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近段時(shí)間我們發(fā)現(xiàn),，在接觸角儀的選購過程中，通常因?yàn)閺S商與用戶信息的不對(duì)稱,，而變得非常復(fù)雜,。這種復(fù)雜性主要體現(xiàn)為，廠商的術(shù)語與用戶的理論知識(shí)的接合不上,。

為了更一步明確接觸角選購中的各種關(guān)鍵問題,，上海梭倫基于長年接觸角儀的經(jīng)驗(yàn)，提供以下一些信息,，供廣大用戶參考,。資料中如有任何不當(dāng)之處，請及時(shí),，以便我們作出改進(jìn)措施,。同時(shí)，特別指出的是,，以下所稱接觸角儀指普遍應(yīng)用的基于影像分析法的接觸角系統(tǒng),，其他的如稱重法的接觸角系統(tǒng)不在此列。

現(xiàn)在的接觸角儀通常分為如下4個(gè)部分組成：（1）主機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)；（2）進(jìn)液系統(tǒng),；（3）成像系統(tǒng),；（4）軟件系統(tǒng)。結(jié)合這4個(gè)體系進(jìn)行選購分析更有利于您把握技術(shù)要點(diǎn),。

一,、化整為零，分項(xiàng)列明細(xì),，了解接觸角儀機(jī)械結(jié)構(gòu)

1,、主機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)的整體分析：

整體而言，設(shè)計(jì)的接觸角儀的主機(jī)的設(shè)計(jì)理念為模塊化的,。這種模塊化會(huì)體現(xiàn)在：

（1）主機(jī)調(diào)整架的模塊化,。

廠商會(huì)結(jié)合客戶的靜態(tài)接觸角測試、動(dòng)態(tài)接觸角測試,、特殊應(yīng)用的不同而有不同的設(shè)計(jì),。

舉例而言，通常,，德國kruss的DSA100系列接觸角儀或dataphysics的OCA系列接觸角儀,，標(biāo)準(zhǔn)配置中，不會(huì)有動(dòng)態(tài)接觸角的如旋轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)計(jì),。另外一個(gè)例子就是，通常一些儀器廠商會(huì)結(jié)合自己的經(jīng)驗(yàn),，為客戶設(shè)計(jì)了不同的型號(hào),，來滿足不同的需求，如JC2000C1,、C2,、C8等，以及OCA10,、OCA15,、OCA20、OCA30,、OCA35,。通過這樣的模塊化設(shè)計(jì)的型號(hào)來滿足用戶的不同需求。

     * 選購策略建議：

        A注意廠商是否用功能偷換概念：

有些國內(nèi)的代理商或國內(nèi)的廠商針對(duì)用戶了解不多而偷換概念,。告訴用戶有這個(gè)功能,，如告訴客戶有滾動(dòng)角功能。但事實(shí)上,，不是這個(gè)型號(hào)的配置,，需要另外加錢的。

        B一定要自己了解測試需求，然后選擇一項(xiàng)適用的儀器,。有時(shí)您可能只需要簡單的功能而已,，那為什么不考慮一下簡單的也有相當(dāng)精度的SL100型呢。只有1.5萬左右哦,。進(jìn)口的同樣級(jí)別的為DM100（日本KYOWA產(chǎn)）,。

         在自己無法把握時(shí)，與供應(yīng)商一起討論一下會(huì)更好,。只要他夠,，一定會(huì)給你明確指導(dǎo)意見的。

    （2）各模塊的設(shè)計(jì)理念應(yīng)充分理解每個(gè)模塊的應(yīng)用需求而制定,。

         通常,，廠家會(huì)在各模塊的設(shè)計(jì)上會(huì)給出一個(gè)、合理的配置,，以滿足您的測試需求的,。下面我們初步將各模塊的技術(shù)點(diǎn)羅列如下：

         *、樣品臺(tái)控制系統(tǒng)：要求有控制精度,，穩(wěn)定性,，并結(jié)合樣品尺寸而不同。

         第二,、焦距控制系統(tǒng)：要求有合理性及高精度,。

         第三、鏡頭控制系統(tǒng)：要求針對(duì)接觸角測試特點(diǎn)的特殊性,。

         第四,、滾動(dòng)控制系統(tǒng)：要求是否做到無中心點(diǎn)偏差！這個(gè)不是一些廠商僅加上一個(gè)旋轉(zhuǎn)臺(tái)就能解決的,。注意,，國外可是整體旋轉(zhuǎn)哦？后者的優(yōu)點(diǎn)在哪里,！想一下就知道了,。但缺點(diǎn)也很明顯，太重了,，有點(diǎn)點(diǎn)看上去笨哦,，也搞復(fù)雜了。

         第五,、重點(diǎn)提一下樣品臺(tái)：

         不是樣品臺(tái)越大越好,！除非你的樣品是大樣品，如LCD液晶的水滴角測試,，樣品不能切割后再測,。否則,，建議您考慮小樣品臺(tái)。理由為如果你的樣品不平整時(shí)怎么辦,？會(huì)影響到測值,。同時(shí)，小樣品臺(tái)加上夾具,，更有利于取得平面,。

    * 選購策略建議：

      A 多問問！這總不會(huì)錯(cuò)吧,。這個(gè)非是問才弄明白的事情,。

      B 實(shí)在問不出來？

找我們啊,。我們給你一個(gè)表格,，一項(xiàng)項(xiàng)對(duì)照上去不就得了。一些廠商總會(huì)顯露出問題的,。事實(shí)上,，一對(duì)比就發(fā)現(xiàn)，有的根本沒有這么多功能,。雖然名詞上也叫接觸角儀,。

      C 再次提醒您哦：不同的配置，不同的價(jià)格,。價(jià)格低總會(huì)有理由的?，F(xiàn)在成本都差不多的情況下，低價(jià)格時(shí)更應(yīng)多問,！

      D 不要被廠商的僅僅一個(gè)可測滾動(dòng)角這樣的名詞騙了,。了解清楚，看看老外怎么做的才行,。

      E 重點(diǎn)注意的是：國產(chǎn)的大部分接觸角儀是靜態(tài)接觸角儀，軟件部分根本沒有動(dòng)態(tài)接觸角分析的功能,，要這個(gè)滾動(dòng)角分析功能有何用,？是浪費(fèi)！動(dòng)態(tài)接觸角分析功能是曲線尺的功能,，CAST2.0*提供多達(dá)20種曲線尺技術(shù),。

     所以，我們的意見是：一定要問清楚各項(xiàng)的配置是怎樣的,。如果您選購時(shí)實(shí)在搞不明白各項(xiàng)是哪些,，你可以問我們要一個(gè)詳細(xì)的對(duì)比表格。我們的表格中會(huì)列明項(xiàng)目及功能的,。

二,、接觸角儀的進(jìn)液系統(tǒng)：非要把你弄明白

接觸角儀的進(jìn)液系統(tǒng),，是指液相水滴的進(jìn)液方式。通常,，國外的廠商采用注射泵或微量進(jìn)樣器這兩種進(jìn)液系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式,。在國內(nèi)，我們的廠商會(huì)多提供一種蠕動(dòng)泵技術(shù),。這三種技術(shù)是目前常用的進(jìn)液系統(tǒng)3種方式,。

雖然這個(gè)系統(tǒng)看上去沒有什么不起眼的，但是,，需要指出的是,，進(jìn)液系統(tǒng)的設(shè)計(jì)會(huì)影響到如下2個(gè)方面：

1、動(dòng)態(tài)接觸角測試：

   動(dòng)態(tài)接觸角測試,，特別是前進(jìn)/后退角測試中,，需要采用注射泵技術(shù)或蠕動(dòng)泵技術(shù)，才可以形成平衡的進(jìn)液與吸液,。如果采用微量進(jìn)樣器,，測動(dòng)態(tài)接觸角時(shí)會(huì)很困難，主要體現(xiàn)為進(jìn)液不穩(wěn)定和手的抖動(dòng)影響液體的進(jìn)與吸,。

2,、進(jìn)多種液體的需求：

   如果您想進(jìn)液為有機(jī)溶劑或酸堿時(shí)，蠕動(dòng)泵的軟管會(huì)很困難,。所以,，蠕動(dòng)泵的應(yīng)用范圍非常有限，通常只建議用于進(jìn)液是水滴時(shí)采用,，如果您測試的是如芯片,、LCD、晶圓,、PCB板,、空調(diào)鋁箔的表面清潔度、親水角或水滴角用,，你可以考慮,。但如果是學(xué)校實(shí)驗(yàn)室或研究院所或工廠研究固體表面的表面張力和其他表面工程的，不建議考慮,。

* 選購策略建議：

A 采用何種進(jìn)液方式：

好的儀器設(shè)計(jì)基本均采用注射泵技術(shù),。分為手動(dòng)型或自動(dòng)型的注射泵。這樣應(yīng)用范圍更廣,。

B是否認(rèn)證,，精度是否真能達(dá)到，控制是否穩(wěn)定：

蠕動(dòng)泵技術(shù)手動(dòng)時(shí),，用于流量的控制是可以的,，用于進(jìn)樣如微升級(jí)別的,，是無法達(dá)到的。除非你的手感好到可以與高精度步進(jìn)電機(jī)一樣,。蠕動(dòng)泵技術(shù)配合級(jí)的128分的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)高精度的進(jìn)液,。全自動(dòng)注射泵技術(shù)，注射泵技術(shù)通常使用鐵氟龍作為軟管,，配合高精度步進(jìn)電機(jī),，可以實(shí)現(xiàn)到0.0幾微升的高精度進(jìn)液。是國外應(yīng)用多的一項(xiàng)技術(shù),。手動(dòng)型的注射泵技術(shù),，配合玻璃制成的進(jìn)液器，具有國家計(jì)量認(rèn)證的MC認(rèn)證,，精度也可達(dá)0.0幾微升,，也可廣泛應(yīng)用。

    C 微量進(jìn)樣器,，通常受人為因素影響,，因而單獨(dú)使用只用于預(yù)算不足時(shí)才用。雖然如此,，精度比手動(dòng)蠕動(dòng)泵稍好,。畢竟有刻度顯示。

D成本考慮一下：

選購接觸角儀時(shí),，一定要考慮到進(jìn)液系統(tǒng)的設(shè)計(jì),，我們建議考慮高精度注射泵技術(shù)。要知道一個(gè)手動(dòng)蠕動(dòng)泵只有非常便宜,，而注射泵全自動(dòng)的需要15000元哦,。手動(dòng)型的也要幾千元。

三,、成像系統(tǒng)：這里都是名詞,。

這部分系統(tǒng)多的是名詞，放大率（pix/mm）,、工業(yè)級(jí),、水平解析度、低照度,、USB,、視頻捕捉卡等等,。

我們提供以下4點(diǎn)供你參考：

1,、視頻系統(tǒng)接口：

   現(xiàn)代技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了USB2.0或IEEE1394了。雖然1394比較好,，但總要買一個(gè)1394捕捉卡（臺(tái)式機(jī)中通常沒有）,，增加成本且操作復(fù)雜,。而USB2.0的優(yōu)勢相當(dāng)明顯，兼容性好,，可以用于臺(tái)式機(jī),，也可以用于筆記本電腦，適應(yīng)性非常好,。是你的*,。

   當(dāng)然，國外的接觸角儀很多是視頻捕捉插卡的,，這是因?yàn)樗麄兗夹g(shù)還沒有升級(jí)的原因,。國內(nèi)的基本也是插卡的為主。特別要注意,，有些廠商采購USB2.0是需要另外加費(fèi)用的,。

2、放大率多少是個(gè)夠：

   這個(gè)取決你測試目的,。通常,，如果不是你非要進(jìn)液量超過10uL的話或小于0.1uL的話，我們建議您選購時(shí)選通常配置即可,。實(shí)在不行,，讓廠商提供一個(gè)原圖，看一下液滴的尺寸是否夠大就行了,。

（1）不是說放大越大越好,。太大了，會(huì)影響有時(shí)液滴拍不全哦,。

（2）不管他提的放大率是什么東西,。只要看一下原圖總就行了。

3,、工業(yè)級(jí)相機(jī)：

   這個(gè)很關(guān)鍵,。民用相機(jī)通常不能適用于分析。

4,、背光系統(tǒng)：

       背景光一定要是可調(diào)亮度的LED冷光源,，避免發(fā)熱的影響，同時(shí),，成像效果好,！現(xiàn)在這個(gè)LED冷光源的名詞有點(diǎn)被盜用，有的根本不是這個(gè)技術(shù)的廠商也在用這個(gè)名詞,。的辦法是,，看光源的顏色，看是否可調(diào)亮度,。真正的冷光源是什么顏色的問一下我們就知道了,！

    總而言之,，一句話，不被名詞騙倒,！

    四,、軟件系統(tǒng)：真正體現(xiàn)儀器廠商實(shí)力的地方。

基于CCD系統(tǒng)的影像法接觸角儀的核心技術(shù)為軟件分析功能,。這些功能不僅包括了接觸角計(jì)算功能,，還包括接觸角的應(yīng)用功能，如表面自由能估算,、其他特殊應(yīng)用等,。

結(jié)合CAST2.0技術(shù)，我們將選購注意點(diǎn)或被廠商容易蒙混的地方指分項(xiàng)列出如下：

1,、接觸角計(jì)算方法與測值精度和測量范圍的關(guān)系：

   到目前為止,，接觸角的計(jì)算辦法主要有5種，θ/2法,、切線法,、單圓擬合法、Young-Lapalace方程法,、曲線尺法,。具體各方法的優(yōu)缺點(diǎn)在我們的其他相關(guān)文章中已經(jīng)指出，請?jiān)敿?xì)閱讀,。國內(nèi)的還有量高法這個(gè)說法,，事實(shí)上，這個(gè)就是θ/2法,。量角法就是用2條線是量角度,，是早的方法，誤差很大,?；静挥昧恕?span lang="EN-US">

   我們需要指出的有3點(diǎn)：

（1）因我們的儀器通常設(shè)計(jì)為小液滴進(jìn)液,，所以,，Young-Lapalace方程法因只適用于大液滴而被CAST2.0放棄。

（2）用于動(dòng)態(tài)接觸角分析只能是曲線尺法,。這個(gè)方法的精度才能符合要求,。國外也是曲線尺法中的一種方法。CAST2.0提供多達(dá)20種曲線尺功能,。

（3）自動(dòng)分析法不是方法,，是指接觸角測試過程中是否自動(dòng)找得敏感點(diǎn)的技術(shù)。這個(gè)與計(jì)算接觸角的方法無關(guān)，但會(huì)影響到接觸角測值,。自動(dòng)分析方法不會(huì)提高精度，相對(duì)于曲線尺法只會(huì)降低精度,。

（4）計(jì)算接觸角的精度與分辨的問題：

     這是一個(gè)被偷換概念多的地方,，我們必須得指出來：

     *、接觸角的精度與分辨是兩個(gè)概念,。不能把計(jì)算接觸角取兩位小數(shù)達(dá)0.01說成是測值精度,。事實(shí)上，國內(nèi)代理商和一些不負(fù)責(zé)的廠商就是這么寫精度的,。0.01只有算是一個(gè)分辨率的概念,。

     第二、測值精度的問題：

     我們希望的寫法是什么方法達(dá)到什么精度,。如θ/2法或WH法,，標(biāo)準(zhǔn)里的精度計(jì)算是取決于你的接觸角角度大小而定。通常的精度為±1度,。而不是隨便廠商寫多少就多少的,。如果是量角法，就別提精度了,。因?yàn)榱拷欠〞r(shí)切線受人為因素影響很大,，如果寫精度的話，就體現(xiàn)出很不了,。

     第三,、接觸角儀測試精度取決于：

     A 圖像成像系統(tǒng)是否變形？

     B 水平線的取得是否,？

     C 所采用的計(jì)算方法,？

     從理論上講，曲線尺法可以提高測值精度,。主要是因?yàn)檫@時(shí)是用一條曲線去描述整個(gè)液滴曲線在干什么,。而不像θ/2有理論假設(shè)或Young-Lapalace方程有前提假設(shè)了。

     第四,、測值范圍：

     如果談理論上講,，是可以達(dá)到0-180間的測值范圍的。但是,，如果負(fù)責(zé)任的廠商一定會(huì)講明,，10度以內(nèi)較難，3度以內(nèi)基本測不到,。（除非用CAST3.0技術(shù),，可以非常的測試15度以內(nèi)接觸角值，誤差達(dá)0.02度）。另一方面,，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明,，如果接觸角值達(dá)165度以上時(shí)，也有有困難的,。

     所以,，我們的建議是，這個(gè)值僅僅是用來看看的,，沒有什么意義,。除非你真想測小接觸角值或大接觸角值的值。

我們的整體建議是看一個(gè)用什么接觸角計(jì)算辦法,。就知道是動(dòng)態(tài)接觸角還是靜態(tài)接觸角了,？看一下計(jì)算辦法就知道測值精度了？而具體的測值精度以及測值范圍,，事實(shí)上是沒有任何意義的,。誰都可以寫。只是有的廠商負(fù)責(zé)一點(diǎn),，有的不負(fù)責(zé)一點(diǎn),。

2、靜態(tài)接觸角測試與動(dòng)態(tài)接觸角測試：功能取決于軟件在先,，然后才是硬件的支持,。

事實(shí)上，道理很明顯,，如果軟件不支持動(dòng)態(tài)接觸角計(jì)算功能,，指如果沒有曲線尺功能。那么,，只用簡單的量角法去測值時(shí),，在精度達(dá)不到的情況下，這個(gè)接觸角儀只能稱為靜態(tài)接觸角儀,。所以,，你此時(shí)去選購旋轉(zhuǎn)平臺(tái)是沒有任何意義的。同樣的,，前進(jìn)后退角也是需要軟件支持的,。如果軟件不支持此項(xiàng)功能，只能說是理論上可以用蠕動(dòng)泵或注射泵或進(jìn)樣器達(dá)到這個(gè)形態(tài),，具體測值就不知道了,。

所以，建議選購CAST2.0自動(dòng)型或CAST3.0全自動(dòng)型動(dòng)態(tài)接觸角分析系統(tǒng),，或更有利于您提升接觸角分析精度,。

3,、表面自由能估算：CAST2.0*提供多達(dá)12種表面自由能估算模型。

這項(xiàng)技術(shù),，可以讓你分析低能和高能固體表面的表面張力值,。結(jié)合CAST2.0的多達(dá)230多種的液體庫資料，你可以非常輕松的按一按上一步或下一步就完成操作,。

同時(shí)需要指出的是,，一液法表面自由能估算是指CAST2.0專門針對(duì)薄膜等非極性低能固體表面，僅用一滴極性液體,，特指蒸餾水，來進(jìn)行估算表面自由能的模型,，而非Fowkes法等,。這項(xiàng)技術(shù)為梭倫科技2004年新引進(jìn)技術(shù)，*享有,。

4,、水平線校正：

這個(gè)校正包括兩個(gè)方面，其一為水平線的位置校正,；其二為樣品傾斜校正,。CAST2.0配合硬件機(jī)械，可以很輕松完成如上操作,，具體校正角度值直接顯示在左右接觸角對(duì)比中,。

5、雙軟件觸發(fā)技術(shù)：

這項(xiàng)技術(shù)需要特別指出,，本項(xiàng)技術(shù)可以讓你很輕松的取決*時(shí)間點(diǎn)的接觸角值,。這個(gè)*時(shí)間點(diǎn)的取得，不是靠人工去快速,，而是通過軟件觸發(fā)到毫秒級(jí)的速度取得的,。

本項(xiàng)技術(shù)很容易被一些廠商偷換概念。應(yīng)該來說,，本項(xiàng)雙軟件觸發(fā)技術(shù)目前為止只有芬蘭KSV的CAM200或CAST2.0軟件方才提供,。

軟件觸發(fā)技術(shù)可用于分析紙尿褲、紙張,、多孔物體,、粉體、薄膜等表面接觸角值,。目前,，特殊的用戶是上海卷煙廠，用于分析卷煙紙的吸水性及表面接觸角值的變化,。

6,、固體表面潤濕性分析：

我們?yōu)槟峁└募夹g(shù)，為您分析已知表面自由能的固體的可潤濕性液體的特性，從而為您選擇潤濕液提供幫助,。特別適用于網(wǎng)版液開發(fā)中表面張力分析的廠商,。

7、數(shù)據(jù)庫管理功能及數(shù)據(jù)導(dǎo)出為EXCEL及BMP文件功能：

本項(xiàng)功能的取得是基于軟件的設(shè)計(jì)理念的,。實(shí)現(xiàn)辦法為,，客戶按測試后，直接把測得的數(shù)據(jù)放在數(shù)據(jù)庫管理文件中,，客戶打開軟件,，可以直接到數(shù)據(jù)庫中找得圖片資料及接觸角值。在數(shù)據(jù)庫中,，可以人工修改認(rèn)為測值偏差的接觸角值,，可以查詢歷史數(shù)據(jù)。

所以,，數(shù)據(jù)庫功能不是把已經(jīng)測得的數(shù)據(jù)人工加到一個(gè)數(shù)據(jù)中,，然后建議索引。這不是數(shù)據(jù)管理軟件的設(shè)計(jì)理念,。這也是一些廠商混淆概念的地方,。

     總之，在CAST2.0中,，我們有很多技術(shù)是的或直接引進(jìn)*技術(shù)的,。有些名詞是我們創(chuàng)造的，所以,，僅僅用一些名詞去分析一個(gè)接觸角的的好壞是不當(dāng)?shù)姆椒?。你很容易被廠商的花言巧語所蒙騙。比如表面粗糙度校正,，是梭倫科技CAST2.0的創(chuàng)造的技術(shù),，國外儀器廠商都沒有，為梭倫科技*所有,。