 物 理 研 究 所 红 外 物 理 国 家 重 点 实 验 室 与 上 海 宇 豪 光 电 技 术 有 限公 司共 同 设 计 和
ｓ ｒ ｍ ｅ ｔ ｏ ｌ ｈ ｃ ｎ ｓ ．Ｔｈ ｒ ｆ ｒ ，ｉ ｃ ｎ ｏ ｔ ｉ ｈ ｎ ｆ ｒ ｉｙ ｉ ｆ ｒ ａ ｉ ｎ ｏ ｈ ｌ ｑ ｉ ｋ ｙ ｕ ｅ ｎ ｆｆ ｍ ｔ ｉｋ ｅ ｓ ｉ ｅ ｅ ｏ ｅ ｔ ａ ｂ ａ ｎ ｔ ｅ ｕ ｉ ｍ ｔ ｎ ｏ ｍ ｔｏ ｆｔ ｅ ｆ ｍ ｕ ｃ ｌ ．Ｔｈ ｏ ｉ ｅ ｍｅ ｈ ｄ ｉ ｏ ｖ ｎ ｅ ｔ ａ ｄ ｓｍｐｌ ｎ ｏ ｒ ｔｏ ｎ ｓ ｏ ｍ ｐ ｒ ａ ｔ ｖ ｌ ｅ ｔ ｈ ｍ ｐ ｏ ｅ ｎ ｆ ｃ ａ ｉ ｇ ｔ ｏ ｓｃ ｎ ｅ ｉｎ ｎ ｉ ｅ ｉ ｐｅ ａ ｉ ｎ ａ ｄ ｉ ｆ ｉ ｏ ｔ ｎ ａ ｕ ｏ ｔ ｅ ｉ ｒ ｖ ｍｅ ｔ ｏ ｏ ｔｎ
汽车涂装中的喷漆均匀性检测
佳的喷涂效果。
定期维护与校准检测设备
要点一
总结词
定期维护和校准检测设备能够确保检测结果的准确性和可 靠性，提高喷漆均匀性。
要点二
详细描述
为了确保检测设备的准确性和可靠性，应定期进行设备的 维护和校准工作。这包括清洗喷枪、更换过滤器、检查气 路是否通畅等，以确保设备的正常运行。同时，对于检测 设备也应定期进行校准，以确保检测结果的准确性。通过 这些措施，可以提高喷漆均匀性，从而提高汽车涂装的质 量和美观度。
喷漆均匀性检测可以确保汽车各个部位涂层的厚度和成分比 例符合设计要求，避免出现明显的色差、条纹或斑点等外观 缺陷，使汽车外观更加美观。
保证涂层性能
喷漆均匀性检测可以确保涂层厚度符 合标准，从而保证涂层的各项性能， 如防腐蚀、防刮擦、耐候性等。
涂层厚度的均匀性直接影响其物理和 化学性能的发挥，通过喷漆均匀性检 测可以避免因涂层厚度不均而导致的 性能下降或涂层剥落等问题。
均匀现象。
仪器检测
使用色差仪、光泽度计等仪器 检测涂层的色差、光泽度等参 数，以量化评估喷漆均匀性。
触摸检测
通过触摸涂层表面，感受其平 滑度，判断涂层的均匀程度。
破坏性检测
在必要时，通过剥离涂层进行 破坏性检测，以评估涂层的附
着力和均匀性。
04
喷漆均匀性检测的设备 与工具
喷枪
喷枪是用于将涂料均匀地喷涂到汽车表面的工具，其质量和性能对喷漆效果和均匀 性至关重要。
VS
详细描述
喷涂时，应保持喷枪与被涂装表面之间的 适当距离，通常在15~25厘米之间。同时 ，喷枪的角度应与被涂装表面保持垂直或 稍微倾斜，以获得更好的涂层效果。
控制喷涂压力与流量
总结词
喷涂压力和流量是影响喷漆均匀性的关键参 数，控制好这两个参数能够确保涂层厚度和 颜色的均匀分布。
定期维护与校准检测设备
要点一
总结词
定期维护和校准检测设备能够确保检测结果的准确性和可 靠性，提高喷漆均匀性。
要点二
详细描述
为了确保检测设备的准确性和可靠性，应定期进行设备的 维护和校准工作。这包括清洗喷枪、更换过滤器、检查气 路是否通畅等，以确保设备的正常运行。同时，对于检测 设备也应定期进行校准，以确保检测结果的准确性。通过 这些措施，可以提高喷漆均匀性，从而提高汽车涂装的质 量和美观度。
喷漆均匀性检测可以确保汽车各个部位涂层的厚度和成分比 例符合设计要求，避免出现明显的色差、条纹或斑点等外观 缺陷，使汽车外观更加美观。
保证涂层性能
喷漆均匀性检测可以确保涂层厚度符 合标准，从而保证涂层的各项性能， 如防腐蚀、防刮擦、耐候性等。
涂层厚度的均匀性直接影响其物理和 化学性能的发挥，通过喷漆均匀性检 测可以避免因涂层厚度不均而导致的 性能下降或涂层剥落等问题。
均匀现象。
仪器检测
使用色差仪、光泽度计等仪器 检测涂层的色差、光泽度等参 数，以量化评估喷漆均匀性。
触摸检测
通过触摸涂层表面，感受其平 滑度，判断涂层的均匀程度。
破坏性检测
在必要时，通过剥离涂层进行 破坏性检测，以评估涂层的附
着力和均匀性。
04
喷漆均匀性检测的设备 与工具
喷枪
喷枪是用于将涂料均匀地喷涂到汽车表面的工具，其质量和性能对喷漆效果和均匀 性至关重要。
VS
详细描述
喷涂时，应保持喷枪与被涂装表面之间的 适当距离，通常在15~25厘米之间。同时 ，喷枪的角度应与被涂装表面保持垂直或 稍微倾斜，以获得更好的涂层效果。
控制喷涂压力与流量
总结词
喷涂压力和流量是影响喷漆均匀性的关键参 数，控制好这两个参数能够确保涂层厚度和 颜色的均匀分布。
Chapter 7 薄膜厚度和沉积速率的测定和监控
二、电容法
电介质薄膜的厚度可以通过测量它的电容 量来确定。 方法一： 根据这一原理可以在绝缘基板上，按设计 要求淀积出一对电极，使之形成平板形电容 器。当未淀积介质时，电容值主要由基板的 介电常数决定。而淀积介质薄膜后，其电容 值由电极的间距和厚度，以及淀积薄膜的介 电系数决定。只要用电容电桥测出电容值的 变化便可确定淀积的膜厚。
第二部分：薄膜的测量
——薄膜厚度及沉积速 率的测定和监控
第七章 膜厚和淀积速率的测量与监控 7-1 7-2 7-3 7-4 7-5 概述 称重法 电学方法 光学方法 触针法
7-1 概述
薄膜的厚度(膜厚)是薄膜最重要的参 数之一，它影响着薄膜的各种性质及其 用途。实际应用的薄膜的厚度很小，通 常在几个纳米到几个微米之间。因此膜 厚的测量以及薄膜形成过程中对它的厚 度的监控不仅十分重要，而且往往是一 项特殊的技术。 薄膜沉积过程中的沉积速率则是制 膜工艺过程中的一个重要参数，它直接 影响到薄膜的结构和特性。
方法二： 另一种方法是在绝缘基板上先形成下电极， 然后淀积一层介质薄膜后，再制作上电极，使 之形成一个平板形电容器。然后根据平板电容 器公式，在测出电容值后，便可计算出淀积介 质薄膜的厚度。显然，这种方法只能用于淀积 后的膜厚测量，而不能用于淀积过程的监控。 计算时所需要的值，可取块材介质的介电系 数值。 由于确定介电系数和平板电容器或叉指电 容器的表面积(电极)所造成的误差，限制了这 种方法的准确性。
3）物性膜厚dp： 在实际使用上较有用，而且比较容易测 量，它与薄膜内部结构和外部结构无直接 关系，主要取决于薄膜的性质(如电阻率、 透射率等)。 三种定义的膜厚值往往满足下列不等式： dT≧dM ≧ dP
七、膜厚的测试方法
由于实际表面的不平整性，以及薄膜不 可避免有各种缺陷、杂质和吸附分子等存在， 所以不论用哪种方法来定义和测量膜厚，都 包含着平均化的统计概念，而且所得膜厚的 平均值是包括了杂质、缺陷以及吸附分子在 内的薄膜的厚度值。 具体：1）在形状膜厚的测量方法中，触 计法和多次反射干涉法最常用，由它们所确 定的膜厚，确实是由表面的形状所决定。
薄膜材料的表征与测量方法
44
45
§6.3 薄膜成分的表征方法
46
§6.4 薄膜附着力的测量方法
对薄膜最基本的性能要求之一：对衬底 的附着力要好。
薄膜附着力测试方法的共同点：在对薄 膜施加载荷的前提下，测量薄膜脱落时 的临界载荷。测试结果只具有定性意义 。
刮剥法和拉伸法。
47
48
刮剥法
将硬度较高的划针垂直置于薄膜表面，施加载 荷对薄膜进行划伤试验的方法来评价薄膜的附 着力。
36
扫描隧道显微镜（STM）
1981年，美国IBM公司Prof. G. Binning 和Dr. H. Rohrer发明了扫描隧道电子显 微镜（Scanning Tunneling Microscope） ，简称STM。（1986年获诺贝尔物理奖 ）
原理：利用量子力学中的隧道效应对样 品表面进行分析，可以直接观察到原子 ，是目前进行表面分析的最精密的仪器 。
有分辨率高、观察景深长。 可以采用不同的图像信息形式。 可以给出定量或半定量的表面成分分析结
果。
20
21
二次电子像
二次电子：入射电子从样品表层激发出 来的能量最低的一部分电子。它们来自 样品表面最外层的几层原子。
二次电子像：较高的分辨率。 需要样品具有一定的导电能力，对于导
电性较差的样品，可以采用喷涂一层导 电性较好的C或Au膜的方法，提高样品 表面的导电能力。
关系。h普朗克常数，m、q
电子的质量和电量。
h
2mqV
29
将透射束和衍射束斑点组成的图像投影到 荧光屏上，就给出了晶体在特定入射方向 上的衍射谱，包含的结构信息：
晶体点阵的类 型和点阵常数
晶体的相对位 向
与晶粒的尺寸 大小、挛晶等 有关的晶体显 微缺陷方面的 信息。
45
§6.3 薄膜成分的表征方法
46
§6.4 薄膜附着力的测量方法
对薄膜最基本的性能要求之一：对衬底 的附着力要好。
薄膜附着力测试方法的共同点：在对薄 膜施加载荷的前提下，测量薄膜脱落时 的临界载荷。测试结果只具有定性意义 。
刮剥法和拉伸法。
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刮剥法
将硬度较高的划针垂直置于薄膜表面，施加载 荷对薄膜进行划伤试验的方法来评价薄膜的附 着力。
36
扫描隧道显微镜（STM）
1981年，美国IBM公司Prof. G. Binning 和Dr. H. Rohrer发明了扫描隧道电子显 微镜（Scanning Tunneling Microscope） ，简称STM。（1986年获诺贝尔物理奖 ）
原理：利用量子力学中的隧道效应对样 品表面进行分析，可以直接观察到原子 ，是目前进行表面分析的最精密的仪器 。
有分辨率高、观察景深长。 可以采用不同的图像信息形式。 可以给出定量或半定量的表面成分分析结
果。
20
21
二次电子像
二次电子：入射电子从样品表层激发出 来的能量最低的一部分电子。它们来自 样品表面最外层的几层原子。
二次电子像：较高的分辨率。 需要样品具有一定的导电能力，对于导
电性较差的样品，可以采用喷涂一层导 电性较好的C或Au膜的方法，提高样品 表面的导电能力。
关系。h普朗克常数，m、q
电子的质量和电量。
h
2mqV
29
将透射束和衍射束斑点组成的图像投影到 荧光屏上，就给出了晶体在特定入射方向 上的衍射谱，包含的结构信息：
晶体点阵的类 型和点阵常数
晶体的相对位 向
与晶粒的尺寸 大小、挛晶等 有关的晶体显 微缺陷方面的 信息。
大口径光学元件薄膜厚度均匀性修正
ｃ ｄ ： ． Ｍ （ ｎ＋ １ ｒ ＂ Ｏ Ｏ ）ｎ ｏｓａｃ Ｓ ｄｓ
＿
（） ２
７ ｒ 【
设膜层 的 密度 为 Ｉ 则 基板 上 的膜厚 ｔ Ｄ ， 为
茜 研
∞ ａ ｓ
ｃ ｓ
从（） ３ 式可 以看 出膜厚 与 材料蒸 气参 数 ｎ和蒸 气 入射 角 ０有 关 ， 与基 板与蒸 发 源 距离 ｒ 关 。 还 有 上述 分 析 的条 件 是假设 原 子或 分子 与基板 的 附着 系数 为 １ 但 事 实上 蒸气 原 子 或分 子 的入 射 角 不 同 ， ， 与基 板 的附着 系数 也不 同 。若基 板 上温度 分 布不 均 ， 其上 每 一 点 的 附着 系数也 不 同 ［ 。然 而 对 于 一 台多 功能 的 则 ５ ］ 镀 膜机 ， 内部 相应 附件 较 多 ， 旦设备 组装 完成 ， 发 系统 、 子 辅助 系统 位 置就 固定 下 来 了 ， 一 蒸 离 因此 对于 ｒ 节 调 不灵 活 的薄膜 沉积 系统 ， 效 的调节 方法 是添 加修 正板 ， 用递 进 的实 验方 法修正 膜 厚［ 。 有 采 ６ ］
ｄ 一 ． Ｍ （ ｎ＋ １ ｍｃ ｓａｄ２ ） ｏ ＂ ｇ
． ．
（） １
７ 【
式中： 为镀 膜材 料 的蒸气 参数 （ 产生蒸 气 的能量 大小 、 式及 膜料 有关 ） 与 方 。又设 此 镀 膜材 料 是沉 积 在 距膜 料 ｒ 的基板 的单 位面积 ｄ 处 Ｓ上 ， 设此 ｄ Ｓ与膜 料蒸 气方 向成 ０角 ， （ ） 可表示 为 则 １式
文 章编 号 ： １ ０ — ３ ２ ２ ０ ） ７ １ ５ —５ ０ １４ ２ （ ０ ７ ０ ． １ ３０
大 口径 光 学元 件 薄膜 厚 度 均 匀性 修 正 。
＿
（） ２
７ ｒ 【
设膜层 的 密度 为 Ｉ 则 基板 上 的膜厚 ｔ Ｄ ， 为
茜 研
∞ ａ ｓ
ｃ ｓ
从（） ３ 式可 以看 出膜厚 与 材料蒸 气参 数 ｎ和蒸 气 入射 角 ０有 关 ， 与基 板与蒸 发 源 距离 ｒ 关 。 还 有 上述 分 析 的条 件 是假设 原 子或 分子 与基板 的 附着 系数 为 １ 但 事 实上 蒸气 原 子 或分 子 的入 射 角 不 同 ， ， 与基 板 的附着 系数 也不 同 。若基 板 上温度 分 布不 均 ， 其上 每 一 点 的 附着 系数也 不 同 ［ 。然 而 对 于 一 台多 功能 的 则 ５ ］ 镀 膜机 ， 内部 相应 附件 较 多 ， 旦设备 组装 完成 ， 发 系统 、 子 辅助 系统 位 置就 固定 下 来 了 ， 一 蒸 离 因此 对于 ｒ 节 调 不灵 活 的薄膜 沉积 系统 ， 效 的调节 方法 是添 加修 正板 ， 用递 进 的实 验方 法修正 膜 厚［ 。 有 采 ６ ］
ｄ 一 ． Ｍ （ ｎ＋ １ ｍｃ ｓａｄ２ ） ｏ ＂ ｇ
． ．
（） １
７ 【
式中： 为镀 膜材 料 的蒸气 参数 （ 产生蒸 气 的能量 大小 、 式及 膜料 有关 ） 与 方 。又设 此 镀 膜材 料 是沉 积 在 距膜 料 ｒ 的基板 的单 位面积 ｄ 处 Ｓ上 ， 设此 ｄ Ｓ与膜 料蒸 气方 向成 ０角 ， （ ） 可表示 为 则 １式
文 章编 号 ： １ ０ — ３ ２ ２ ０ ） ７ １ ５ —５ ０ １４ ２ （ ０ ７ ０ ． １ ３０
大 口径 光 学元 件 薄膜 厚 度 均 匀性 修 正 。
质子交换膜燃料电池 第5部分：膜电极测试方法-最新国标
6
e) 一块阳极侧的端板和一块阴极侧的端板； f) 电绝缘片； g) 螺栓、螺母、垫圈等； h) 温度控制组件：加热组件与热电偶等。 7.3.2 电池组装 电池组装按顺序将端板、电绝缘片、集流板、单极板、密封件、MEA、密封件、单极板、 集流板、电绝缘片、端板进行组装（参考附录B中B.1）。若采用螺栓紧固型夹具，螺栓的 紧固顺序按照附录B中B.2所示数字标注的顺序，使用紧固螺栓、螺母以及扭矩扳手对电池 进行夹紧处理。 电池组装程序对电池性能的可重复性有明显影响，下列组装操作中的一些特定过程应 以文件记录下来: a) 一侧密封件/密封的材料、尺寸及安装。 b) MEA 放置定位，包括阳极侧和阴极侧确认。 c) 另外一侧密封件/密封的材料、尺寸及安装。 d) 加压按照规定气体扩散层的压缩率或者组装力，做螺栓紧固。 注意：装配 GDL 的压缩率和组装力，基于需求进行设定。可以通过压敏纸或压力毯等 压力检测工具来核查 GDL 的受力情况。 e) 装配后，应检查同侧端板和集流体板之间的绝缘性。
n
d di n
i 1
······················································ (1)
式中： d ——膜电极的平均厚度，单位为微米（µm）；
di ——某一点膜电极的厚度测量值，单位为微米（µm）； n ——测量数据点数。
5.5.3 最大厚度相对偏差按照公式（3）进行计算：
3 术语和定义
GB/T 20042.1-2017界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
铂族金属担载量 Pt group metal loading
1
燃料电池（电极）单位活性面积铂族金属的质量。
注1：要明确是单独阳极或单独阴极铂族金属担载量，或者阳极和阴极铂族金属担载量的总和； 注2：Pt族金属，包括：铂(Pt)、钯(Pd)、锇(Os)、铱(Ir)、钌(Ru)和铑(Rh)等元素。
e) 一块阳极侧的端板和一块阴极侧的端板； f) 电绝缘片； g) 螺栓、螺母、垫圈等； h) 温度控制组件：加热组件与热电偶等。 7.3.2 电池组装 电池组装按顺序将端板、电绝缘片、集流板、单极板、密封件、MEA、密封件、单极板、 集流板、电绝缘片、端板进行组装（参考附录B中B.1）。若采用螺栓紧固型夹具，螺栓的 紧固顺序按照附录B中B.2所示数字标注的顺序，使用紧固螺栓、螺母以及扭矩扳手对电池 进行夹紧处理。 电池组装程序对电池性能的可重复性有明显影响，下列组装操作中的一些特定过程应 以文件记录下来: a) 一侧密封件/密封的材料、尺寸及安装。 b) MEA 放置定位，包括阳极侧和阴极侧确认。 c) 另外一侧密封件/密封的材料、尺寸及安装。 d) 加压按照规定气体扩散层的压缩率或者组装力，做螺栓紧固。 注意：装配 GDL 的压缩率和组装力，基于需求进行设定。可以通过压敏纸或压力毯等 压力检测工具来核查 GDL 的受力情况。 e) 装配后，应检查同侧端板和集流体板之间的绝缘性。
n
d di n
i 1
······················································ (1)
式中： d ——膜电极的平均厚度，单位为微米（µm）；
di ——某一点膜电极的厚度测量值，单位为微米（µm）； n ——测量数据点数。
5.5.3 最大厚度相对偏差按照公式（3）进行计算：
3 术语和定义
GB/T 20042.1-2017界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
铂族金属担载量 Pt group metal loading
1
燃料电池（电极）单位活性面积铂族金属的质量。
注1：要明确是单独阳极或单独阴极铂族金属担载量，或者阳极和阴极铂族金属担载量的总和； 注2：Pt族金属，包括：铂(Pt)、钯(Pd)、锇(Os)、铱(Ir)、钌(Ru)和铑(Rh)等元素。
Filmetrics膜厚测量仪中文介绍
F50－非图案化表面自动测绘
生产环境的自动测绘
Filmetrics F50 家族的产品能快到以每 秒钟测绘两个点的速度测绘薄膜厚度。 电动的 R-Theta 平台可以接受标准的 和定制的夹头，以便用于直径大到 300mm 的样品。 测绘方式可以是极 性、矩形或线性的，您也可以创造自 己的方式而不受测量点数量的限制。我们提供数十种预定义的测绘 方式。F50 台式系统需要连接到您装有 Windows 计算机的 USB 端口 上并在数分钟内即可完成设定。 不同的 F50 仪器主要是根据波长范围来加以区分的。 标准的 F50是 最为普遍的产品。
n0 = 1 n1, d1 n2, k2
θ
δφ = 4π
n1d
λ
cos θ i
反射光谱
得到光学参数的一个方法就是分析样品的反射光谱与波长构成的 函数。 光谱直接提供了样品的反射率。 另外，它还包含了膜层厚度，膜层和基底的折射率与消光系数的 信息。
Reflect是n和k？
Filmetrics应用领域
l生物医疗 l显示器 l硬镀层 l金属 l眼科设备 l光学 l聚对二甲苯 l印刷电路板 l多孔硅 l半导体 l太阳能光伏 l光阻胶 l真空镀层 l卷式薄膜
θ
δφ = 4 π
ni d cos θ i λ
Filmetrics膜厚测试仪原理
光路图
Filmetrics膜厚测试仪由 主机光源发射光线，经 由Filmetrics梅花型光纤 照射到被测样品表面。 梅花型光纤由7根细光 纤组成一个梅花状（如 左图），外侧6根光纤 射出光学，中间的一根 光纤将反射回的干涉光 导回到Filmetrics内部的 高级分光计进行测量和 计算。
F30－在线监控工具
监控薄膜沉积 最强有力的工具
Filmetrics膜厚测量仪中文介绍
射线1和2的光波就有了相位 差。
相位差的影响又与光的波长有 关。
AIR LAYER
SUBSTRATE
2
1
n0, k0 n1, k1, t1
ns, ks
time
不同相位－干涉
因为射线1和2不同相，所以它们 Incident
之间就形成了干涉。
100%
i
最后的光强结果是在
40% - 30% = 10% 和
Incident 100%
i
Reflected 40%
在每层界面上，入射光分解为反 射光和折射光，依照：
l 材料的折射率 (n0, n1) l 入射角 (i)
AIR LAYER
n0, k0 n1, k1, t1
60% Refracted
Example: air-layer interface
两个界面－反射光强
这些都依赖于膜层参数： l 厚度 l 折射率 l 消光系数
建设性叠加
破坏性叠加
干涉图形
干涉图形的横坐 标为波长，纵坐 标为反射率。 不同厚度与不同 材料的的膜层的 反射曲线是可以 确定的。 膜层越厚，出现 的干涉曲线周期 越多，材料的n 值越大，反射的 整体强度越高。
基底上的膜层
l 相位移动
AMBIENT FILM 1
SUBSTRATE
n0 = 1 n1, d1 n2, k2
INCIDENT LIGHT
REFLECTED LIGHT
θ
δφ
=
4π
n1d
λ
cos θ i
反射光谱
得到光学参数的一个方法就是分析样品的反射光谱与波长构成的 函数。 光谱直接提供了样品的反射率。 另外，它还包含了膜层厚度，膜层和基底的折射率与消光系数的 信息。
相位差的影响又与光的波长有 关。
AIR LAYER
SUBSTRATE
2
1
n0, k0 n1, k1, t1
ns, ks
time
不同相位－干涉
因为射线1和2不同相，所以它们 Incident
之间就形成了干涉。
100%
i
最后的光强结果是在
40% - 30% = 10% 和
Incident 100%
i
Reflected 40%
在每层界面上，入射光分解为反 射光和折射光，依照：
l 材料的折射率 (n0, n1) l 入射角 (i)
AIR LAYER
n0, k0 n1, k1, t1
60% Refracted
Example: air-layer interface
两个界面－反射光强
这些都依赖于膜层参数： l 厚度 l 折射率 l 消光系数
建设性叠加
破坏性叠加
干涉图形
干涉图形的横坐 标为波长，纵坐 标为反射率。 不同厚度与不同 材料的的膜层的 反射曲线是可以 确定的。 膜层越厚，出现 的干涉曲线周期 越多，材料的n 值越大，反射的 整体强度越高。
基底上的膜层
l 相位移动
AMBIENT FILM 1
SUBSTRATE
n0 = 1 n1, d1 n2, k2
INCIDENT LIGHT
REFLECTED LIGHT
θ
δφ
=
4π
n1d
λ
cos θ i
反射光谱
得到光学参数的一个方法就是分析样品的反射光谱与波长构成的 函数。 光谱直接提供了样品的反射率。 另外，它还包含了膜层厚度，膜层和基底的折射率与消光系数的 信息。
3.6m大口径镀膜机膜厚均匀性分析
ｃ ｒｅ ｐ ｎ ｉ ｇ ｍ ｉ ｉ ｆｔ ｉｋ ｅ ｓ ｎ ｎ ｎ ｆ ｒ ｔ ｒ ． ２ ａ ｄ ５ ５ ％ ， ｅ ｐ ｃｉ ｅ ｙ Ｆ ｒｔｒ ｅ ｓ ｕ ｃ ｓ ｎ ｔ ｅ ｓ ｍｅ ｏ ｒ ｓ ｏ ｄ ｎ ｎ ｍａ ｏ ｃ ｈ ｎ ｓ ｏ ｕ ｉ ｍｉ ｗｅｅ ７６ ％ ｎ ． ８ ｏ ｙ ｒ ｓ ｅ ｔ ｌ ． ｏ ｈ ｅ ｏ ｅ ，ｉ ｈ ａ ｖ ｒ ｗａ ，ｔ ｅ ｃ ｒｅ ｐ ｎ ｉ ｇ ｍｉ ｉ ｆ ｔ ｉｋ ｅ ｓ ｎ ｎ ｎ ｆ ｒ ｔ ｒ ５７ ％ ａ ｄ ３ ４ ％ ，ｒ ｓ ｅ ｔ ｅｙ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｙ ｈ ｏ ｓ ｏ ｄ ｎ ｎ ｍａ ｏ ｈ ｃ ｎ ｓ ｏ ｕ ｉ ｍｉ ｗｅ ｅ ．９ ｏ ｙ ｎ ．８ ｅ ｐ ｃｉ ｌ ．Ｉ ｓ ｆ ｕ ｄ ｔ ｔ ｖ ｈ ｃ ｍｐ ｒ ｄ ｗｉ ｏ ｓ ｕ ｃ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｕ ｃ ｓｃ ｎ ｉ ｒ ｖ ｅｔ ｉｋ ｅ ｓｄ ｓ ｉ ｕ ｉｎ ｔ ｒ ａ ｘ ｅ ｔ Ｍ ｏ ｅ ｖ ｒ ｔ ｅｔ ｉｋ ｅ ｓ ｏ ａ ｅ ｔ ｔ ｏ ｅ ， ｈ ｅ ｏ ｒ ｅ ａ ｈｗ ｒ ｍｐ ｏ ｅｔ ｃ ｎ ｓ ｉｔ ｂ ｔ ａｇ ｅ ｔ ｔｎ ． ｒ ｏ ｅ ， ｈ ｃ ｎ ｓ ｈ ｈ ｒ ｏ ｏ ｅ ｈ ｄ ｓｒｂ ｔｏ ｂ ａｎ ｄ ｗｉ ｅ ｒ ｔ ｔ ｇ ｓ ｈ ｒｃ ｌ ｘ ｕ ｅｃ ｎ ｇ ｒ ｔ ｎ ｐ ｒｏ ｍｓｗｅｌ ｓａｗｈ ｌ ． ｉｔ ｕ ｉ ｎ ｏ ｔ ｉｅ ｔ ｔ ｏ ａｉ ｐ ｅ ｉａ ｔ ｒ ｏ ｆ ｕ ａ ｉ ｅ ｆ ｒ ｌ ａ ｏ ｅ ｉ ｈ ｈ ｎ ｉ ｆ ｉ ｏ
３ Ｉ 口径镀膜 机膜厚均 匀性分析 ．１ 大 ６Ｔ
艾万君 １ ，熊胜 明 ， ２
（ ．中国科学院光 电技术研究所 ，成都 ６ ０ ０ ； １ １２ ９
薄膜均匀性的研究分析
３ 结语
总之加入修正板的前提是：要使基片 作 匀 速 旋 转 运 动 。只 有 在 基 片 的 镀 膜 路 径 上物质是均匀沉积的，才能用到修正板的 间 歇 性 遮 挡 来 挡 掉 多 余 的 膜 厚 。修 正 板 形 状 的 公 式 适 用 任 何 膜 厚 分 布 的 情 况 。所 以 只需根据不同平面的膜厚分布，将测出的 膜厚带入公式，就可以推出相应的掩模板 的 形 状 。在 基 片 作 匀 速 旋 转 运 动 模 板 不 动 的情况下，能使镀出的膜厚的均匀性能达 到最好。
［５］ 方 明 ， 郑 伟 军 ， 吴 明 ， 范 瑞 瑛 ， 易 葵 ， 范 正 修．平面行星夹具均匀性修正挡板设计 方法研究［Ｊ］．真空科学与技术学报， ２００６，２６（０４）：２８６－２８９．
［６］ 王 长 军 ， 熊 胜 明 ． 大 口 径 光 学 元 件 薄 膜 厚度均匀性修正［Ｊ］．强激光与粒子束， ２００７，１９（０７）：１１５３－１１５７．
变化的情况，它是衡量薄膜质量和镀膜装 置 性 能 的 一 项 重 要 指 标 。对 于 仅 改 变 镀 膜 状态，所镀出来的膜厚均匀性还是欠佳；只 靠 改 变 不 同 类 型 的 蒸 发 源 、不 同 的 基 片 以 及基片的运动方式，也不能在很大程度上 提 高 膜 厚 均 匀 性 ［３，４］。目 前 在 镀 膜 过 程 中 采 用一块修正板对基片进行遮挡，把不均匀
表１ 二次函数膜厚分布对应的模板外形
件下，蒸发分子或原子是直线前进的，只有 在基片的下面放置一块合适的修正板，让 不需要的分子或原子淀积在板上，而不淀 积在基片上，从而改变基片上的膜厚分布。 此技术所要求的条件是：在同一圆周上的 膜 厚 期 望 值 相 同 。实 际 情 况 下， 修 正 板 技 术 需 通 过 不 断 的 做 实 验 、测 试 、修 正 ， 最 终 可 使镀膜的均匀性得到很好的改善。
总之加入修正板的前提是：要使基片 作 匀 速 旋 转 运 动 。只 有 在 基 片 的 镀 膜 路 径 上物质是均匀沉积的，才能用到修正板的 间 歇 性 遮 挡 来 挡 掉 多 余 的 膜 厚 。修 正 板 形 状 的 公 式 适 用 任 何 膜 厚 分 布 的 情 况 。所 以 只需根据不同平面的膜厚分布，将测出的 膜厚带入公式，就可以推出相应的掩模板 的 形 状 。在 基 片 作 匀 速 旋 转 运 动 模 板 不 动 的情况下，能使镀出的膜厚的均匀性能达 到最好。
［５］ 方 明 ， 郑 伟 军 ， 吴 明 ， 范 瑞 瑛 ， 易 葵 ， 范 正 修．平面行星夹具均匀性修正挡板设计 方法研究［Ｊ］．真空科学与技术学报， ２００６，２６（０４）：２８６－２８９．
［６］ 王 长 军 ， 熊 胜 明 ． 大 口 径 光 学 元 件 薄 膜 厚度均匀性修正［Ｊ］．强激光与粒子束， ２００７，１９（０７）：１１５３－１１５７．
变化的情况，它是衡量薄膜质量和镀膜装 置 性 能 的 一 项 重 要 指 标 。对 于 仅 改 变 镀 膜 状态，所镀出来的膜厚均匀性还是欠佳；只 靠 改 变 不 同 类 型 的 蒸 发 源 、不 同 的 基 片 以 及基片的运动方式，也不能在很大程度上 提 高 膜 厚 均 匀 性 ［３，４］。目 前 在 镀 膜 过 程 中 采 用一块修正板对基片进行遮挡，把不均匀
表１ 二次函数膜厚分布对应的模板外形
件下，蒸发分子或原子是直线前进的，只有 在基片的下面放置一块合适的修正板，让 不需要的分子或原子淀积在板上，而不淀 积在基片上，从而改变基片上的膜厚分布。 此技术所要求的条件是：在同一圆周上的 膜 厚 期 望 值 相 同 。实 际 情 况 下， 修 正 板 技 术 需 通 过 不 断 的 做 实 验 、测 试 、修 正 ， 最 终 可 使镀膜的均匀性得到很好的改善。
用于薄膜厚度均匀性监测的^147Pm-β源设计
一
定很小 ， 但厚度增加 到足够厚 时， 由于 Ｂ粒
不 同材料屏蔽层的最佳厚 度 ， 然后考虑 了源芯 自吸收以及屏蔽体对 １ ３ 射线 的散射作用后 ， 再
使用 Ｅ Ｇ Ｓ ５对 其 进行 模 拟 计 算 ， 最 终 获 得 了源 芯 的最优尺 寸 。
子在穿过源本身时 自吸收 的存在 ， 束流强度值 不会再 明显增 加 。 如果 采 用 过 厚 的源 芯 ， 这 不
如ｗ Ｐ ｍ ） 提供的 Ｂ束对薄膜厚度均匀性进行在 线监测。很明显 ， 要提高这种监测 的精细程度
和准确度， 需要用束斑小、 束流强度高且含韧致 辐射少 的 Ｂ粒子束。小束斑 的 ｐ束可 以通过
减小让 Ｂ束通过 的准 直 器 的准 直孔 来 实现 ， 但
束斑的减小会减弱 Ｂ束的强度。ｐ束流强度除
２ ０２
能） ； Ｂ谱曲线有一极大值 ， 即在某一能量处 ， 强 度最 大 。
根据 Ｂ衰变 的费 米理 论 ， 如 果某 ｐ衰 变 为 容许跃迁 ， 则其动量谱形状可 由下式给出Ｅ ３ － ４ ］ ： Ⅳ（ ｐ ）＝ Ｃ ｐ ｌ （ Ｅ 一Ｅ） Ｆ（ Ｚ， Ｐ ） 。 （ １ ）
了依赖 于准 直孔 的大 小 ， 还 与 Ｂ源 芯 在束 流 方
…Ｐ ｍ— Ｂ 源产生和 向外发 射 的韧致辐射最 少 ，
我 们 首 先对 屏 蔽 层 材 料 进行 了选 择 设 计 ， 并 通 过通用蒙特卡罗软件 Ｅ Ｇ Ｓ ５模 拟计 算 ， 得 到 了
向的厚度有关 。过薄的源芯厚度 ， ８束 流强度
的精细程度和准确度 ， 需 要用柬斑 小 、 强度高 、 含韧致辐射少 的 Ｂ粒子束 。对此 ， 采用 蒙特卡 罗 Ｅ Ｇ Ｓ ５程
序， 对“ Ｐ ｍ—Ｂ源 的结构 和尺寸进行 了优化模拟计 算设 计。在将源结 构设计成 由内 向外依 次为 “ Ｐ ｍ— Ｂ源 、 铝和铅屏蔽层 的情况 下 ， 模 拟计算结果表明 ： 对一定横截面积 的“ Ｐ ｍ—ｐ源芯 ， ｐ束 流强 度随 源芯 厚度增加而增大 ， 在厚 度为 ２ ５ ｍ ｇ ／ ｃ ｍ 时达 到饱 和 ； 穿 出 Ｂ源屏蔽体 的韧 致辐 射强度 随铝 和铅 屏蔽层 的 增厚减小 ， 当铝 和铅层厚 度分别大 于 ０ ． ３ ｍ ｍ和 ０ ． ８ ｍ ｍ时 ， 辐射强 度为 最小。
定很小 ， 但厚度增加 到足够厚 时， 由于 Ｂ粒
不 同材料屏蔽层的最佳厚 度 ， 然后考虑 了源芯 自吸收以及屏蔽体对 １ ３ 射线 的散射作用后 ， 再
使用 Ｅ Ｇ Ｓ ５对 其 进行 模 拟 计 算 ， 最 终 获 得 了源 芯 的最优尺 寸 。
子在穿过源本身时 自吸收 的存在 ， 束流强度值 不会再 明显增 加 。 如果 采 用 过 厚 的源 芯 ， 这 不
如ｗ Ｐ ｍ ） 提供的 Ｂ束对薄膜厚度均匀性进行在 线监测。很明显 ， 要提高这种监测 的精细程度
和准确度， 需要用束斑小、 束流强度高且含韧致 辐射少 的 Ｂ粒子束。小束斑 的 ｐ束可 以通过
减小让 Ｂ束通过 的准 直 器 的准 直孔 来 实现 ， 但
束斑的减小会减弱 Ｂ束的强度。ｐ束流强度除
２ ０２
能） ； Ｂ谱曲线有一极大值 ， 即在某一能量处 ， 强 度最 大 。
根据 Ｂ衰变 的费 米理 论 ， 如 果某 ｐ衰 变 为 容许跃迁 ， 则其动量谱形状可 由下式给出Ｅ ３ － ４ ］ ： Ⅳ（ ｐ ）＝ Ｃ ｐ ｌ （ Ｅ 一Ｅ） Ｆ（ Ｚ， Ｐ ） 。 （ １ ）
了依赖 于准 直孔 的大 小 ， 还 与 Ｂ源 芯 在束 流 方
…Ｐ ｍ— Ｂ 源产生和 向外发 射 的韧致辐射最 少 ，
我 们 首 先对 屏 蔽 层 材 料 进行 了选 择 设 计 ， 并 通 过通用蒙特卡罗软件 Ｅ Ｇ Ｓ ５模 拟计 算 ， 得 到 了
向的厚度有关 。过薄的源芯厚度 ， ８束 流强度
的精细程度和准确度 ， 需 要用柬斑 小 、 强度高 、 含韧致辐射少 的 Ｂ粒子束 。对此 ， 采用 蒙特卡 罗 Ｅ Ｇ Ｓ ５程
序， 对“ Ｐ ｍ—Ｂ源 的结构 和尺寸进行 了优化模拟计 算设 计。在将源结 构设计成 由内 向外依 次为 “ Ｐ ｍ— Ｂ源 、 铝和铅屏蔽层 的情况 下 ， 模 拟计算结果表明 ： 对一定横截面积 的“ Ｐ ｍ—ｐ源芯 ， ｐ束 流强 度随 源芯 厚度增加而增大 ， 在厚 度为 ２ ５ ｍ ｇ ／ ｃ ｍ 时达 到饱 和 ； 穿 出 Ｂ源屏蔽体 的韧 致辐 射强度 随铝 和铅 屏蔽层 的 增厚减小 ， 当铝 和铅层厚 度分别大 于 ０ ． ３ ｍ ｍ和 ０ ． ８ ｍ ｍ时 ， 辐射强 度为 最小。
转薄膜厚度的均匀性
转薄膜厚度的均匀性磁控溅射生成的薄膜厚度的均匀性是成膜性质的一项重要指标，因此有必要研究影响磁控溅射均匀性的因素，以更好的实现磁控溅射均匀镀膜。
简单的说磁控溅射就是在正交的电磁场中，闭合的磁场束缚电子围绕靶面做螺线运动，在运动过程中不断撞击工作气体氩气电离出大量的氩离子，氩离子在电场作用下加速轰击靶材，溅射出呈中性的靶原子(或分子)沉积在基片上成膜。
所以要实现均匀的镀膜，就需要均匀的溅射出靶原子(或分子)，这就要求轰击靶材的氩离子是均匀的且是均匀的轰击的。
由于氩离子在电场作用下加速轰击靶材，所以均匀轰击很大程度上依赖电场的均匀。
而氩离子来源于被闭合的磁场束缚的电子在运动中不断撞击的工作气体氩气，这就要求磁场均匀和工作气体氩气均匀。
但是实际的磁控溅射装置中，这些因素都是不均匀的，这就有必要研究他们不均匀对成膜均匀性的影响。
磁场不均匀的影响由于实际的磁控溅射装置中电场和磁场不是处处均匀的，也不是处处正交的，都是空间的函数。
写出的三维运动方程表达式是不可解的，至少没有初等函数的解。
所以磁场的不均匀性对离子的影响，也即对成膜不均匀性的影响是难以计算的，最好的方法就是配合实验具体分析。
图1是用中频孪生靶柔性卷绕磁控溅射镀膜装置实验得出的靶磁场均匀性和成膜厚度均匀性的对应关系。
图1中，磁场的均匀性计算方法为(Bi-Ba)/Ba，其中Bi为实际测量的靶的长度方向各点沿靶的宽度方向的磁场，Ba为实际测量的所有Bi平均；薄膜的厚度相对偏差由公式(kdi-kda)/kda计算，其中k为膜层对波长550nm的光的吸收系数，di分别为不同点的厚度，da为所有di的平均厚度。
kdi由公式T=T0(1-R)exp(-kdi)计算，其中，T为样品对波长550nm的光的透光率，T0为PET聚酯基材对波长550nm的光的透光率，R为钛薄膜和基材接触界面对波长550nm的光的反射率,可以认为和钛薄膜和空气界面的反射率相等。
T、T0、R由岛津的UV-3600分光光度计测量。