表面清洁度分析仪基于水滴角测试原理,结合轴对称液滴轮廓分析技术(ADSA-RealDrop®),通过接触角计算评估表面物理化学特性,实现洁净度的量化分析。
水滴角是表征固体表面润湿性的关键参数:在水平平面上,液滴气-液界面与固-液界面切线形成的夹角即为接触角。表面清洁度测量仪通过测量水滴角值,结合ADSA-RealDrop®算法(Young-Laplace方程优化的轴对称液滴分析法),可精准评估材料表面能分布与污染物残留程度,为电子制造、半导体等领域提供量化清洁度数据。
精密光学系统
智能算法支撑
该系列为创新研发的模块化分析系统,集成表面清洁度测量、界面化学表征与工艺监控功能:
SL200K系列表面清洁度测量仪凭借模块化设计(可选配温控/真空腔室)、高性价比配置及科诺20年技术沉淀,已成为半导体封装、显示面板与生物材料行业的优选解决方案。
类别 | 应用领域 | 典型场景 | 清洁度关联指标 |
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基础研究 | 表面活性剂、乳液、聚合物表面改性 | 肥皂配方优化、高分子涂层润湿性评估 | 表面自由能分量分析(极性/色散力比) |
工业制造 | 喷雾/油漆/涂料、纸张/薄膜/油墨、铝箔亲水角测试 | 印刷适性检测、亲水铝箔工艺验证 | 接触角滞后性(<5°为高清洁表面) |
生物医药 | 人造骨润湿性、药物载体界面特性 | 生物材料相容性测试、透皮给药系统开发 | 蛋白质吸附量反演(接触角>90°提示低污染) |
清洁度检测与工艺控制 | PCB/芯片/LCD表面清洁度、等离子处理效果、UV清洗验证 | 半导体封装前清洗度评估、显示面板镀膜质量控制 | 水滴角≤30°判定为达标 |
能源与材料科学 | 岩芯润湿性、绝缘子疏水涂层、碳纤维-树脂结合性 | 油气开采效率预测、复合材料界面优化 | 表面能异质性分析(接触角波动>2°提示污染) |
标准代码 | 标准名称 | 清洁度检测应用场景 |
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ASTM D 724 | 纸张表面润湿性测试(接触角法) | 包装材料印刷适性、卫生用品吸水率评估 |
ASTM D 5946-2004 | 电晕处理聚合物薄膜的水接触角测量 | 液晶屏偏光膜处理效果、食品包装膜表面能监控 |
ISO 15989 | 塑料薄膜电晕处理后水接触角测量 | 医用导管抗粘附涂层验证、工业膜材料改性工艺优化 |
检测对象 | 关键参数 | 判定标准 |
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晶圆表面污染物 | 前进角/后退角差值 | Δθ<5°为A级清洁 |
PCB焊盘氧化物 | 本征接触角(Young方程拟合) | θ<15°符合IPC-A-610 |
医疗植入体生物膜 | 表面自由能极性分量 | γ^P>35mJ/m²抑制细菌吸附 |
光伏玻璃防尘涂层 | 滚动角 | α<10°具备自清洁特性 |
——精准界面化学分析与表面清洁度评估一体化解决方案
模块 | 技术特性 | 清洁度检测应用 |
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10维超精密定位 | 交叉线性导轨技术(软件控制精度0.5μm)+航空铝一体化机身,振动抑制<0.1μm。 | 支持晶圆/PCB多点位扫描(10×10网格),表面污染物分布可视化。 |
智能液滴操控 | 纳米级注射泵(精度0.02μL),PTFE超疏水针头,适配5μL微液滴转移。 | 精准评估等离子清洗后表面能变化,接触角重复性误差≤0.5°(ASTM D5946)。 |
动态滚动角分析 | 整体旋转平台(分辨率0.0001°),同步控制镜头与样品运动,中心偏移<1μm。 | 量化涂层防污性能(滚动角<10°判定为自清洁表面)。 |
模块 | 技术特性 | 清洁度检测应用 |
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工业级光学系统 | 0.35-4.5X连续变焦远心镜头,畸变率<0.08% + 可调LED冷光源(470nm)。 | 识别0.1μm级颗粒污染物,兼容晶圆缺陷检测(1000倍选配镜头)。 |
高速动态捕捉 | 德国原装87fps相机(标准配置),可选300fps/1000fps高速模块。 | 记录液滴铺展/收缩过程(25帧/秒),分析表面活性剂残留动态特性。 |
环境干扰抑制 | UV滤光镜头 + 遮光片技术,背景噪声降低90%。 | 强光环境下稳定测量医用导管、光学镜片等高反光表面清洁度。 |
功能模块 | 技术特性 | 清洁度检测应用 |
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多模态算法库 | 7种接触角算法(含基于ADSA-RealDrop®的Young-Laplace拟合法)+12种表面自由能模型。 | 通过极性力分量(γ^P)量化污染物类型(有机/无机),符合ISO 15989清洁度分级标准。 |
动态过程分析 | 双触发技术同步采集接触角/时间曲线,支持振荡滴粘弹模量计算(E’/E’’)。 | 评估清洗剂在芯片表面的吸附动力学,优化CMP工艺参数。 |
清洁度报告系统 | 一键生成PDF报告,包含接触角分布热图、表面能三维映射及污染风险评估。 | 兼容半导体行业IPC-A-610标准,判定焊盘氧化程度(θ>15°预警)。 |
数据库与合规性 | 预载800种液体参数,数据可导出为Excel/BMP格式,符合FDA 21 CFR Part 11要求。 | 追溯医疗植入体生产批次清洁度数据,满足GMP审计需求。 |
应用场景 | 检测参数 | 仪器配置 |
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半导体封装前清洗 | 水滴角(θ≤30°达标) | 温控样品台(-20~200℃)+ 氮气净化仓(选配) |
显示屏偏光膜处理 | 前进/后退角滞后(Δθ<5°) | 曲面校正模块 + 抗反射光源 |
医疗器械生物膜检测 | 表面自由能极性分量(γ^P>35mJ/m²) | 生物安全样品舱 + 无菌进样系统 |
光伏玻璃防尘涂层 | 滚动角(α<10°) | 倾斜台(0-90°±0.01°) + 100fps高速摄像 |
技术参数
以下标注“*”的为各型号主要区别之处。
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SL200KB |
SL200KS |
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仪器外观图 |
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相关型号主题词 |
标准型动、静态接触角仪
/界面张力仪 |
专业型动、静态接触角仪
/界面张力仪 |
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硬件配置及指标 |
样品台控制 |
水平X移动 |
手动 行程:
可升级至最大300mm行程 |
手动 行程:
可升级为最大300mm行程 |
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水平Y移动 |
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上下Z移动 |
手动 |
手动
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样品台旋转 |
* 镜头与样品台同时旋转 手动
用于测试前进/后退角/滚动角 |
* 镜头与样品台同时旋转 自动
用于测试前进/后退角/滚动角 |
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水平调整 |
手动微调钮控制样品台水平、整机水平调整、镜头水平调整 |
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样品台 |
50* |
50* |
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可放置最大样品 |
250(W)*∞(L)*50(H)mm |
250(W)*∞(L)*50(H)mm |
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其他控制 |
针管XY移动 |
行程:
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进液控制Z:移液 |
手动 行程:
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手动 行程:12.5 精度:0.01mm
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镜头水平控制 |
一维俯仰调整 带锁死功能 |
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遮光片技术 |
* 有 需另选购 |
* 有 需另选购 |
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配件 |
可选购:
专业纤维夹具、专业薄膜、植物叶片夹具,可用于分析纤维或表面不平整样品的接触角值。 |
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进样器 |
型号 |
* 手动注射泵 |
* 自动注射泵 |
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标配精度 |
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0.02uL注射泵 |
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移液方式 |
* 手动控制移液操作 |
* 自动控制移液操作 |
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针头 |
专业可替换针头进样针管,包括 |
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成像系统 |
镜头 |
工业连续放大镜头 0.35-4.5X 有效像素:35 -450 pixel/mm |
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相机 |
1、工业级黑白USB2.0摄像机;
2、分辨率:752*480(标准视频WVGA格式);(可选130万像素、300万像素、500万像素或更高清的摄像机)
3、图像速度:87-340帧/秒;(可选100帧/秒、300帧/秒、1000帧/秒或更高)
4、标准制式图片格式转换,无图像变形;
5、通讯接口:USB2.0 无兼容性问题/可选1394接口相机 |
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光源系统 |
可调亮度单色冷光LED光源,接触角图像边缘更清晰 |
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软件系统 |
测试液滴状态,共5种:悬滴法(Pendant Drop)、停滴法(Sessile Drop)(2/3态)、气泡虏获法(Captive Drop)、插板法、振荡滴法(oscillating drop)等。 |
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接触角计算方法,共两类7种以上: |
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接触角数据取得方式:全自动测值和人工修改相结合。按“测试”,软件自动完成拍照-查找敏感点-计算接触角值-显示计算结果,整个过程无须人工干预,以降低人为因素影响。 |
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接触角量测技术:数学模型拟合与真实液滴外廓实际量测相结合,解决非对称图像测值问题 |
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自动曲面修正:上凸曲面、下凹曲面、表面粗糙度修正; |
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动/静态接触角测试,可测试前进/后退角/倾斜角和滚动角值 |
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拍摄图像方法:单张或25帧/秒连续拍摄 更高速度需选购相应速度相机如60帧、100帧、1000帧速度的相机。 |
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双软件触发技术,可用于测试粉体、纸张以及其他吸水性材料分析时的第一时间点接触角取得,也可用于小接触角测值全过程拍摄。 |
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左右接触角值分别计算与比较功能,软件自动求取平均接触角 |
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自动生成曲线图,可实时观测接触角的变化情况 |
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数据库管理功能:数据与图像一一对应,备份、压缩、导出EXCEL表格,测值以及曲线拟合结果均可保存到导出的图片上,直观明了。 |
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视频录相功能:录制AVI格式影视图像,可用于PPT文件制作。 |
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多达12种表面自由能估算模型,包括:
Equation of State ( Neumann et al. )、Good-Girifalco、Owen-Wendt-Rabel、Simple Fowkes、Extended Fowkes、WU法1-2、Schultz法1-2、Acid-base(Van OSS & Good)、Jhu、Zizman临界表面张力法等共12种表面自由能估算方法,不但能分析低能固体表面,也能分析高能固体表面,以及他们的分布(色散力、极性力、氢键值、路易斯酸碱等) |
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强大的可润湿性分析功能(Wetting Behavior Analysis WBA®分析) |
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自动液滴量、粘附功、一液法表面自由能分析功能,可用于测试薄膜表面张力值,可替代达因笔的测试功能 |
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通用性指标 |
接触角测试范围 |
0°<θ<180° |
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读值分辨率 |
0.01° |
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测试精度 |
±1° (θ/2 法) ±0.1°圆拟合法 |
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界面张力测试范围 |
0.001-2000mN/m |
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界面张力测试分辨率 |
0.001mN/m |
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界面张力测试方法 |
BA表(select plane)、Young-Laplace拟合技术(第四代) |
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主机尺寸及重量 |
300Wx650Lx600Hmm 23-30kg |
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电源 |
AC100~240V 50/60HZ |
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附件:
1、温度控制装置:
包括(1)样品温度控制(2)测试液体温度控制;
这是两个温度控制系统,分别控制液体以及固体样品的温度。可单独采购,也可以同时采购。
→固体样品温度控制方式可选以下两种温度控制方式之一:
(1)恒温水槽控制:0
(2)半导体加热制冷:5
(3)特殊温度加热系统:如
→液体温度控制方式建议采用恒温水槽的方式。
2、高温接触角测试:最高实现1400、1700、1800、2000度接触角测试;定制产品,需支付定金。
3、真空环境装置:实现真空或不同气体环境下接触角测试;定制产品,需支付定金。
4、样品槽:有效控制样品的晃动以及温度、光线等影响;定制产品,需支付定金。
5、高温界面张力测试:熔化的固体材料与空气的界面张力测试,采用悬滴法或停滴法界面张力分析技术。定制产品,需支付定金。
6、全系列针管与针头
包括: 25uL、100uL、500uL、1000uL高精度微量进样器、以及聚四氟乙烯针头、不锈钢针头(各种直径)、塑料针头、弯曲针头等
7、高精度双通道软件控制自动注射泵
8、专用夹具:用于夹持纤维、薄膜、纸张等
9、气泡捕获法用石英玻璃样品槽
10、振荡滴(oscillating drop)测试模块
(1)采用世界领先技术的高频振荡器以及美国科诺独家设计的闭环式振荡控制系统,控制精度更高、控制方式更为灵活,可根据客户需求选购不同振荡频率和振荡幅度的振荡器。
序号 |
振荡幅度 |
振荡最高频率 |
1 |
2uL |
100z |
2 |
10uL |
100Hz |
3 |
10uL |
60Hz |
4 |
20uL |
60Hz |
(2)进样针管可选:0.5uL、1uL、5uL、15uL、100uL、500uL、1000uL等。
(3)振荡波形包括:正弧波、余弧波、三角波、线性波、锯齿波等,频率在2KHz以内不衰减、不失真。
CAST2.0影像分析系统测试实图示例
1、前进后退角分析实图:
图1 分析方法:曲线尺拟合法(圆拟合、spline拟合、广义二次曲线拟合等)。
前进角/后退角测试建议采购注射泵或蠕动泵。前进角/后退角形成的技术有两种方式:(1)增加/减少液滴量,形成前进/后退角;(2)样品台倾斜,形成前进后退角。如上图所示
2 、非规则接触角分析实图:
图中拍摄的是硅胶的实际效果图,采用曲线尺拟合技术计算接触角值。拟合因子90%以上。
图2 分析方法:Spline曲线拟合法或Young-Laplace方程拟合法
特别声明:
1、以上图片资料以及技术参数因设计而进行的更改,不再另行通知,以最新确认的产品资料为准。
2、本公司保留一切权利。
3、阿莎®、RealDrop®、TrueDrop®、MicroDrop®、WBA®、ADSA®是上海梭伦的注册商标。
电话:400 005 5117, 0086-21-51872175
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网址:http://www.kino17.com
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