[发明专利]金属微细线直径检测方法与装置

说明书

本发明公开了金属微细线直径检测方法与装置，其中方法包括如下步骤：A、构建测试系统，所述测试系统至少包括用于承载金属微细线样品的具有承载面的平台、用于获取检测信息的可移动的敏感件、以及连接到敏感件用于采集检测信息的反馈系统，所述承载面为导电的；B、移动敏感件，以敏感件相对于平台上的承载金属微细线样品发生位移或者形态转变时所采集到的检测信息为依据，获取检测信息发生突变时的突变点相关的敏感件的行程信息；C、求解获得金属微细线直径D。本发明检测过程简单、效率高、检测精度高。

技术领域

本发明是关于检测设备，特别是关于一种金属微细线直径检测方法与装置。

背景技术

金属微细线主要指线径20微米以下的铜及铜合金、镁及镁合金、不锈钢、金、银、铝、铂和钯等金属单丝，主要应用在芯片微连接、精密电路和光伏太阳能网版印刷、表面张力虹吸材料、常规溶体过滤材料、核电过滤材料、电磁屏蔽网、导静电网等关键领域。随着电子器材小型化和可穿戴电子消费品的不断拓展，以及光伏行业和航天领域的快速发展，对金属微细线的需求日益迫切。而制备的金属微细线线径检测准确程度偏低，数据离散大一直是行业的痛点。

目前常规的金属微细线直径检测方法主要有电阻法、激光干涉法、光学显微镜测量法。其中电阻法是通过测量定长(1m)金属微细线的电流和电压值计算电阻，并根据欧姆定律和电阻率计算公式推算线径。其特点是误差较大，数据受材质、接触电阻、温度和电阻率影响较大，一般对15微米以下的线径测量准确程度偏低。

激光干涉法是将待测金属微线通过定波长的激光束，根据光的干涉原理，测量两束相干激光的光程差造成的光强。该方法对于测量线径较大的，比如20微米及以上线径，快速准确。但受制于激光波长的限制，对于10微米左右的金属微细线，精度低，误差大，不适合超细金属微细线的测量。

光学显微镜法，是直接将待测金属微细线放在显微镜下，通过观察线径形貌，通过方法倍数，线性比例计算线径。但光学显微镜采用可见光作为光源，在观测10微米左右的微细线时，精深低，色散严重，造成难以辨别线径轮廓，带来较大的测量误差。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种金属微细线直径检测方法与装置，其有效地降低了环境因素、人为因素等导致的误差，具有更高的精度和分辨性能，直径测量精度高。

为实现上述目的，本发明的实施例提供了金属微细线直径检测方法，包括如下步骤：A、构建测试系统，测试系统至少包括用于承载金属微细线样品的具有承载面(该承载面可以为平台上具有的大面积的平面，也可以为平台部分区域具有的面结构)的平台、用于获取检测信息的可移动的敏感件、以及连接到敏感件用于采集检测信息的反馈系统，承载面为导电的；B、移动敏感件，以敏感件相对于平台上的承载金属微细线样品发生位移或者形态转变时所采集到的检测信息为依据，获取检测信息发生突变时的突变点相关的敏感件的行程信息；C、以多次重复测试获得的突变点相关的敏感件的行程信息，求解获得金属微细线直径D。

在本发明的一个或多个实施方式中，突变点为通过获得的检测信息-时间曲线一阶求导获得。

在本发明的一个或多个实施方式中，检测信息至少包括如下任一：电流信息、电阻信息、电压信息、位移信息。

在本发明的一个或多个实施方式中，反馈系统包括电源、纳安表，纳安表串联到电源，电源的正极和负极分别电连接到承载面和敏感件(即可以将承载面和敏感件两者分别无特定对应关系地电连接到电源的两极，以形成满足检测需要的电路结构，在常规状态下为开路的，而在检测过程中移动至突变点会形成通路)，以至少实现与承载面的全部或者部分结构电连接以及实现与敏感件的全部或者部分结构电连接。

在本发明的一个或多个实施方式中，敏感件包括碳纳米管，碳纳米管延长方向与敏感件的移动方向平行，且该延长方向垂直于承载面。