DE4325590A1

DE4325590A1 - Method and device for quality control of carrier foils provided with a thin film

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

Abstract

To control the quality of carrier foils provided with a thin film by means of optical scanning, the spatial film thicknesses are determined by absorption measurements. The method can be used, in particular, on magnetic foils for magnetic information recording. Devices for carrying out the method are described.

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.The invention relates to a method for quality control of carrier films provided with a thin layer optical scanning. The invention further relates to Devices for performing this method.

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.In the production of magnetic foils for magnetic Recording of analog or digital signals is done on a Carrier film applied a thin, magnetizable layer. Then z. B. diskettes punched out. Decisive for the quality of the magnetic foil as The recording medium is the homogeneity of the magnetic layer. This homogeneity must be monitored during a quality control become.

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.It is known to do this with one or more sensors Sensors to scan the surface of the magnetic foil and Record changes in reflected light intensity. Errors in the magnetic layer change the reflection behavior locally the layer surface. With this procedure you can Roughening in the surface can be detected relatively well. At however, extensive or linear depressions occur only at the edges of these structures to change the Reflection behavior. Only there are changes in the slope of the surface. Because these edges are very natural are narrow, the surface must have a correspondingly high Resolution can be scanned. Furthermore, the magnetic layer exactly under the sensor during the inspection so that changes in inclination are not considered Errors are interpreted.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Qualitätskontrolle dünner Trägerfolien zu schaffen.The invention has for its object an improved Quality control procedures for thin carrier foils create.

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.In particular, the invention is based on the object Quality control procedures for thin carrier foils create what lower requirements for the resolution of the Scanning and the flat guidance of the carrier film represents that described methods according to the prior art.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die örtlichen Schichtdicken durch Absorptionsmessungen bestimmt werden.According to the invention this object is achieved in that the local layer thicknesses determined by absorption measurements become.

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.It has surprisingly been found that the layer thickness such layers by means of an absorption measurement in Transmitted light can be done. The layers, e.g. B. at Magnetic foils are very thin. The optical densities of the Layers are therefore in an area in which changes the layer thickness for significant changes in the transmission to lead. The absorption in the largely transparent Carrier film itself can be compared to the absorption in it applied layer are neglected.

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. The method is preferably used for quality control of Magnetic foils for magnetic information recording used. It may be analog in the recording Signals or the storage of digital data. Instead of Magnetizable thin layers can also layers with comparable thickness but different physical Properties can be applied to the carrier film.

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.The absorption of magnetic foils can be measured at which each have a carrier film on both sides with one magnetizable layer is coated. In this case it hangs the absorption of the total thickness of the two magnetizable Layers off.

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.The magnetic film can be used to measure the absolute layer thickness a light beam of known intensity can be scanned. The allowed with knowledge of the absorption capacity of the material the layer an absolute determination of the layer thickness. It but can also only deviations of the layer thickness of one Default value, e.g. B. an average layer thickness become. That is usually for quality control sufficient.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens weistA device for performing the described method points

(a) a lighting unit for illuminating the controlling carrier film in an inspection area from one side of the carrier film and
(b) a sensor connected to one on the opposite Side of the carrier film provided arrangement of Detector elements is constructed and the whole Inspection area covered.

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.Advantageously, means for carrying out the control carrier film through the inspection area intended. The inspection area is expedient elongated area that extends across the Direction of movement of the film extends and the sensor points a one-dimensional arrangement of detector elements. A tape-like carrier film can be rectilinear through a roller guide can be passed through the inspection area. The Carrier film can also be disc-shaped or ring-shaped and around a through the center of the disc or ring-shaped film rotating axis of rotation and be drivable. The lighting unit and the sensor are then arranged radially to the axis of rotation.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are below Reference to the accompanying drawings explained in more detail.

Fig. 1 ist eine schematisch-perspektivische Darstellung und zeigt eine Vorrichtung zur Qualitätskontrolle für mit einer dünnen Schicht versehene, bandförmige Trägerfolien. Fig. 1 is a schematic perspective view and shows a device for quality control for a thin layer, band-shaped carrier films.

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. FIG. 2 is a schematic perspective illustration and shows a device for quality control for disk-shaped or ring-disk-shaped carrier films provided with a thin layer, as are used for floppy disks.

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.In Fig. 1, 10 denotes a magnetic film which consists of a carrier film which is provided on one or both sides with a thin layer of a magnetizable material. Such magnetic foils are used for. B. for the production of floppy disks for digital data processing. For quality control of such a magnetic film 10 , the layer thickness of the thin, magnetizable layer is determined by measuring the absorption in transmitted light. An illumination unit 12 is arranged on one side of the magnetic film 10 . The lighting unit 12 illuminates an elongated inspection area 14 on the underside of the magnetic film 10 . The elongated inspection area 14 extends across the magnetic film 10 . A sensor 16 is arranged on the opposite side of the magnetic foil 10 , at the top in FIG. 1. The sensor 16 consists of a one-dimensional, linear arrangement of detector elements lying close together. In the present case, the sensor 16 is formed by a CCD line camera. The sensor 16 extends parallel to the elongated inspection area 14 illuminated from the underside. The inspection area 14 is imaged on the sensor 16 by an imaging optical system 18 . The inspection area 14 is thereby observed with a high resolution by the sensor 16 . From fluctuations in the intensity of the detector elements of the sensor 16 relative to the mean value of the intensities occurring at the sensor 16 , deviations in the thickness of the magnetizable layer from a normal value can be inferred and errors can thus be recognized.

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.In the embodiment of Fig. 1, the magnetic sheet 10 is band-shaped. The magnetic foil 10 is guided through the inspection area 14 through a roller guide with four rollers 20 , 22 , 24 and 26 . The elongated inspection area 14 extends perpendicular to the direction of movement of the magnetic film 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.In the embodiment of Fig. 2, a disk-shaped or annular disc-shaped piece 28 is punched out of a magnetic foil. The disk-shaped or annular disk-shaped piece 28 of magnetic foil is rotatably arranged in a holder (not shown). The piece 28 can be rotated with the holder about an axis of rotation 30 and is driven about this axis of rotation 30 . This is indicated in Fig. 2 by an arrow 32 .

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. The thickness of the magnetic layer or layers is again scanned and determined by measuring the absorption in transmitted light. Corresponding parts of the measuring device are given the same reference numerals in FIG. 2 as in FIG. 1. The inspection area 34 is now radial to the axis of rotation 30 . Accordingly, the lighting unit 12 and the sensor 30 are arranged radially to the axis of rotation on opposite sides of the piece 28 . The imaging optical system 18 again maps the inspection area 34 onto the sensor 12 .

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.Instead of a CCD line scan camera, other sensors such as CCD arrays, vidicons or photodiodes can be used as sensors. The spectral distribution of the light used can be adapted within wide limits to the respective task, the material of the thin layer or the spectral sensitivity of the sensor 16 .

Claims

1. A method for quality control of carrier films provided with a thin layer by means of optical scanning, characterized in that the local layer thicknesses are determined by absorption measurements.

2. The method according to claim 1, characterized by its Application on magnetic foils for magnetic information Recording.

3. The method according to claim 2, characterized in that the Absorption of magnetic foils is measured in which one carrier film on each side with one magnetizable layer is coated.

4. The method according to claim 2, characterized in that for absolute layer thickness measurement with a magnetic film Light of known intensity is scanned.

5. The method according to claim 2, characterized in that Deviations in the layer thickness from a standard value, e.g. B. an average layer thickness can be determined.

6. Device for performing the method according to claim 1, characterized by

(a) an illumination unit ( 12 ) for illuminating the carrier film ( 10 ; 28 ) to be checked in an inspection area ( 14 ; 34 ) from one side of the carrier film ( 10 , 28 ) and
(b) a sensor ( 16 ) which is constructed with an arrangement of detector elements provided on the opposite side of the carrier film ( 10 ; 28 ) and which detects the entire inspection area ( 14 ; 34 ).

7. The device according to claim 6, characterized by means for passing the carrier film to be checked ( 10 ; 28 ) through the inspection area ( 14 ; 34 ).

8. The device according to claim 7, characterized in that

(a) the inspection area ( 14 ; 34 ) is an elongated area which extends transversely to the direction of movement of the carrier film ( 10 , 28 ) and
(b) the sensor ( 16 ) has a one-dimensional arrangement of detector elements.

9. The device according to claim 8, characterized in that a band-like carrier film ( 10 ) through a roller guide ( 20 , 22 , 24 , 26 ) can be passed straight through the inspection area ( 14 ).

10. The device according to claim 8, characterized in that

(a) the carrier film ( 28 ) is disk-shaped or ring-disk-shaped and can be rotated and driven about an axis of rotation ( 30 ) running through the center of the disk-shaped or ring disk-shaped carrier film ( 28 ) and
(b) the lighting unit ( 12 ) and the sensor ( 16 ) are arranged radially to the axis of rotation ( 30 ).