專利名稱：膜厚量測(cè)方法及微波量測(cè)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種儀器、測(cè)量領(lǐng)域厚度的計(jì)量中的膜厚量測(cè)方法及微波量測(cè)設(shè)備，特別是涉及一種可以精確量測(cè)非平面的膜厚量測(cè)方法及微波量測(cè)設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前3C產(chǎn)品的發(fā)展隨著客戶的需求，逐漸走向多元化及外觀活潑化的方向發(fā)展，而在外殼上則賦予不同的噴涂、濺鍍、轉(zhuǎn)印、電鍍，甚至是含浸等技術(shù)。而這些技術(shù)對(duì)于外殼的膜厚通常很難加以控制，因此容易造成產(chǎn)品的變異性增加。這并不是產(chǎn)品本身有許多問(wèn)題，而是對(duì)于膜厚的分布無(wú)法確實(shí)掌握，以便提供客戶設(shè)計(jì)指引。舉例來(lái)說(shuō)，手機(jī)的外殼膜厚會(huì)隨著夾具旋轉(zhuǎn)速度、重力及噴槍的特定因素(如壓力、噴嘴形狀及方向等)的影響，因而在膜厚的最低與最高點(diǎn)的差異達(dá)7.5微米以上，這相當(dāng)于一層漆的厚度。
而現(xiàn)有習(xí)知的對(duì)于膜厚或膜厚分布的量測(cè)方法，多半是利用所謂的單點(diǎn)破壞或單點(diǎn)非破壞性量測(cè)以及超音波C掃描方法，而得到膜厚或膜厚分布。其存在的最大問(wèn)題是就單點(diǎn)破壞或單點(diǎn)非破壞性量測(cè)而言，所獲得的資料很少，故無(wú)法提出準(zhǔn)確的信息，并造成量測(cè)點(diǎn)位置本身就變異很大。而對(duì)于超音波C掃描方法而言，只能量測(cè)最小15微米以上的膜厚(偏差值目前現(xiàn)有習(xí)知掃描方法的精準(zhǔn)度約在±1微米)，因此較難精準(zhǔn)測(cè)得較薄的膜厚，而會(huì)發(fā)生很大的問(wèn)題，更何況是非平面物體表面上膜厚分布的量測(cè)。
由此可見(jiàn)，上述現(xiàn)有的膜厚量測(cè)方法及量測(cè)設(shè)備仍存在有諸多缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。為了解決現(xiàn)有的膜厚量測(cè)方法及量測(cè)設(shè)備的缺陷，相關(guān)廠商莫不費(fèi)盡心思來(lái)謀求解決的道，但長(zhǎng)久以來(lái)一直未見(jiàn)適用的設(shè)計(jì)被發(fā)展完成，此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問(wèn)題。
有鑒于上述現(xiàn)有的膜厚量測(cè)方法及量測(cè)設(shè)備存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造多年豐富的實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)及專業(yè)知識(shí)，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新的膜厚量測(cè)方法及微波量測(cè)設(shè)備，能夠改進(jìn)一般現(xiàn)有的膜厚量測(cè)方法及量測(cè)設(shè)備，使其更具有實(shí)用性。經(jīng)過(guò)不斷研究、設(shè)計(jì)，并經(jīng)反復(fù)試作樣品及改進(jìn)后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實(shí)用價(jià)值的本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于，克服上述現(xiàn)有的膜厚量測(cè)方法及量測(cè)設(shè)備存在的缺陷，而提供一種新的膜厚量測(cè)方法及微波量測(cè)設(shè)備，所要解決的主要技術(shù)問(wèn)題是使其可以輕易且精確地測(cè)得較薄的膜厚，并且可以精準(zhǔn)地測(cè)得非平面物體表面上的膜厚分布，從而更具有實(shí)用性，且具有產(chǎn)業(yè)上的利用價(jià)值。
本發(fā)明的另一目的在于，提供一種膜厚量測(cè)方法及微波量測(cè)設(shè)備，所要解決的技術(shù)問(wèn)題是使其可以防止待測(cè)物的表面處理層物在量測(cè)膜厚期間被破壞。
本發(fā)明的又一目的在于，提供一種膜厚量測(cè)方法及微波量測(cè)設(shè)備，所要解決的技術(shù)問(wèn)題是使其可以避免量測(cè)訊號(hào)被待測(cè)物的表面處理層物吸收掉。
本發(fā)明的再一目的在于，提供一種膜厚量測(cè)方法及微波量測(cè)設(shè)備，所要解決的技術(shù)問(wèn)題是使其可使訊號(hào)接收器輕易量測(cè)到時(shí)間差異值，且不易受外界影響。
本發(fā)明的目的及解決其主要技術(shù)問(wèn)題是采用以下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種膜厚量測(cè)方法，其包括以下步驟提供一物體；量測(cè)波長(zhǎng)范圍在微波段的一訊號(hào)從一量測(cè)點(diǎn)到達(dá)該物體表面所需的時(shí)間t0；提供一待測(cè)物，該待測(cè)物是表面處理過(guò)的該物體，其中該物體具有一表面處理層物；量測(cè)波長(zhǎng)范圍在微波段的該訊號(hào)從該量測(cè)點(diǎn)到達(dá)該待測(cè)物表面所需的時(shí)間t1；以及利用該訊號(hào)的波長(zhǎng)λ與時(shí)間差(t0-t1)估算出該物體的該表面處理層物的膜厚d，其中估算公式為d＝λ(t0-t1)。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還可以采用以下技術(shù)措施來(lái)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
前述的膜厚量測(cè)方法，其中所述的訊號(hào)的波長(zhǎng)在0.01～10公分之間，該訊號(hào)的頻率在3GHz～3000GHz之間。
前述的膜厚量測(cè)方法，其中所述的提供該待測(cè)物的步驟包括對(duì)該物體進(jìn)行噴涂、濺鍍、轉(zhuǎn)印、電鍍或含浸，以在該物體表面形成該表面處理層物。
前述的膜厚量測(cè)方法，其中所述的物體包括具有不規(guī)則平面。
前述的膜厚量測(cè)方法，其中更包括利用快速傅立葉轉(zhuǎn)換計(jì)算出整體膜厚分布。
本發(fā)明的目的及解決主要技術(shù)問(wèn)題還采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種膜厚量測(cè)方法，適于量測(cè)需進(jìn)行一表面處理的一樣品，其包括以下步驟利用一微波發(fā)射/接收裝置發(fā)射波長(zhǎng)λ的一訊號(hào)到一樣品表面，其中該訊號(hào)到達(dá)該樣品之后會(huì)反射一第一反射訊號(hào)；利用該微波發(fā)射/接收器接收該第一反射訊號(hào)，以得到該訊號(hào)從該微波發(fā)射/接收裝置到達(dá)該樣品的所需時(shí)間t0；利用該微波發(fā)射/接收裝置發(fā)射波長(zhǎng)為λ的該訊號(hào)到已進(jìn)行該表面處理而具有一表面處理層物的該樣品，其中該訊號(hào)到達(dá)該表面處理層物之后會(huì)反射一第二反射訊號(hào)；利用該微波發(fā)射/接收器接收該第二反射訊號(hào)，以得到該訊號(hào)從該微波發(fā)射/接收裝置到達(dá)該表面處理層物的所需時(shí)間t1；以及利用波長(zhǎng)λ與反射接收時(shí)間差(t0-t1)估算出該樣品的該表面處理層物的膜厚d，其中估算公式為d＝λ(t0-t1)。
本發(fā)明的目的及解決技術(shù)問(wèn)題還可采用以下技術(shù)措施來(lái)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
前述的膜厚量測(cè)方法，其中所述的訊號(hào)的波長(zhǎng)在100微米～100000微米之間，該訊號(hào)的頻率在3GHz～3000GHz之間。
前述的膜厚量測(cè)方法，其中所述的利用該微波發(fā)射/接收裝置發(fā)射波長(zhǎng)λ的該訊號(hào)到該樣品表面的步驟，包括固定該樣品；以及相對(duì)于該樣品移動(dòng)該微波發(fā)射/接收裝置。
前述的膜厚量測(cè)方法，其中所述的微波發(fā)射/接收裝置包括含有多個(gè)微波發(fā)射器的移動(dòng)軸。
前述的膜厚量測(cè)方法，其中所述的表面處理包括噴涂、濺鍍、轉(zhuǎn)印、電鍍或含浸。
前述的膜厚量測(cè)方法，其中所述的物體包括具有不規(guī)則平面。
前述的膜厚量測(cè)方法，其中更包括利用快速傅立葉轉(zhuǎn)換計(jì)算出整體膜厚分布。
本發(fā)明的目的及解決其主要技術(shù)問(wèn)題還采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種微波量測(cè)設(shè)備，適于量測(cè)具非平面表面的一待測(cè)物，該微波量測(cè)設(shè)備至少包括一微波發(fā)射/接收裝置，設(shè)置位于該待測(cè)物上方，其中該微波發(fā)射/接收裝置具有以陣列排列的復(fù)數(shù)個(gè)發(fā)射器以及復(fù)數(shù)個(gè)接收器，其中該些發(fā)射器是用以發(fā)射波長(zhǎng)范圍在微波段的復(fù)數(shù)個(gè)訊號(hào)到該待測(cè)物表面；該些接收器是用以經(jīng)由該待測(cè)物表面的反射，接收該些發(fā)射器所發(fā)射出的該些訊號(hào)；以及一處理裝置，與該微波發(fā)射/接收裝置相連，并根據(jù)該些訊號(hào)的發(fā)射/接收時(shí)間差來(lái)測(cè)出該些訊號(hào)到該待測(cè)物的所需時(shí)間。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還采用以下技術(shù)措施來(lái)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
前述的微波量測(cè)設(shè)備，其中更包括一移動(dòng)軸，連接該微波發(fā)射/接收裝置的該些發(fā)射器，用以同時(shí)移動(dòng)該些發(fā)射器。
前述的微波量測(cè)設(shè)備，其中更包括一移動(dòng)軸，連接該微波發(fā)射/接收裝置的該些接收器，用以同時(shí)移動(dòng)該些接收器。
前述的微波量測(cè)設(shè)備，其中更包括一定位裝置，用以定位該待測(cè)物。
前述的微波量測(cè)設(shè)備，其中所述的該些訊號(hào)的波長(zhǎng)在100微米～100000微米之間，該些訊號(hào)的頻率在3GHz～3000GHz之間。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。由以上技術(shù)方案可知，為了達(dá)到前述發(fā)明目的，本發(fā)明的主要技術(shù)內(nèi)容如下
本發(fā)明提出一種膜厚量測(cè)方法，其是先提供一物體，再量測(cè)波長(zhǎng)范圍在微波段的一訊號(hào)從一量測(cè)點(diǎn)到達(dá)物體表面所需的時(shí)間t0。然后，提供一待測(cè)物，該一待測(cè)物是表面處理過(guò)的物體，其中物體具有一表面處理層物。之后，量測(cè)波長(zhǎng)范圍在微波段的訊號(hào)從量測(cè)點(diǎn)到達(dá)待測(cè)物表面所需的時(shí)間t1，其中在此使用的訊號(hào)需與之前量測(cè)t0所使用的訊號(hào)波長(zhǎng)一樣。接著，利用訊號(hào)的波長(zhǎng)λ與時(shí)間差(t0-t1)估算出物體的表面處理層物的膜厚d，其中估算公式為d＝λ(t0-t1)。
本發(fā)明再提出一種膜厚量測(cè)方法，其步驟包括利用一微波發(fā)射/接收裝置發(fā)射波長(zhǎng)λ的一訊號(hào)到一樣品表面，其中訊號(hào)到達(dá)樣品之后會(huì)反射一第一反射訊號(hào)。然后，利用微波發(fā)射/接收器接收第一反射訊號(hào)，以得到訊號(hào)從微波發(fā)射/接收裝置到達(dá)樣品的所需時(shí)間t0。接著，利用微波發(fā)射/接收裝置發(fā)射波長(zhǎng)同為λ的訊號(hào)到已進(jìn)行表面處理而具有一表面處理層物的樣品，其中訊號(hào)到達(dá)表面處理層物之后會(huì)反射一第二反射訊號(hào)。隨后，利用微波發(fā)射/接收器接收第二反射訊號(hào)，以得到訊號(hào)從微波發(fā)射/接收裝置到達(dá)表面處理層物的所需時(shí)間t1。之后，利用波長(zhǎng)λ與反射接收時(shí)間差(t0-t1)估算出樣品的表面處理層物的膜厚d，其中估算公式為d＝λ(t0-t1)。
另外，本發(fā)明又提出一種微波量測(cè)設(shè)備，適于量測(cè)具有非平面表面的一待測(cè)物，再根據(jù)所得到的數(shù)據(jù)估算待測(cè)物在表面處理前后的表面厚度差異。該微波量測(cè)設(shè)備，至少包括一微波發(fā)射/接收裝置以及一處理裝置，其中微波發(fā)射/接收裝置具有以陣列排列的數(shù)個(gè)發(fā)射器以及數(shù)個(gè)接收器。微波發(fā)射/接收裝置是位于待測(cè)物上方，其中的發(fā)射器是用以發(fā)射波長(zhǎng)范圍在微波段的訊號(hào)到待測(cè)物表面，而接收器則是用以經(jīng)由待測(cè)物表面的反射，接收發(fā)射器所發(fā)射出的訊號(hào)。而處理裝置則與微波發(fā)射/接收裝置相連，以根據(jù)訊號(hào)的發(fā)射/接收時(shí)間差來(lái)測(cè)出訊號(hào)到待測(cè)物的所需時(shí)間。
本發(fā)明因?yàn)橥ㄟ^(guò)訊號(hào)發(fā)射、反射及接收，并設(shè)定范圍在短波高頻的微波段，所以可以輕易地精確測(cè)得較薄的膜厚。
綜上所述，本發(fā)明特殊的膜厚量測(cè)方法及微波量測(cè)設(shè)備，可以輕易且精確地測(cè)得較薄的膜厚，并且可以精準(zhǔn)地測(cè)得非平面物體表面上的膜厚分布，從而更具有實(shí)用性，且具有產(chǎn)業(yè)上的利用價(jià)值；其可以防止待測(cè)物的表面處理層物在量測(cè)膜厚期間被破壞；可以避免量測(cè)訊號(hào)被待測(cè)物的表面處理層物吸收掉；且可使訊號(hào)接收器輕易量測(cè)到時(shí)間差異值，且不易受外界影響。其具有上述諸多優(yōu)點(diǎn)及實(shí)用價(jià)值，其在量測(cè)方法及量測(cè)設(shè)備上確屬創(chuàng)新，在功能上有較大的改進(jìn)，且在技術(shù)上有較大的進(jìn)步，較現(xiàn)有的量測(cè)方法及量測(cè)設(shè)備具有增進(jìn)的多項(xiàng)功效，并產(chǎn)生了好用及實(shí)用的效果，而確實(shí)具有增進(jìn)的功效，從而更加適于實(shí)用，具有產(chǎn)業(yè)的廣泛利用價(jià)值，誠(chéng)為一新穎、進(jìn)步、實(shí)用的新設(shè)計(jì)。
本發(fā)明具體量測(cè)方法及微波量測(cè)設(shè)備由以下實(shí)施例及附圖詳細(xì)給出。


圖1A、圖1B是依照本發(fā)明的膜厚量測(cè)的原理示意簡(jiǎn)圖。
圖2是依照本發(fā)明的第一實(shí)施例的膜厚量測(cè)步驟圖。
圖3是依照本發(fā)明的第二實(shí)施例的微波量測(cè)設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
100物體 102a，304發(fā)射器102b，306接收器 104訊號(hào)106，106a反射訊號(hào)108移動(dòng)方向110表面處理層物 120，310待測(cè)物200利用一微波發(fā)射/接收裝置發(fā)射波長(zhǎng)λ的一訊號(hào)到一樣品表面，而樣品是未經(jīng)表面處理，其中訊號(hào)到達(dá)樣品之后會(huì)反射一第一反射訊號(hào)202利用微波發(fā)射/接收裝置接收第一反射訊號(hào)，以得到訊號(hào)從微波發(fā)射/接收裝置到達(dá)樣品的所需時(shí)間t0204利用微波發(fā)射/接收裝置發(fā)射波長(zhǎng)為λ的訊號(hào)到已進(jìn)行表面處理而具有一表面處理層物的樣品，其中訊號(hào)到達(dá)表面處理層物之后會(huì)反射一第二反射訊號(hào)206利用微波發(fā)射/接收裝置接收第二反射訊號(hào)，以得到訊號(hào)從微波發(fā)射/接收裝置到達(dá)表面處理層物的所需時(shí)間t1208利用波長(zhǎng)λ與反射接收時(shí)間差(t0-t1)估算出樣品的表面處理層物的膜厚d，其中估算公式為d＝λ(t0-t1)300微波量測(cè)設(shè)備302微波發(fā)射/接收裝置具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的膜厚量測(cè)方法及微波量測(cè)設(shè)備其具體量測(cè)方法、步驟、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說(shuō)明如后。
請(qǐng)參閱圖1A、圖1B所示，是本發(fā)明的膜厚量測(cè)的原理示意簡(jiǎn)圖。如圖1A所示，假設(shè)要量測(cè)一具有不規(guī)則平面的物體100上的表面處理層物的厚度時(shí)，可先提供一物體100，其為未經(jīng)表面處理過(guò)，主要是作為背景值的量測(cè)。然后，由一發(fā)射器102a發(fā)射一訊號(hào)104到該未表面處理過(guò)的物體100上，并設(shè)定訊號(hào)104的波長(zhǎng)范圍在短波高頻的微波段，譬如訊號(hào)104的波長(zhǎng)在0.01～10公分之間、頻率在3GHz～3000GHz之間。當(dāng)訊號(hào)104到達(dá)物體100表面后，會(huì)反射一反射訊號(hào)106。此時(shí)，可利用一接收器102b接收該反射訊號(hào)106，因而量測(cè)出波長(zhǎng)范圍在微波段的訊號(hào)104從發(fā)射器102a(即量測(cè)點(diǎn))到物體100表面所需的時(shí)間t0。此外，在利用發(fā)射器102a發(fā)射訊號(hào)104到物體100時(shí)，可先固定物體100，再相對(duì)于物體100將發(fā)射器102a往一移動(dòng)方向108移動(dòng)。
之后，請(qǐng)參閱圖1B，利用與圖1A相同的原理，對(duì)表面處理過(guò)而具有一表面處理層物110的物體100(即一待測(cè)物120)作量測(cè)，其中該待測(cè)物120例如是經(jīng)過(guò)噴涂、濺鍍、轉(zhuǎn)印、電鍍或含浸而在物體100表面形成表面處理層物110。而這里的量測(cè)原理與圖1A相同，包括由發(fā)射器102a發(fā)射訊號(hào)104到待測(cè)物120上，其中訊號(hào)104的波長(zhǎng)需與之前圖1A所使用的一樣。此外，在利用發(fā)射器102a發(fā)射訊號(hào)104到待測(cè)物120時(shí)，可先固定該待測(cè)物120，再相對(duì)于該待測(cè)物120將發(fā)射器102a往一移動(dòng)方向108移動(dòng)。當(dāng)訊號(hào)104到達(dá)待測(cè)物120表面后，會(huì)從表面處體層物110表面反射另一反射訊號(hào)106a。此時(shí)，可利用接收器102b接收該反射訊號(hào)106a，因而量測(cè)出波長(zhǎng)范圍在微波段的訊號(hào)104從發(fā)射器102a到待測(cè)物120表面所需的時(shí)間t1。因此，可利用訊號(hào)104的波長(zhǎng)λ與反射接收時(shí)間差(t0-t1)估算出物體100的表面處理層物110的膜厚d，其中估算公式如下d＝λ(t0-t1)另外，以微波量測(cè)物體100的表面處理層物110的整體膜厚分布計(jì)算，除可利用前述訊號(hào)的一接一收特性外，尚可透過(guò)快速傅立葉轉(zhuǎn)換(FastFourier Transform，簡(jiǎn)稱FFT)方式加以獲得。
而依據(jù)上述原理，本發(fā)明可應(yīng)用于以下實(shí)施例。
第一實(shí)施例請(qǐng)參閱圖2所示，是依照本發(fā)明的第一實(shí)施例的膜厚量測(cè)步驟圖。在步驟200中，利用一微波發(fā)射/接收裝置發(fā)射波長(zhǎng)λ的一訊號(hào)到一樣品的表面，而該樣品是未經(jīng)表面處理，其中訊號(hào)到達(dá)樣品之后會(huì)反射一第一反射訊號(hào)，而訊號(hào)的波長(zhǎng)λ譬如在0.01～10公分之間(頻率則在3GHz～3000GHz之間)。此外，在利用微波發(fā)射/接收裝置發(fā)射波長(zhǎng)λ的訊號(hào)到樣品表面時(shí)，可先固定樣品，再相對(duì)于樣品將微波發(fā)射/接收裝置往一移動(dòng)方向移動(dòng)，其中微波發(fā)射/接收裝置例如是含有多個(gè)微波發(fā)射器的移動(dòng)軸。之后，在步驟202中，利用微波發(fā)射/接收裝置接收第一反射訊號(hào)，以得到訊號(hào)從微波發(fā)射/接收裝置到達(dá)樣品的所需時(shí)間t0。
然后，請(qǐng)繼續(xù)參閱圖2所示，在步驟204中，利用微波發(fā)射/接收裝置發(fā)射波長(zhǎng)為λ的訊號(hào)到已進(jìn)行表面處理而具有一表面處理層物的樣品，其中訊號(hào)到達(dá)表面處理層物之后會(huì)反射一第二反射訊號(hào)，而在此發(fā)射的訊號(hào)的波長(zhǎng)需與步驟200中所發(fā)射的訊號(hào)的波長(zhǎng)一樣。再者，對(duì)樣品所進(jìn)行的表面處理包括噴涂、濺鍍、轉(zhuǎn)印、電鍍或含浸。此外，在利用微波發(fā)射/接收裝置發(fā)射訊號(hào)到表面處理層物表面時(shí)，可先固定樣品，再相對(duì)于樣品將微波發(fā)射/接收裝置往一移動(dòng)方向移動(dòng)，其中，微波發(fā)射/接收裝置例如是含有多個(gè)微波發(fā)射器的移動(dòng)軸。接著，在步驟206中，利用微波發(fā)射/接收裝置接收第二反射訊號(hào)，以得到訊號(hào)從微波發(fā)射/接收裝置到達(dá)表面處理層物的所需時(shí)間t1。
請(qǐng)?jiān)賲㈤唸D2所示，進(jìn)行步驟208，利用波長(zhǎng)λ與反射接收時(shí)間差(t0-t1)估算出樣品的表面處理層物的膜厚d，其中估算公式為d＝λ(t0-t1)。另外，以微波量測(cè)樣品的表面處理層物的整體膜厚分布計(jì)算，除可利用訊號(hào)的一接一收特性外，尚可透過(guò)快速傅立葉轉(zhuǎn)換方式加以獲得。以下為應(yīng)用本發(fā)明的兩個(gè)范例1、以3GHz(波長(zhǎng)相當(dāng)于10公分或100000微米)的微波發(fā)射/接收裝置，利用本發(fā)明的方法量測(cè)預(yù)估膜厚為10微米的涂料，則所需的時(shí)間差只要有達(dá)0.1ms，微波發(fā)射/接收器相對(duì)精準(zhǔn)度在0.01ms以內(nèi)，則在同步掃描過(guò)程，即可獲得曲面表面的整體膜厚分布。
2、以3000GHz(波長(zhǎng)相當(dāng)于0.01公分或100微米)的微波發(fā)射/接收裝置，利用本發(fā)明的方法量測(cè)預(yù)估膜厚為10微米的涂料，則所需的時(shí)間差只要有達(dá)100ms，微波發(fā)射接收器相對(duì)精準(zhǔn)度在10ms以內(nèi)，則在同步掃描過(guò)程，即可獲得曲面表面的整體膜厚分布。
由上述范例可知，本發(fā)明利用波長(zhǎng)范圍在微波段的訊號(hào)進(jìn)行量測(cè)，即可搭配現(xiàn)有的接收器，而輕易獲致待測(cè)物體的膜厚。此外，為說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)，請(qǐng)見(jiàn)表一。
表一

表一為一般訊號(hào)輻射頻譜，通過(guò)表一可知，本發(fā)明不選用X射線、伽瑪射線的主要原因在于其所夾帶的能量很大，容易造成操作者基因病變等問(wèn)題。若選用紫外線、可見(jiàn)光的話，雖然其能量不高，但是容易將表面處理層物破壞。而紅外線則是會(huì)被表面處理層物分子以旋轉(zhuǎn)、震蕩與簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)方式吸收。至于無(wú)線訊號(hào)則是波長(zhǎng)太長(zhǎng)，目前接收器不容易量測(cè)到時(shí)間差異值，且易受外界影響?？偠灾?，本發(fā)明選用波長(zhǎng)范圍在微波段的訊號(hào)來(lái)量測(cè)磨厚，不但可以輕易地精確測(cè)得較薄的膜厚，而且能避免前述的缺點(diǎn)。
第二實(shí)施例本發(fā)明還提出一種微波量測(cè)設(shè)備，可以用以達(dá)成本發(fā)明的膜厚量測(cè)方法，請(qǐng)參閱圖3所示。
請(qǐng)參閱圖3所示，是依照本發(fā)明的第二實(shí)施例的微波量測(cè)設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明的微波量測(cè)設(shè)備300，適于量測(cè)具非平面表面的一待測(cè)物310，該一微波量測(cè)設(shè)備300包括一微波發(fā)射/接收裝置302以及一處理裝置308。微波發(fā)射/接收裝置302是設(shè)置位于待測(cè)物310的上方，其中該微波發(fā)射/接收裝置302具有以陣列排列(數(shù)組排列)的數(shù)個(gè)發(fā)射器304與數(shù)個(gè)接收器306，其中發(fā)射器304是用以發(fā)射波長(zhǎng)范圍在微波段的訊號(hào)到待測(cè)物310表面，而接收器306則是用以經(jīng)由待測(cè)物310表面的反射，接收發(fā)射器304所發(fā)射出的訊號(hào)。而處理裝置308則與微波發(fā)射/接收裝置302相連，并根據(jù)訊號(hào)的發(fā)射/接收時(shí)間差來(lái)測(cè)出訊號(hào)到待測(cè)物310的所需時(shí)間。此外，本發(fā)明的設(shè)備300更可包括一移動(dòng)軸(圖中未示)，連接微波發(fā)射/接收裝置302的發(fā)射器304及/或接收器306，用以同時(shí)移動(dòng)發(fā)射器304及/或接收器306。另外，本發(fā)明的設(shè)備300還可以加上一定位裝置(圖中未示)，用以定位待測(cè)物310。
綜上所述，本發(fā)明的特點(diǎn)在于通過(guò)訊號(hào)發(fā)射、反射及接收，并設(shè)定其波長(zhǎng)范圍在微波段，所以可以輕易地精確測(cè)得較薄的膜厚。另外，本發(fā)明還提出一種具有以陣列排列的微波發(fā)射器，可以更有效地量測(cè)出曲面的待測(cè)物。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的方法及技術(shù)內(nèi)容加以變更或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種膜厚量測(cè)方法，其特征在于其包括以下步驟提供一物體；量測(cè)波長(zhǎng)范圍在微波段的一訊號(hào)從一量測(cè)點(diǎn)到達(dá)該物體表面所需的時(shí)間t0；提供一待測(cè)物，該待測(cè)物是表面處理過(guò)的該物體，其中該物體具有一表面處理層物；量測(cè)波長(zhǎng)范圍在微波段的該訊號(hào)從該量測(cè)點(diǎn)到達(dá)該待測(cè)物表面所需的時(shí)間t1；以及利用該訊號(hào)的波長(zhǎng)λ與時(shí)間差(t0-t1)估算出該物體的該表面處理層物的膜厚d，其中估算公式為d＝λ(t0-t1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜厚量測(cè)方法，其特征在于其中所述的訊號(hào)的波長(zhǎng)在0.01～10公分之間，該訊號(hào)的頻率在3GHz～3000GHz之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜厚量測(cè)方法，其特征在于其中所述的提供該待測(cè)物的步驟包括對(duì)該物體進(jìn)行噴涂、濺鍍、轉(zhuǎn)印、電鍍或含浸，以在該物體表面形成該表面處理層物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜厚量測(cè)方法，其特征在于其中所述的物體包括具有不規(guī)則平面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜厚量測(cè)方法，其特征在于其中更包括利用快速傅立葉轉(zhuǎn)換計(jì)算出整體膜厚分布。
6.一種膜厚量測(cè)方法，適于量測(cè)需進(jìn)行一表面處理的一樣品，其特征在于其包括以下步驟利用一微波發(fā)射/接收裝置發(fā)射波長(zhǎng)λ的一訊號(hào)到一樣品表面，其中該訊號(hào)到達(dá)該樣品之后會(huì)反射一第一反射訊號(hào)；利用該微波發(fā)射/接收器接收該第一反射訊號(hào)，以得到該訊號(hào)從該微波發(fā)射/接收裝置到達(dá)該樣品的所需時(shí)間t0；利用該微波發(fā)射/接收裝置發(fā)射波長(zhǎng)為λ的該訊號(hào)到已進(jìn)行該表面處理而具有一表面處理層物的該樣品，其中該訊號(hào)到達(dá)該表面處理層物之后會(huì)反射一第二反射訊號(hào)；利用該微波發(fā)射/接收器接收該第二反射訊號(hào)，以得到該訊號(hào)從該微波發(fā)射/接收裝置到達(dá)該表面處理層物的所需時(shí)間t1；以及利用波長(zhǎng)λ與反射接收時(shí)間差(t0-t1)估算出該樣品的該表面處理層物的膜厚d，其中估算公式為d＝λ(t0-t1)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的膜厚量測(cè)方法，其特征在于其中所述的訊號(hào)的波長(zhǎng)在100微米～100000微米之間，該訊號(hào)的頻率在3GHz～3000GHz之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的膜厚量測(cè)方法，其特征在于其中所述的利用該微波發(fā)射/接收裝置發(fā)射波長(zhǎng)λ的該訊號(hào)到該樣品表面的步驟，包括固定該樣品；以及相對(duì)于該樣品移動(dòng)該微波發(fā)射/接收裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的膜厚量測(cè)方法，其特征在于其中所述的微波發(fā)射/接收裝置包括含有多個(gè)微波發(fā)射器的移動(dòng)軸。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的膜厚量測(cè)方法，其特征在于其中所述的表面處理包括噴涂、濺鍍、轉(zhuǎn)印、電鍍或含浸。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的膜厚量測(cè)方法，其特征在于其中所述的物體包括具有不規(guī)則平面。
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的膜厚量測(cè)方法，其特征在于其中更包括利用快速傅立葉轉(zhuǎn)換計(jì)算出整體膜厚分布。
13.一種微波量測(cè)設(shè)備，適于量測(cè)具非平面表面的一待測(cè)物，其特征在于該微波量測(cè)設(shè)備至少包括一微波發(fā)射/接收裝置，設(shè)置位于該待測(cè)物上方，其中該微波發(fā)射/接收裝置具有以陣列排列的復(fù)數(shù)個(gè)發(fā)射器以及復(fù)數(shù)個(gè)接收器，其中該些發(fā)射器是用以發(fā)射波長(zhǎng)范圍在微波段的復(fù)數(shù)個(gè)訊號(hào)到該待測(cè)物表面；該些接收器是用以經(jīng)由該待測(cè)物表面的反射，接收該些發(fā)射器所發(fā)射出的該些訊號(hào)；以及一處理裝置，與該微波發(fā)射/接收裝置相連，并根據(jù)該些訊號(hào)的發(fā)射/接收時(shí)間差來(lái)測(cè)出該些訊號(hào)到該待測(cè)物的所需時(shí)間。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的微波量測(cè)設(shè)備，其特征在于其中更包括一移動(dòng)軸，連接該微波發(fā)射/接收裝置的該些發(fā)射器，用以同時(shí)移動(dòng)該些發(fā)射器。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的微波量測(cè)設(shè)備，其特征在于其中更包括一移動(dòng)軸，連接該微波發(fā)射/接收裝置的該些接收器，用以同時(shí)移動(dòng)該些接收器。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的微波量測(cè)設(shè)備，其特征在于其中更包括一定位裝置，用以定位該待測(cè)物。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的微波量測(cè)設(shè)備，其特征在于其中所述的該些訊號(hào)的波長(zhǎng)在100微米～100000微米之間，該些訊號(hào)的頻率在3GHz～3000GHz之間。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種膜厚量測(cè)方法及微波量測(cè)設(shè)備，該膜厚量測(cè)方法，是先提供一物體，再量測(cè)波長(zhǎng)范圍在微波段的一訊號(hào)從一量測(cè)點(diǎn)到達(dá)物體表面所需的時(shí)間t
文檔編號(hào)G01B15/02GK1566902SQ03137398
公開(kāi)日2005年1月19日 申請(qǐng)日期2003年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月23日
發(fā)明者鄧拔龍, 范光城 申請(qǐng)人:仁寶電腦工業(yè)股份有限公司