水滴角測量儀選購注意事項及其關鍵技術要點

　　在本應用說明中，我們對水滴角測試技術進行了簡單的分析，為提升水滴接觸角測試的精度、重復性提供幫助。
 

　　1、什么是水滴角？水滴角的定義是什么？與接觸角有何區別？
 

　　水滴角又稱水接觸角，是接觸角的一種，特指水滴在固體表面形成的接觸角。通常水滴采用的是二次蒸餾水，因為二次蒸餾水的表面張力值穩定性比較好，可以作為數據對比使用。因而，水滴角的定義可以為水滴在固體表面形成Young-Laplace弧形后，在固-液-氣兩側三相接觸點位置形成的切線與接觸點連線之間的夾角。通常情況下，水滴角用作兩個方面應用：其一，作為清潔度判斷的依據，通過測試固體表面(如硅片、晶圓、PCB、芯片、wafer、LCD、OLED等表面)水滴角值，判斷材料表面的清潔度；其二、作為超疏水、仿生材料、不粘水或防指紋等效果的判斷依據，通常而言，我們定義水滴角或水接觸角值超過150度即為超疏水材料。防指紋效果通常要求水滴角大于120度。
 

　　2、水滴角測試有何注意點？
 

　　水滴角或水接觸角的測試主要注意點包括：
 

　　(1)水的純度或清潔度一定要有保證。通常而言，建議測試水滴接觸角值時采用二次蒸餾水更好。
 

　　(2)盡量保證室溫的穩定性。*，水的表面張力值受溫度影響而有變化。但對于超疏水或超親水表面時，接觸角值事實影響并非很大，約在2度之內。
 

　　(3)測試水滴角前，一定要作進液系統及水的清潔度的判斷。方法為，測試之前，采用基于ADSA-RealDrop算法的Young-Laplace方程擬合法對水的表面張力值進行測試。ADSA-RealDrop法由于不受針頭直徑的影響，因而是目前較為理想的測試水的表面張力值的方法。如果測得的表面張力值符合文獻值，即20攝氏度時可以達到72.75mN/m時，則說明測試用探針水和進液系統是干凈的。如果測試值低于70mN/m，則說明體系是不干凈的。如果高于75mN/m，則說明測試方法有問題。
 

　　(4)對于小于10度接觸角值的體系而言，一定要采用遮光板和UV過濾技術，否則測值精度、自動化程度會大大降低，特別對于LCD、OLED、空調鋁箔等。同時，在測試方法上，盡量采用全自動圓擬合技術。
 

　　(5)對于大于10度，或大于120度的水滴角的測試時，測試方法采用ADSA-RealDrop法的Young-Laplace方程擬合法，此時的樣品極可能是非軸對稱的，如果采用基礎的Young-Laplace方程擬合法，由于其為軸對稱的，測值結果會偏大；如果采用圓擬合法或雙圓擬合法，測值結果偏小，無法擬合輪廓曲線；如果采用橢圓擬合法，對于大于120度的水滴，軸中心的上下兩部分為非軸對稱，同樣無法擬合；而ADSA-RealDrop法為非軸對稱，兩側水接觸角分別計算，且可以修正重力系數對水滴角測值的影響，具有重復性好、不受液體體積影響、測值精度高的優點，因而是理想的測值方法。
 

　　(6)3D接觸角測試。在有條件時，可以采購3D接觸角模塊，可以非常快速的判斷材料表面的清潔度。出現左、右水滴接觸角值偏離2度，即認為是不干凈的材料。
 

　　3、水滴角測試儀器可以量測哪些項目？
 

　　通常水滴角測試儀器可以完成水滴角、接觸角、固體表面自由能、液體表面張力、液-液界面張力值的測試。根據需求，可以將項目分開采購。
 

　　4、水滴角測量儀采購時注意哪些事項？
 

　　水滴角測量儀采購時，一定要注意如下事項：
 

　　(1)該儀器的測試方法有哪些？
 

　　(2)測試過程是否是全自動的，特別是計算的過程。手動測試受人為因素影響，測值的可信度、重復性會大大降低。
 

　　(3)被測樣品的大小尺寸是多少？水滴角測量儀可以大測試多少大小的樣品？
 

　　(4)被測樣品是否需要測試很小滴水滴，如5nL，甚至皮升級(PL)？
 

　　(5)該儀器的操作是否方便？是否有調整水平功能？是否有3D接觸角功能？
 

　　(6)該儀器是否可以提供標準校準片？是否有紅寶石校準球和陶瓷校準桿？