近段時間我們發(fā)現(xiàn)，在接觸角儀的選購過程中，通常因為廠商與用戶信息的不對稱，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，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，以便我們作出改進(jìn)措施。同時，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個部分組成：（1）主機的機械結(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個體系進(jìn)行選購分析更有利于您把握技術(shù)要點。

一、化整為零，分項列明細(xì)，了解接觸角儀機械結(jié)構(gòu)

1、主機機械結(jié)構(gòu)的整體分析：

整體而言，設(shè)計的接觸角儀的主機的設(shè)計理念為模塊化的。這種模塊化會體現(xiàn)在：

（1）主機調(diào)整架的模塊化。

廠商會結(jié)合客戶的靜態(tài)接觸角測試、動態(tài)接觸角測試、特殊應(yīng)用的不同而有不同的設(shè)計。

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，不會有動態(tài)接觸角的如旋轉(zhuǎn)臺設(shè)計。另外一個例子就是，通常一些儀器廠商會結(jié)合自己的經(jīng)驗，為客戶設(shè)計了不同的型號，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)計的型號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)的廠商針對用戶了解不多而偷換概念。告訴用戶有這個功能，如告訴客戶有滾動角功能。但事實上，不是這個型號的配置，需要另外加錢的。

        B一定要自己了解測試需求，然后選擇一項適用的儀器。有時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)口的同樣級別的為DM100（日本KYOWA產(chǎn)）。

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

    （2）各模塊的設(shè)計理念應(yīng)充分理解每個模塊的應(yīng)用需求而制定。

         通常，廠家會在各模塊的設(shè)計上會給出一個、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)點羅列如下：

         *、樣品臺控制系統(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)：要求針對接觸角測試特點的特殊性。

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

         第五、重點提一下樣品臺：

         不是樣品臺越大越好！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。理由為如果你的樣品不平整時怎么辦？會影響到測值。同時，小樣品臺加上夾具，更有利于取得平面。

    * 選購策略建議：

      A 多問問！這總不會錯吧。這個非是問才弄明白的事情。

      B 實在問不出來？

找我們啊。我們給你一個表格，一項項對照上去不就得了。一些廠商總會顯露出問題的。事實上，一對比就發(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，不同的價格。價格低總會有理由的?，F(xiàn)在成本都差不多的情況下，低價格時更應(yīng)多問！

      D 不要被廠商的僅僅一個可測滾動角這樣的名詞騙了。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態(tài)接觸角分析的功能，要這個滾動角分析功能有何用？是浪費！動態(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：一定要問清楚各項的配置是怎樣的。如果您選購時實在搞不明白各項是哪些，你可以問我們要一個詳細(xì)的對比表格。我們的表格中會列明項目及功能的。

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)計方式。在國內(nèi)，我們的廠商會多提供一種蠕動泵技術(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)計會影響到如下2個方面：

1、動態(tài)接觸角測試：

   動態(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，測動態(tài)接觸角時會很困難，主要體現(xiàn)為進(jìn)液不穩(wěn)定和手的抖動影響液體的進(jìn)與吸。

2、進(jìn)多種液體的需求：

   如果您想進(jìn)液為有機溶劑或酸堿時，蠕動泵的軟管會很困難。所以，蠕動泵的應(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)校實驗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)計基本均采用注射泵技術(shù)。分為手動型或自動型的注射泵。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：

蠕動泵技術(shù)手動時，用于流量的控制是可以的，用于進(jìn)樣如微升級別的，是無法達(dá)到的。除非你的手感好到可以與高精度步進(jìn)電機一樣。蠕動泵技術(shù)配合級的128分的步進(jìn)電機控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)高精度的進(jìn)液。全自動注射泵技術(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，可以實現(xiàn)到0.0幾微升的高精度進(jìn)液。是國外應(yīng)用多的一項技術(shù)。手動型的注射泵技術(shù)，配合玻璃制成的進(jìn)液器，具有國家計量認(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，因而單獨使用只用于預(yù)算不足時才用。雖然如此，精度比手動蠕動泵稍好。畢竟有刻度顯示。

D成本考慮一下：

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

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、水平解析度、低照度、USB、視頻捕捉卡等等。

我們提供以下4點供你參考：

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1394捕捉卡（臺式機中通常沒有），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，可以用于臺式機，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，這是因為他們技術(shù)還沒有升級的原因。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是需要另外加費用的。

2、放大率多少是個夠：

   這個取決你測試目的。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，我們建議您選購時選通常配置即可。實在不行，讓廠商提供一個原圖，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，會影響有時液滴拍不全哦。

（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)級相機：

   這個很關(guān)鍵。民用相機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，成像效果好！現(xiàn)在這個LED冷光源的名詞有點被盜用，有的根本不是這個技術(shù)的廠商也在用這個名詞。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)，我們將選購注意點或被廠商容易蒙混的地方指分項列出如下：

1、接觸角計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)缺點在我們的其他相關(guān)文章中已經(jīng)指出，請詳細(xì)閱讀。國內(nèi)的還有量高法這個說法，事實上，這個就是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?。

   我們需要指出的有3點：

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

（2）用于動態(tài)接觸角分析只能是曲線尺法。這個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）自動分析法不是方法，是指接觸角測試過程中是否自動找得敏感點的技術(shù)。這個與計算接觸角的方法無關(guān)，但會影響到接觸角測值。自動分析方法不會提高精度，相對于曲線尺法只會降低精度。

（4）計算接觸角的精度與分辨的問題：

     這是一個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概念。不能把計算接觸角取兩位小數(shù)達(dá)0.01說成是測值精度。事實上，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。因為量角法時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 所采用的計算方法？

     從理論上講，曲線尺法可以提高測值精度。主要是因為這時是用一條曲線去描述整個液滴曲線在干什么。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，實驗結(jié)果證明，如果接觸角值達(dá)165度以上時，也有有困難的。

     所以，我們的建議是，這個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用什么接觸角計算辦法。就知道是動態(tài)接觸角還是靜態(tài)接觸角了？看一下計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，有的不負(fù)責(zé)一點。

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

事實上，道理很明顯，如果軟件不支持動態(tài)接觸角計算功能，指如果沒有曲線尺功能。那么，只用簡單的量角法去測值時，在精度達(dá)不到的情況下，這個接觸角儀只能稱為靜態(tài)接觸角儀。所以，你此時去選購旋轉(zhuǎn)平臺是沒有任何意義的。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功能，只能說是理論上可以用蠕動泵或注射泵或進(jìn)樣器達(dá)到這個形態(tài)，具體測值就不知道了。

所以，建議選購CAST2.0自動型或CAST3.0全自動型動態(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。

同時需要指出的是，一液法表面自由能估算是指CAST2.0專門針對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：

這個校正包括兩個方面，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比中。

5、雙軟件觸發(fā)技術(shù)：

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

本項技術(shù)很容易被一些廠商偷換概念。應(yīng)該來說，本項雙軟件觸發(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：

本項功能的取得是基于軟件的設(shè)計理念的。實現(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。