电极厚度轮廓测量检测

北检院检测中心  |  完成测试:  |  2025-08-28  

电极厚度轮廓测量检测是评估电极几何特征与表面质量的关键技术手段,涉及厚度均匀性、表面粗糙度、轮廓台阶高度等多维度参数测定。检测需依托高精度仪器与标准化方法,覆盖半导体、新能源、电子器件等领域,为电极性能优化与工艺改进提供数据支撑。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。

检测项目

厚度均匀性:评估电极整体厚度的离散程度,反映工艺稳定性。具体检测参数:测量范围50nm~500μm,厚度偏差≤±0.5%,采样间隔≤10μm。

表面粗糙度:表征电极表面微观不平度,影响接触电阻与机械性能。具体检测参数:Ra(算术平均偏差)测量范围0.01μm~10μm,Rq(均方根偏差)分辨率0.001μm,截止波长2.5mm。

轮廓台阶高度:测量电极边缘或图形化结构的垂直高度差,用于工艺对准验证。具体检测参数:测量范围10nm~100μm,高度分辨率0.1nm,横向分辨率1μm。

三维形貌:获取电极表面的三维空间坐标数据,全面反映几何特征。具体检测参数:扫描范围500μm×500μm~20mm×20mm,Z轴精度±1nm,XY轴重复性±0.5μm。

边缘斜率:量化电极边缘的倾斜角度,影响电极与其他结构的接触性能。具体检测参数:斜率测量范围0°~89°,角度分辨率0.1°,横向采样间隔0.5μm。

缺陷密度:统计电极表面的划痕、凹坑、凸起等异常特征数量。具体检测参数:可识别最小缺陷尺寸50nm,缺陷密度单位为个/cm²,检测覆盖率≥95%。

材料密度:通过质量与体积关系计算电极材料的致密性,影响导电与机械性能。具体检测参数:测量精度±0.5%,体积测量分辨率1μm³,质量测量精度0.1mg。

膨胀系数:表征温度变化时电极尺寸的变化率,影响高温环境下的稳定性。具体检测参数:测量范围1×10⁻⁶/℃~20×10⁻⁶/℃,温度范围-196℃~1000℃,精度±1×10⁻⁶/℃。

弹性模量:反映电极材料抵抗弹性变形的能力,关联机械应力分布。具体检测参数:测量范围0.1GPa~500GPa,应力应变分辨率0.1%,频率范围1Hz~100kHz。

成分均匀性:分析电极材料中各元素的空间分布差异,影响电化学性能。具体检测参数:元素检测限0.1at%~100at%,空间分辨率1μm,定量误差≤±2%。

检测范围

半导体晶圆电极:硅基、化合物半导体晶圆上的金属/半导体电极,用于集成电路互连。

太阳能电池电极:PERC、TOPCon等电池的栅线电极与背电极,影响光电转换效率。

锂电池极片:正负极集流体(铜箔、铝箔)上的活性物质涂层电极,关乎能量密度与循环寿命。

MEMS器件电极:微机电系统中的传感/执行电极,需高精度轮廓控制。

传感器电极:气体、压力、生物传感器的工作电极与参比电极,影响信号灵敏度。

薄膜涂层电极:光学器件、电磁屏蔽层的功能性薄膜电极,需均匀厚度与平整表面。

电子陶瓷基板:氧化铝、氮化铝基板的导体电极,用于高频电路封装。

柔性电路板电极:聚酰亚胺基材上的铜/碳电极,需适应弯曲变形的轮廓稳定性。

光伏焊带电极:连接太阳能电池片的涂锡铜带,需匹配电池栅线的轮廓公差。

热电材料电极:碲化铋、方钴矿等热电转换材料的电极,影响热电优值与界面稳定性。

检测标准

ASTM D3741-18《JianCe Test Methods for Thickness of Metal Coatings by X-Ray Spectrometry》:规定X射线光谱法测量金属涂层厚度的步骤与精度要求。

ISO 25178-2:2012《Geometrical product specifications (GPS) — Surface texture: Areal — Part 2: Terms, definitions and surface texture parameters》:定义表面形貌的三维参数术语与计算方法。

GB/T 16594-2009《微米级长度的扫描电镜测量方法通则》:规范扫描电子显微镜测量微米级结构尺寸的操作流程与误差控制。

GB/T 20973-2007《真空技术 真空镀膜层厚度测试方法》:规定真空镀膜层厚度的常用测量方法(如涡流法、光学法)及适用条件。

ISO 12945-2:2000《Ceramics — Electrical properties of monolithic ceramics at high frequencies — Part 2: Methods of measurement for dielectric loss tangent and relative permittivity up to 100 MHz》:涉及陶瓷基板电极的介电性能测量,间接关联轮廓对电性能的影响。

ASTM E96-80(2015)《JianCe Test Methods for Water Vapor Transmission of Materials》:通过水汽渗透测试评估电极涂层的致密性,与厚度均匀性相关。

GB/T 13384-2008《机电产品包装通用技术条件》:虽为包装标准,但其中涉及的厚度测量方法可用于电极包装前的轮廓验证。

ISO 6892-1:2016《Metallic materials — Tensile testing — Part 1: Method of test at room temperature》:通过拉伸试验测定电极材料的弹性模量,需结合轮廓数据修正应力分布。

ASTM A370-19《JianCe Test Methods and Definitions for Mechanical Testing of Steel Products》:规定金属材料力学性能测试方法,包括弹性模量等参数的测定。

GB/T 15056-2014《热膨胀系数的测定 方法B》:采用顶杆法测量材料的热膨胀系数,需以电极轮廓为基准进行尺寸跟踪。

检测仪器

原子力显微镜(AFM):基于探针与样品表面的相互作用力进行三维形貌成像,具备纳米级分辨率,适用于微小区域(≤100μm×100μm)的表面粗糙度与轮廓台阶高度测量。

触针式轮廓仪(Surface Profiler):通过可动触针沿样品表面扫描,记录高度变化信号,测量范围广(1nm~1000μm),适合大面积(≥20mm×20mm)的厚度均匀性与边缘斜率检测。

激光共聚焦显微镜(CLSM):利用激光扫描与针孔滤波技术获取高分辨率三维图像,横向分辨率≤0.5μm,Z轴分辨率≤0.1μm,适用于透明/半透明电极的多层结构轮廓分析。

白光干涉仪(WLI):通过白光干涉条纹的相位差计算表面高度,测量速度快(秒级),非接触式操作,适合大面积(≥50mm×50mm)的快速轮廓扫描。

扫描电子显微镜(SEM):通过电子束扫描样品表面产生二次电子信号成像,分辨率可达0.5nm,可同时观察电极表面微观形貌与成分分布,用于缺陷密度与成分均匀性分析。

检测流程

线上咨询或者拨打咨询电话;

获取样品信息和检测项目;

支付检测费用并签署委托书;

开展实验,获取相关数据资料;

出具检测报告。

北检(北京)检测技术研究院
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