투명체를 측정
측정 예: 코팅제의 막 두께 측정
용도로 선택
막 두께
막 두께 측정기를 찾고 계시는 분께
대상 물체의 형상과 재질, 측정기의 종류 등 여러 요소를 바탕으로 막 두께를 측정하는 최적의 측정 방법을 선택하는 것이 중요합니다. 부적합한 기기를 선정하면 필요한 정도를 확보할 수 없거나 운용 공정 수가 늘어나기 때문에 적합한 기기의 선정은 필수입니다.
이 페이지는 막 두께 측정기를 찾고 계시는 분이 최적의 측정기를 손쉽게 선정하실 수 있도록 길잡이가 되어드립니다.
「막 두께」의 측정 방법
「막 두께」를 측정하는 최적의 방법을 측정기 제안과 함께 소개합니다.
반투명체를 측정
측정 예: 코팅 필름의 막 두께 측정
최적의 측정기반사형 레이저 변위 센서
반투명체는 근적외 파장(1000 nm~) 광원을 사용하면 빛이 투과되어 앞면뿐만 아니라 뒷면에서 반사되는 빛을 검출할 수 있을 가능성이 있습니다. 이때 앞면 반사광과 뒷면 반사광의 간섭 스펙트럼을 통해 두께를 측정합니다.
- A
- 앞면(제1 피크)
- B
- 뒷면(제2 피크)
- C
- 반투명 필름
POINT
측정기의 선정이 중요
- 앞면과 뒷면을 식별할 수 있는 한계 두께 이상인가.
- 앞면과 뒷면의 반사율이 다른 경우에도 안정적으로 측정할 수 있는가를 확인해 주십시오.
-
분광 간섭 방식
초분해능 1 nm
φ2 mm의 마이크로 센서 헤드를 준비
불투명체를 측정
측정 예: 솔더 크림의 막 두께 측정
최적의 측정기반사형 2D 레이저 변위 센서
라인 레이저가 조사된 부분의 단면 형상을 취득하고 그 형상을 통해 단차를 측정합니다.
- A
- 측정 포인트
- B
- 단차
- C
- 기준 포인트
기준 포인트와 측정 포인트의 높이 차이를 측정합니다.
POINT
대상 물체가 기울어져 있는 경우에도 기울기 보정 기능이 있으면 단차를 정확하게 계측할 수 있습니다.
-
2차원 삼각 측정 방식
라인 레이저에 의한 다점 측정
세계 최고 속도 64000촬상/초 -
멀티 컬러 공초점 방식
직선성: ±0.09 µm
초소형 레이저 동축 변위 센서
KEYENCE의 제품을 채택하신 고객의 목소리는 여기에서
업계별 고객 도입 사례【두께편】
막 두께 측정 시 주의점
대상 물체가 투명한 경우
대상 물체 굴절률의 영향에 대해서
빛을 이용하는 변위 센서는 그림 1과 같이 대상 물체 굴절률의 영향으로 인해 실제 두께를 그대로 구할 수 없습니다. (공기의 틈새 두께를 측정하는 경우는 그대로 구할 수 있습니다.)
일반적으로 빛의 간섭을 이용하는 변위 센서는 산출된 값을 굴절률로 나누면 실제 두께를 얻을 수 있습니다.
공초점 원리인 변위 센서는 산출된 값을 굴절률로 곱하면 거의 실제 두께가 되지만, 엄밀하게 말하면 조금 어긋난 값이므로 두께를 이미 알고 있는 대상 물체를 측정하여 스팬값을 결정하는 것이 좋습니다.
삼각 측정 방식인 변위 센서는 산출된 값을 (굴절률+α)로 곱하면 실제 두께가 됩니다. 이 +α는 센서 헤드의 투수광 각도 θ(그림 1)가 넓을수록 커집니다.
어떤 경우든지 대상 물체의 굴절률을 모를 때는 두께를 이미 알고 있는 대상 물체를 1개 준비하면 스케일링을 설정할 수 있습니다.
막 두께는 어느 정도인가?
원리와 상관없이 빛을 이용하는 변위 센서는 대상 물체의 앞면과 뒷면에서 반사되는 빛을 분리할 수 없을 정도로 얇은 경우 막 두께를 정확하게 측정할 수 없습니다.
정확하게 측정할 수 있는 막 두께의 한계값은 센서 헤드에 따라 다르므로 제조사에 확인해 주십시오.
반사율 차이는 어느 정도인가?
두께가 얇은 경우뿐만 아니라 앞면과 뒷면의 반사율 차이가 큰 경우도 측정의 안정성에 영향을 미칩니다. 예를 들어 대상 물체가 비가공 글라스여도 광택 SUS 위에서 측정할 경우 뒷면의 반사율이 앞면보다 매우 높은 상태가 됩니다.
또한, 흑색 화강암 정반 위에서 측정할 경우 뒷면에 반사율이 높은 부분과 낮은 부분이 혼재되어 있으므로 뒷면의 반사율에 의존하지 않는 측정기를 선정해야 합니다.
어느 정도의 반사율 차이까지 대응할 수 있는가에 대해서는 모델에 따라 다르므로 이 점도 제조사에 확인해 주십시오.
대상 물체가 반투명한 경우
빛이 충분히 투과되지 않는 대상 물체는 뒷면에서 반사되는 반사광을 검출할 수 없으므로 한쪽에서 막 두께를 측정할 수는 없습니다.
같은 대상 물체라도 투과율은 빛의 파장에 따라 다르며 막 두께가 얇을수록 투과하기 쉽습니다.
가시광은 반투명하게 보이는 얇은 수지막 등을 투과하기 어렵지만, 근적외 파장의 빛은 투과되는 경우도 많으므로 제조사에 테스트를 의뢰하실 것을 권장합니다.
대상 물체가 불투명한 경우
대상 물체가 금속인 경우 근적외광도 투과되지 않으므로 베이스면과의 단차 측정 등 간접적인 방법으로 두께를 구하는 것이 일반적입니다. (대상 물체가 반도체인 경우 근적외광이 투과되는 경우도 있으므로 제조사에 테스트를 의뢰하실 것을 권장합니다.)
어느 쪽이 좋은가!? 접촉 VS 비접촉
인라인에서 막 두께를 측정하는 경우
접촉식은 움직이는 대상 물체의 막 두께를 측정하기 어려우므로 일반적으로 비접촉식 변위 센서를 채택합니다.
대상 물체가 투명할 때는 한쪽에서 측정할 수 있는 레이저 변위 센서가 적합합니다.
대상 물체가 불투명할 때는 롤 면을 기준으로 롤 위로 이송되는 대상 물체의 높이를 측정하여 두께를 계측하는 방법과, 대상 물체 양쪽에 센서 헤드를 마주 보게 설치하여 측정하는 방법이 있습니다.
오프라인에서 막 두께를 측정하는 경우
대상 물체가 투명할 때는 한쪽에서 측정할 수 있는 레이저 변위 센서가 적합합니다.
접촉식은 베이스면을 기준으로 대상 물체를 놓았을 때의 높이 차분을 두께로 계측합니다.
대상 물체가 불투명하며 얇고 가벼운 경우 대상 물체를 눌러 들뜸(공기 틈새)이 없는 상태에서 측정하는 접촉식이 적합합니다.
정리
이 페이지에서는 코팅제·코팅 필름 및 솔더 크림 등의 막 두께를 측정하는 방법과 측정기의 구조 및 측정기를 선정할 때의 핵심과 주의점에 대해 설명했습니다.
정리하면 다음과 같습니다.
- 투명 및 반투명한 대상 물체는 반사형 레이저 변위 센서로 측정 가능.
- 반사형 2D 레이저 변위 센서는 베이스면과 대상 물체를 동시에 측정하고 이를 통해 취득한 형상에서 단차를 측정 가능. 또한, 대상 물체가 기울어져 있어도 단차를 정확하게 측정 가능.
- 최적의 측정기 선정은 대상 물체의 형상과 두께, 반사율 및 투명도가 핵심.
측정하는 대상에 따라 그 방법이 다양합니다. 최적의 측정을 위해서는 이러한 특징을 알고, 측정기를 올바르게 선정하는 것이 매우 중요합니다.
이 페이지에서 소개한 내용 및 다른 페이지에 기재된 측정 지식과 사례에 대해 정리한 자료 「측정 방법을 알 수 있는 변위 센서/마이크로미터 서포트 가이드」는 아래에서 다운로드할 수 있습니다. 레이저 변위 센서의 라인업 카탈로그와 함께 확인해 보시기 바랍니다.
KEYENCE의 제품을 채택하신 고객의 목소리는 여기에서
업계별 고객 도입 사례【두께편】
용도·업계를 선택하기만 하면 OK! 최적의 제품을 소개합니다.
레이저 변위 센서·측정기 선정 방법 사이트는 여기에서
