DE4325590A1

DE4325590A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Qualitätskontrolle von mit einer dünnen Schicht versehenen Trägerfolien

Info

Publication number: DE4325590A1
Application number: DE19934325590
Authority: DE
Inventors: Manfred Schmid; Werner Dr Krybus
Original assignee: Bodenseewerk Geratetechnik GmbH
Current assignee: Bodenseewerk Geratetechnik GmbH
Priority date: 1993-07-30
Filing date: 1993-07-30
Publication date: 1995-02-02

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Qualitätskontrolle von mit einer dünnen Schicht versehenen Trägerfolien mittels optischer Abtastung. Die Erfindung betrifft weiterhin Vorrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens.

Bei der Herstellung von Magnetfolien zur magnetischen Aufzeichnung analoger oder digitaler Signale wird auf eine Trägerfolie eine dünne, magnetisierbare Schicht aufgebracht. Anschließend werden aus diesem Material z. B. Diskettenscheiben ausgestanzt. Entscheidend für die Qualität der Magnetfolie als Aufzeichnungsmedium ist die Homogenität der Magnetschicht. Diese Homogenität muß bei einer Qualitätskontrolle überwacht werden.

Es ist bekannt, zu diesem Zweck mit einem Sensor oder mehreren Sensoren die Oberfläche der Magnetfolie abzutasten und Änderungen der reflektierten Lichtintensität zu registrieren. Fehler der Magnetschicht ändern lokal das Reflexionsverhalten der Schichtoberfläche. Mit diesem Verfahren können Aufrauhungen in der Oberfläche relativ gut erfaßt werden. Bei flächenhaften oder linienförmigen Vertiefungen kommt es jedoch nur an den Rändern dieser Strukturen zu Änderungen des Reflexionsverhaltens. Nur dort sind Änderungen in der Neigung der Oberfläche vorhanden. Da diese Ränder naturgemäß sehr schmal sind, muß die Oberfläche mit einer entsprechend hohen Auflösung abgetastet werden. Weiterhin muß die Magnetschicht während der Inspektion genau plan unter dem Sensor hindurchgeführt werden, damit Änderungen der Neigung nicht als Fehler interpretiert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Qualitätskontrolle dünner Trägerfolien zu schaffen.

Speziell liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Qualitätskontrolle dünner Trägerfolien zu schaffen, welches geringere Anforderungen an die Auflösung der Abtastung und die plane Führung der Trägerfolie stellt als das geschilderte Verfahren nach dem Stand der Technik.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die örtlichen Schichtdicken durch Absorptionsmessungen bestimmt werden.

Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß die Schichtdicke solcher Schichten mittels einer Absorptionsmessung im Durchlicht erfolgen kann. Die Schichten, z. B. bei Magnetfolien, sind sehr dünn. Die optischen Dichten der Schichten liegen daher in einem Bereich, in welchem Änderungen der Schichtdicke zu deutlichen Änderungen der Transmission führen. Die Absorption in der weitgehend transparenten Trägerfolie selbst kann gegenüber der Absorption in der darauf aufgebrachten Schicht vernachlässigt werden.

Das Verfahren wird vorzugsweise zur Qualitätskontrolle von Magnetfolien zur magnetischen Informationsaufzeichnung benutzt. Es kann sich dabei ,im die Aufzeichnung analoger Signale oder um die Speicherung digitaler Daten handeln. Statt magnetisierbarer dünner Schichten können aber auch Schichten mit vergleichbarer Dicke aber anderen physikalischen Eigenschaften auf die Trägerfolie aufgebracht sein.

Es kann die Absorption von Magnetfolien gemessen werden, bei denen jeweils eine Trägerfolie auf beiden Seiten mit einer magnetisierbaren Schicht beschichtet ist. In diesem Fall hängt die Absorption von der Gesamtdicke der beiden magnetisierbaren Schichten ab.

Zur absoluten Schichtdickenmessung kann die Magnetfolie mit einem Lichtbündel bekannter Intensität abgetastet werden. Das gestattet bei Kenntnis des Absorptionsvermögens des Material der Schicht eine absolute Bestimmung der Schichtdicke. Es können aber auch nur Abweichungen der Schichtdicke von einem Standardwert, z. B. einer mittleren Schichtdicke, bestimmt werden. Das ist für die Qualitätskontrolle in der Regel ausreichend.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens weist

(a) eine Beleuchtungseinheit zur Beleuchtung der zu kontrollierenden Trägerfolie in einem Inspektionsbereich von einer Seite der Trägerfolie her und
(b) einen Sensor auf, der mit einer auf der entgegengesetzten Seite der Trägerfolie vorgesehenen Anordnung von Detektorelementen aufgebauten ist und der den gesamten Inspektionsbereich erfaßt.

Vorteilhafterweise sind Mittel zum Hindurchführen der zu kontrollierenden Trägerfolie durch den Inspektionsbereich vorgesehen. Dabei ist zweckmäßig der Inspektionsbereich ein langgestreckter Bereich, der sich quer zu der Bewegungsrichtung der Folie erstreckt und der Sensor weist eine eindimensionale Anordnung von Detektorelementen auf. Eine bandartige Trägerfolie kann durch eine Rollenführung geradlinig durch den Inspektionsbereich hindurchführbar sein. Die Trägerfolie kann aber auch scheiben- oder ringscheibenförmig und um eine durch das Zentrum der scheiben- oder ringscheibenförmigen Folie verlaufende Drehachse drehbar und antreibbar sein. Die Beleuchtungseinheit und der Sensor sind dann radial zu der Drehachse angeordnet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine schematisch-perspektivische Darstellung und zeigt eine Vorrichtung zur Qualitätskontrolle für mit einer dünnen Schicht versehene, bandförmige Trägerfolien.

Fig. 2 ist eine schematisch-perspektivische Darstellung und zeigt eine Vorrichtung zur Qualitätskontrolle für scheiben- oder ringscheibenförmige, mit einer dünnen Schicht versehene Trägerfolien, wie sie für Disketten verwendet werden.

In Fig. 1 ist mit 10 eine Magnetfolie bezeichnet, die aus einer Trägerfolie besteht, welche auf einer oder beiden Seiten mit einer dünnen Schicht eines magnetisierbaren Materials versehen ist. Solche Magnetfolien dienen z. B. zur Herstellung von Disketten für die digitale Datenverarbeitung. Zur Qualitätskontrolle einer solchen Magnetfolie 10 wird die Schichtdicke der dünnen, magnetisierbaren Schicht durch Messung der Absorption im Durchlicht bestimmt. Auf einer Seite der Magnetfolie 10 ist eine Beleuchtungseinheit 12 angeordnet. Die Beleuchtungseinheit 12 leuchtet einen langgestreckten Inspektionsbereich 14 auf der Unterseite der Magnetfolie 10 aus. Der langgestreckte Inspektionsbereich 14 erstreckt sich quer über die Magnetfolie 10. Auf der entgegengesetzten Seite der Magnetfolie 10, oben in Fig. 1, ist ein Sensor 16 angeordnet. Der Sensor 16 besteht aus einer eindimensionalen, linearen Anordnung von dicht nebeneinander liegenden Detektorelementen. Der Sensor 16 ist im vorliegenden Fall von einer CCD-Zeilenkamera gebildet. Der Sensor 16 erstreckt sich parallel zu dem langgestreckten, von der Unterseite her ausgeleuchteten Inspektionsbereich 14. Durch ein abbildendes optisches System 18 wird der Inspektionsbereich 14 auf den Sensor 16 abgebildet. Der Inspektionsbereich 14 wird dadurch mit hoher Auflösung durch den Sensor 16 beobachtet. Aus Intensitätsschwankungen an Detektorelementen des Sensors 16 relativ zu dem Mittelwert der an dem Sensor 16 auftretenden Intensitäten können auf Abweichungen der Dicke der magnetisierbaren Schicht von einem Normalwert geschlossen und damit Fehler erkannt werden.

Bei der Ausführung nach Fig. 1 ist die Magnetfolie 10 bandförmig. Die Magnetfolie 10 wird durch eine Rollenführung mit vier Rollen 20, 22, 24 und 26 durch den Inspektionsbereich 14 hindurchgeführt. Dabei erstreckt sich der langgestreckte Inspektionsbereich 14 senkrecht zu der Bewegungsrichtung der Magnetfolie 10.

Bei der Ausführung nach Fig. 2 ist aus einer Magnetfolie ein scheiben- oder ringscheibenförmiges Stück 28 ausgestanzt. Das scheiben- oder ringscheibenförmige Stück 28 von Magnetfolie ist in einer (nicht dargestellten) Halterung drehbar angeordnet. Das Stück 28 ist dabei mit der Halterung um eine Drehachse 30 drehbar und wird um diese Drehachse 30 angetrieben. Das ist in Fig. 2 durch einen Pfeil 32 angedeutet.

Es erfolgt wieder eine Abtastung und Bestimmung der Dicke der Magnetschicht oder Magnetschichten durch Messung der Absorption im Durchlicht. Entsprechende Teile der Meßeinrichtung sind in Fig. 2 mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in Fig. 1. Der Inspektionsbereich 34 liegt jetzt radial zu der Drehachse 30. Dementsprechend sind auch die Beleuchtungseinheit 12 und der Sensor 30 radial zu der Drehachse auf entgegengesetzten Seiten des Stücks 28 angeordnet. Das abbildende optische System 18 bildet wieder den Inspektionsbereich 34 auf den Sensor 12 ab.

Statt einer CCD-Zeilenkamera können andere Sensoren wie CCD- Arrays, Vidikons oder Photodioden als Sensoren verwendet werden. Die spektrale Verteilung des verwendeten Lichts kann in weiten Grenzen der jeweiligen Aufgabenstellung, dem Material der dünnen Schicht oder der spektralen Empfindlichkeit des Sensors 16 angepaßt werden.

Claims

1. Verfahren zur Qualitätskontrolle von mit einer dünnen Schicht versehenen Trägerfolien mittels optischer Abtastung, dadurch gekennzeichnet, daß die örtlichen Schichtdicken durch Absorptionsmessungen bestimmt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch seine Anwendung auf Magnetfolien zur magnetischen Informations- Aufzeichnung.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Absorption von Magnetfolien gemessen wird, bei denen jeweils eine Trägerfolie auf beiden Seiten mit einer magnetisierbaren Schicht beschichtet ist.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur absoluten Schichtdickenmessung die Magnetfolie mit einem Licht bekannter Intensität abgetastet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Abweichungen der Schichtdicke von einem Standardwert, z. B. einer mittleren Schichtdicke, bestimmt werden.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

(a) eine Beleuchtungseinheit (12) zur Beleuchtung der zu kontrollierenden Trägerfolie (10; 28) in einem Inspektionsbereich (14; 34) von einer Seite der Trägerfolie (10, 28) her und
(b) einen Sensor (16), der mit einer auf der entgegengesetzten Seite der Trägerfolie (10; 28) vorgesehenen Anordnung von Detektorelementen aufgebauten ist und der den gesamten Inspektionsbereich (14; 34) erfaßt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch Mittel zum Hindurchführen der zu kontrollierenden Trägerfolie (10; 28) durch den Inspektionsbereich (14; 34).

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) der Inspektionsbereich (14; 34) ein langgestreckter Bereich ist, der sich quer zu der Bewegungsrichtung der Trägerfolie (10, 28) erstreckt und
(b) der Sensor (16) eine eindimensionale Anordnung von Detektorelementen aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine bandartige Trägerfolie (10) durch eine Rollenführung (20, 22, 24, 26) geradlinig durch den Inspektionsbereich (14) hindurchführbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) die Trägerfolie (28) scheiben- oder ringscheibenförmig und um eine durch das Zentrum der scheiben- oder ringscheibenförmigen Trägerfolie (28) verlaufende Drehachse (30) drehbar und antreibbar ist und
(b) die Beleuchtungseinheit (12) und der Sensor (16) radial zu der Drehachse (30) angeordnet sind.