金属微细线直径检测方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术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。本发明专利技术检测过程简单、效率高、检测精度高。精度高。精度高。

【技术实现步骤摘要】
金属微细线直径检测方法与装置


[0001]本专利技术是关于检测设备，特别是关于一种金属微细线直径检测方法与装置。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。
[0005]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。
[0006]公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，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。

技术实现思路

[0007]本专利技术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。
[0008]为实现上述目的，本专利技术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。
[0009]在本专利技术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。
[0010]在本专利技术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。
[0011]在本专利技术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。
[0012]在本专利技术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。
[0013]在本专利技术的一个或多个实施方式中，步骤B中的形态转变包括敏感件在接触或者抵触金属微细线样品而发生形变。
[0014]在本专利技术的一个或多个实施方式中，敏感件在接触或者抵触金属微细线样品的端面而发生形变。
[0015]在本专利技术的一个或多个实施方式中，端面与敏感件的移动方向平行。在本专利技术的一个或多个实施方式中，在检测过程中，随着敏感件在接触或者抵触金属微细线样品的端面的移动而获得两个突变点x1(dI1/dt1，t)，x2(dI2/dt，t2)，其中I1为时刻t1时刻(单位S，下同)的检测电流值，x1为时刻t1时刻的位移坐标值(单位mm，下同)，I2为时刻t3时刻的检测电流值等，x2为时刻t2时刻的位移坐标值，进而通过多次检测获得多组(n组)突变点数据，从而求解获得在本专利技术的一个或多个实施方式中，金属微细线直径检测装置，包括反馈系统，用于响应获取的检测信息(这里的响应包括对检测信息进行数据化或者信息化展示，或者依据检测信息进行计算并展示计算结论如直径等)，平台，其至少部分区域具有用于限定金属微细线样品的承载面；敏感件，其与反馈系统通信连接，并且敏感件具有可移动地接近、抵触或远离金属微细线样品的能力，在检测过程中获取检测信息。
[0016]与现有技术相比，根据本专利技术实施方式的金属微细线直径检测方法与装置，通过以碳纳米管为探针的敏感件，在测试过程中获取其反馈的电信号如电流、电阻、电压等，通过确定检测过程中的突变点，从而进一步地测算金属微细线的直径，这里以金属微细线的端面或者端面作为反应其直径的直接对象，从而获得了更高的精度和准确性，不易受到导致误差的人为因素、系统因素等的干扰。
附图说明
[0017]图1是根据本专利技术一实施方式的金属微细线直径检测装置的示意图；
[0018]图2是根据本专利技术一实施方式的金属微细线直径检测装置的检测过程示意图；
[0019]图3是根据本专利技术一实施方式的金属微细线直径检测装置的检测中I
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t图。
[0020]其中，1.电源；2.银电极；3.导电银胶粘合头；4.石墨纤维；5.碳纳米管；6.待测金属微细线；7.平台；8.纳安表；9.信号放大器；10.比例运算处理器。
具体实施方式
[0021]下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本专利技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。
[0022]除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
[0023]根据本专利技术优选实施方式的金属微细线直径检测方法中：
[0024]准备用于承载金属微细线样品的平台7，这里为了满足本专利技术方案的远离和目的，平台7上至少用于直接固定或者放置金属微细线样品的区域，这里限定为承载面，承载面是导电的，以实现在检测过程中与金属微细线样品的通电连接。该承载面优选为承载平面，在优选为平面的情形下，可以降低在检测过程中作为探针用的敏感件在移动中受到的干扰或者需要对探针在承载面上的落点的选择需求，比如当承载面为弯曲结构时，会由于弧面结构而可能导致不同落点之间的数据误差较大，特别是在不严格限定敏感件的移动路线的情形下，曲面或者弧面形态的承载面可能会带来较为明显的影响。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属微细线直径检测方法，其特征在于，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、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。2.如权利要求1所述的金属微细线直径检测方法，其特征在于，所述突变点为通过获得的检测信息
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时间曲线一阶求导获得。3.如权利要求1或2所述的金属微细线直径检测方法，其特征在于，所述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。4.如权利要求1所述的金属微细线直径检测方法，其特征在于，所述反馈系统包括电源、纳安表，所述纳安表串联到电源，所述电源的正极和负极分别电连接到承载面和敏感件，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。5.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：张涛，柳潜力，毕秀梅，郑健，
申请(专利权)人：山东兰海新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：