台阶仪原理与使用指南！请查收

台阶仪是一种接触式表面形貌测量仪器，可以对微米和纳米结构进行膜厚和薄膜高度、表面形貌、表面波纹和表面粗糙度等的测量。台阶仪对测量工件的表面反光特性、材料种类、材料硬度都没有特别要求，样品适应面广，数据复现性高、测量稳定、便捷、高效，是微观表面测量中使用非常广泛的微纳样品测量手段。

 

工作原理

当触针沿被测表面轻轻滑过时，由于表面有微小的峰谷使触针在滑行的同时还沿峰谷作上下运动。触针的运动情况就反映了表面轮廓的情况。
通常使用2μm半径的金刚石针尖来测量这些小特征。一个精密的xy载物台联合扫描轴R和转台θ，在测针下移动样品，测针中的垂直位移被转换为与特征尺寸相对应的电信号。然后将这些电信号转换为数字格式，在其中它们可以显示在计算机屏幕上并进行操作以确定有关基材的各种分析信息。可以微调扫描长度和扫描速度，以增加或减少分析时间和分辨率。此外，测力可调以适应硬质或软质材料表面。

 

结构

主要组成部分

1、测量系统
（1）单拱龙门式设计，结构稳定性好，而且降低了周围环境中声音和震动噪音对测量信号的影响，提高了测量精度。

（2）线性可变差动电容传感器（LVDC），具有亚埃级分辨率，13μm量程下可达0.01埃。高信噪比和低线性误差，使得产品能扫描到几纳米至几百微米台阶的形貌特征。
（3）传感器设计使得在单一平台上即可实现超微力和正常力测量。测力恒定可调，以适应硬质或软质材料表面。超低惯量设计和微小电磁力控制，实现无接触损伤的精准接触式测量。

2、工件台
（1）精密的XY平台结合360°连续旋转电动旋转台，可以对样品的位置以及角度进行调节，三维位置均可以调节，利于样品调整。
（2）超高直线度导轨，有效避免运动中的细微抖动，提高扫描精度，真是反映工件微小形貌。

3、成像系统
500万像素高分辨率彩色摄像机，即时进行高精度定位测量。可以将探针的形貌图像传输到控制电脑上，使得测量更加直观。

4、软件系统
测量软件包含多个模块。
5、减震系统
防止微小震动对测量结果的影响，使实验数据更加准确。

 

应用

台阶仪广泛应用于：大学、研究实验室和研究所、半导体和化合物半导体、高亮度LED、太阳能、MEMS微机电、触摸屏、汽车、医疗设备等行业领域。

典型应用：

 

 

如在太阳能光伏行业中，常用于测量膜厚。它利用光学干涉原理，通过测量膜层表面的台阶高度来计算出膜层的厚度，具有测量精度高、测量速度快、适用范围广等优点。它可以测量各种材料的膜层厚度，包括金属、陶瓷、塑料等。
CP系列台阶仪是一款超精密接触式微观轮廓测量仪，其采用LVDC电容传感器，具有的亚埃级分辨率和超微测力等特点使得其在ITO导电薄膜厚度的测量上具有很强的优势。针对测量ITO导电薄膜的应用场景，CP200台阶仪提供如下便捷功能：
1）结合了360°旋转台的全电动载物台，能够快速定位到测量标志位；
2）对于批量样件，提供自定义多区域测量功能，实现一键多点位测量；
3）提供SPC统计分析功能，直观分析测量数值变化趋势；

 

产品特性

1.出色的重复性和再现性，满足被测件测量精度要求
线性可变差动电容传感器（LVDC），具有亚埃级分辨率，13um量程下可达0.01埃。高信噪比和低线性误差，使得产品能够扫描到几纳米至几百微米台阶的形貌特征。
2.超微力恒力传感器：（1-50）mg可调
测力恒定可调，以适应硬质或软质材料表面。超低惯量设计和微小电磁力控制，实现无接触损伤的精准接触式测量。
3.超平扫描平台
系统配有超高直线度导轨，杜绝运动中的细微抖动，提高扫描精度，真实反映工件微小形貌。
4.顶视光学导航系统，5MP超高分辨率彩色相机
5.全自动XY载物台， Z轴自动升降、360°全自动θ转台
6.强大的数据采集和分析系统

台阶仪软件包含多个模块，为对不同被测件的高度测量及分析评价提供充分支持。