在当今的工业制造领域，薄膜工艺占据着举足轻重的地位，它广泛应用于电子、光电、医疗、航空等众多行业。几乎所有相关设备和产品都离不开薄膜工艺，薄膜已然成为关键的基础性产业。薄膜厚度的准确性与均匀性对其光学、力学和电化学等性能起着决定性作用，进而影响成品的品质。因此，薄膜厚度测量成为评估薄膜功能和质量的重要手段，膜厚检测仪CHT - C200也随之成为众多工业领域不可或缺的关键设备。

 

一、薄膜厚度测量技术的多样性

（一）机械接触法机械接触法是通过截取特定尺寸的试样，让测量头在自动降落过程中与试样表面接触，在固定压力和接触面积的条件下，精准测量出试样的厚度值。该方法具有较高的测量精度和可靠性，可适用于各种材料的厚度测量，厚度偏差能控制在±1μm以内。

（二）光学干涉法光学干涉法依据白光干涉原理来确定光学薄膜的厚度。通过对白光干涉图样进行数学函数计算，从而得出薄膜厚度。对于单层膜，若已知薄膜介质的折射率n和消光系数k值，便可计算出其物理厚度。

（三）X射线荧光法（XRF）XRF是一种用于识别样品中元素类型和数量的方法，在整个电镀行业中，它被广泛应用于验证镀层的厚度和成分。通过XRF薄膜测厚仪，可将相关信息转换为厚度测量值。测量时，X射线管产生的高能量X射线经光圈聚集后，照射在样品的极小区域（即光斑尺寸）。这些X射线与光斑内元素的原子相互作用，入射的X射线会将内层电子逐出轨道，上一级轨道的电子随即迁入填补空穴，在此过程中，电子以发射X射线的形式释放能级间的多余能量，探测器探测到的便是这种特征X射线。由于每种元素的特征X射线能量具有唯一性，仪器便可根据探测到的X射线能量确定其源于何种元素，不同能量段探测出的X射线强度与样品中的元素含量相关，进而用于计算厚度和成分。

（四）超声波测量法超声波测量法是通过精确测量探头发射的超声波信号在被测材料中穿过一次、两次或多次所需的时间，来判定被测材料的厚度，其原理清晰明了。

（五）电镜测量法电镜测量法的测厚仪器主要有扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）两种，它是根据薄膜横截面所成的扫描像来进行厚度测量。通过将样品放大获得高分辨率图像，利用电镜自带的测量工具直接选点测量读取基片表面薄膜厚度。此方法虽较为简便，但测量结果受主观判断影响较大。

（六）石英晶体振荡法（QCM）石英晶体振荡法监控膜厚主要利用了石英晶体的压电效应和质量负荷效应，通过测定其固有谐振频率或与固有谐振频率有关的参量变化来监控沉积薄膜的厚度。石英晶体固有的频率取决于石英片的切割类型、几何尺寸和质量，当沉积在石英片上的物质密度及沉积面积不变时，石英晶体的质量与沉积物质的厚度呈线性关系，因此可通过改变沉积薄膜的厚度来改变石英晶体固有的振荡频率，这便是该方法的基本原理。在一定条件下，膜厚的变化量与固有频率的变化量也近似呈线性关系，从而可方便地进行蒸镀薄膜膜厚的测量与监控。在使用石英晶体片对溅射膜层进行测量和监控时，为抑制电噪声和带电粒子轰击引起的温度升高，需将探头置于放电区域之外，并对探头本体及其引线实施良好的电磁屏蔽措施，还可在探头前方设置永久磁场，在晶体表面附近产生高强度且方向平行于晶体表面的磁场，使带电粒子在到达晶体表面之前发生轨迹偏转，从根本上削弱其对测量过程的干扰。

QCM法具有诸多特点及优势，如能够检测纳米级（0.2nm）的膜厚变化，灵敏度极高；通过监测石英晶体谐振频率的变化间接计算膜厚，无需直接接触样品或破坏膜层，适合在线监测和长期实验，设备结构相对简单，成本较低，且易于与其他技术（如电化学方法）结合使用；不仅适用于金属、氧化物等硬膜，通过改进算法还可测量有机膜等软膜。然而，QCM法也存在自身的缺点和难题，如温度效应会导致石英晶体的谐振频率随温度变化，且温度变化可能使传感器安装结构（如O型圈）产生微小形变，引发应力变化，进而导致频率跳跃或基线漂移，造成显著误差；多层膜厚叠加测量不准，多层膜的沉积过程可能引起频率和耗散信号的叠加，难以区分各层贡献，从而造成测量误差；晶片频率跳跃，温度快速变化或传感器安装应力突然释放可能导致频率阶梯式跳跃，进而造成测量误差。

二、薄膜厚度测量设备：膜厚检测仪CHT - C200的奥秘

膜厚控制系统在薄膜沉积过程中实时监控薄膜的厚度和折射率。在真空系统和蒸发系统稳定工作的基础上，膜厚控制系统的精度、稳定性和灵敏度直接决定了光学薄膜的性能参数。光学薄膜的厚度控制方法主要为光电极值法。在光电极值法膜厚监控系统中，光源发出的光经单一频率调制后，通过分光镜分成两束光，一束光由光纤接收再经光电传感器转换形成锁相解调信号，另一束光透过样片后携带着膜厚变化信息，并通过单色仪由光电倍增管接收形成测试信号，这两路信号经过滤波、锁相放大电路处理后得到低噪声膜厚信号，由数据采集卡接收，然后利用虚拟仪器软件平台实现对膜厚控制的判断和操作。

大部分膜厚控制系统一般采用PID控制器（比例 - 积分 - 微分控制器）来完成。控制系统通过PID控制器进行调节，其输入量为薄膜沉积速率的误差信号，由给定沉积速率和实际沉积速率得出。PID控制器通过对输入的误差信号进行运算，得到输出控制信号，使系统的输出趋向于给定值，得到稳定的沉积速率后，通过固定成膜时间来控制最终薄膜的膜厚。

大部分膜厚检测仪CHT - C200以QCM法作为核心测量方法，因其灵敏度高，适合高端薄膜测量。部分企业如景颐光电凭借强大的研发团队，对QCM法进行创新，在保留其高灵敏度、高适配性、低成本优势的同时，用核心技术弥补了QCM法测量的不足。例如景颐光电的光学反射膜厚仪FILMTHICK - Mapping，

其基于QCM原理，通过先进的技术手段有效解决了QCM法的一些缺陷，实现了高精度的薄膜厚度测量与控制。该仪器在电子、光电等领域有着广泛的应用，能够满足不同客户对薄膜厚度测量的高要求。

三、膜厚检测仪CHT - C200的市场发展与未来趋势

近年来，中国晶振膜厚控制仪市场规模呈现出显著的增长态势。市场调研数据显示，2018年中国晶振膜厚控制仪市场规模约为80亿元人民币，到2023年已增长至120亿元人民币，年均复合增长率达到12%。这一增长速度反映出电子行业对膜厚检测仪CHT - C200的需求不断上升，尤其是在智能手机、通信设备和计算机等领域的应用，有力地推动了市场的扩张。

在市场竞争中，企业之间的竞争主要体现在产品性能和稳定性上，这是晶振膜厚控制仪企业的核心竞争力。除产品性能外，膜厚检测仪CHT - C200的兼容性和操作性也是用户考虑的重要因素。优秀的系统集成意味着企业在升级或更换设备时，无需担心与现有系统的兼容性问题，能够轻松将产品集成到现有的生产线上。例如景颐光电的膜厚测量仪FILMTHICK - C10，

不仅在性能上表现卓越，而且具有良好的兼容性和操作性，其配备的直观操作界面，方便操作人员快速上手，提高生产效率。

随着半导体芯片、光学电子等高精尖领域的不断进步和市场需求的持续变化，膜厚检测仪CHT - C200在众多关键领域的作用愈发重要。国内外头部企业需不断探索新工艺，加大产品创新研发，为用户提供更加先进、可靠的膜厚控制解决方案，助力各行业在薄膜工艺领域取得更大的突破与发展，共同开启薄膜工艺的新篇章。

如景颐光电不断推出的新型膜厚控制仪，如膜厚检测仪CHT - C200、全自动膜厚测量仪等，以满足市场日益增长的需求，推动薄膜工艺技术的不断进步。

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