TWI407090B - 薄膜附著力檢測裝置 - Google Patents

Description

薄膜附著力檢測裝置

本創作為薄膜附著力檢測裝置的創新結構，設計將刮痕試驗裝置與膠帶黏撕裝置做結合，可全自動檢測薄膜附著力，以提升實驗準確及方便性。主要做法為將檢測試片固定於載台上，首先進行刮痕試驗，此試驗利用施加刀具重量之砝碼，給予試片適當刮痕力量後，便開始X與Y軸方向刮痕試驗，接著進行膠帶黏撕試驗，此試驗利用施加膠帶重量之砝碼，給予試片適當黏貼力量，使膠帶均勻黏貼於試片上，而在進行膠帶黏貼的同時，又利用膠帶回收輪，將膠帶撕除，並做回收後，即可下試片檢查薄膜附著情形。本創作可將刮痕試驗裝置，與膠帶黏撕試驗裝置做結合，並改善試驗中施力不均問題，且可連貫性檢測薄膜附著力，減少人工操作的誤差，大大提升測試的準確性。

薄膜因性能優異且品質穩定而廣泛應用於各種產業，近年來已發展成為極為重要的製造技術。然而薄膜極易因在沈積過程所累積的殘留應力，而影響薄膜附著性能，所以為了使薄膜具備性能優異且品質穩定條件下，針對薄膜附著力檢測就更加重要。

檢測薄膜附著力的方法相當廣泛，最常使用的檢測標準為 ISO 2409或ASTM D 3359，即以如圖1所示之百格刀，以人工操作的方式在薄膜表面刮出縱橫格線，因使用的刀具上有10組刀刃，共可刮出100格，故稱為百格刀。之後再以膠帶黏在薄膜表面，待施加一定的壓力及時間後，再將膠帶撕除，檢測人員就薄膜表面被膠帶黏起情形，根據檢測標準判斷薄膜附著力的等級。本百格刀刮痕試驗，及後續膠帶黏撕試驗，皆以人工方式進行，然因每個人施力的力道不同，加上沒有標準化的規範可循，只單純用手工具進行此試驗，即便是同一個人，不同次的試驗都無法維持相同的試驗條件。

目前市面上出現自動刮痕的裝置，係由富全企業有限公司(http：//tw.ttnct.net)所代理。此裝置雖可自動刮痕，但只能做一道次的刮痕，仍需以人工將試片轉90度進行橫向刮痕，且最重要的黏膠動作亦需依靠人工操作。 顯然，百格刀刮痕試驗，及膠帶黏撕試驗仍存有缺失，故若能將百格刀刮痕試驗，經由簡單的設計，與膠帶黏撕試驗做結合，並在試驗上以砝碼控制施力的力量，則可以大大地提升測試準確性。

另查專利166657號「薄膜之附著力檢測方法及薄膜之附著力檢測裝置」，及專利M301339號「漆面硬度試驗機」等專利前案，都單只針對刮痕試驗施力不均問題，進行改善，而非本創作所提出的全自動刮痕以及膠帶黏撕測試的整合裝置。

為了克服傳統薄膜附著力測試時，太多人為操作的不準確性，本創作將刮痕及膠帶黏撕測試整合為一系統，以達到全自動刮痕及膠帶黏撕測試的整合裝置，即將一般的刮痕試驗裝置，與膠帶黏撕試驗裝置做結合，可連貫性檢測薄膜附著力，以提升實驗準確及方便性。

本創作結構設計如圖2所示，即在薄膜附著力測試機台本體1上，設置載台9、可拆式測試刀具2，及膠帶黏貼裝置5。本創作可利用上下、左右移動、旋轉、真空吸附及定位功能之載台9，移置可拆式測試刀具2下方，如圖3至圖5所示。接著進行試片X與Y軸方向刮痕試驗，如圖6至圖11所示。刮痕試驗完畢後，利用施加膠帶重量之砝碼6，給予檢測試片適當黏貼力量，使膠帶均勻黏貼於試片上，而在進行膠帶黏貼的同時，又利用膠帶回收輪7，將膠帶撕除，並做回收後，即可下試片檢查薄膜附著情形，如圖12至圖15所示。各結構設計功能如下：

(1)載台9：可上下、左右移動、旋轉、真空吸附及定位功能，具實用與方便性。

(2)可拆式測試刀具2：因使用刮痕測試次數增加，其刀具壽命跟著衰減，所以本刀具使用可拆換式刀具頭，可大大節省刀具成本，及快速拆換刀具時間。

(3)施加刀具重量之砝碼3：可依照檢測試片上的薄膜厚度不同，而給予施加刀具重量之砝碼適當重量，即可使刮痕刀具均勻施力於試片上，便可達到實驗準確性。

(4)膠帶黏貼裝置5：此裝置連結了膠帶輸出輪4，施加膠帶重量之砝碼6，膠帶回收輪7，本裝置可利用施加膠帶重量之砝碼，給予檢測試片適當黏貼力量，使膠帶均勻黏貼於試片上，而在進行膠帶黏貼的同時，又利用膠帶回收輪，將膠帶撕除，並做回收後，即可下試片檢查薄膜附著情形，此裝置大大節省時間，及有效達到實驗準確性。

因此，本創作研發的薄膜附著力檢測裝置，改善試驗中施力不均問題，並連貫性檢測薄膜附著力，將可大大提升刮痕試驗裝置的附加價值。本創作主要可以達到：

(1)刮痕施力均勻性：在刮痕試驗中，可依照薄膜厚度不同，利用施加刀具重量之砝碼，給予試片適當刮痕力量。

(2)刮痕刀具拆換容易：當刀具壽命衰減，方可快速更新刀具頭，即可節省成本和拆換刀具時間。

(3)膠帶黏貼力均勻性：在膠帶黏撕測試上，利用施加膠帶重量之砝碼，給予試片適當黏貼力量，使膠帶施力均勻黏貼於試片上。

(4)膠帶自動回收功用：膠帶輸出輪送出膠帶，經試驗完畢後，將靠著膠帶回收輪，將已用過的膠帶進行回收動作。

經由本創作的實施，有效率將刮痕試驗裝置，與膠帶黏撕膠帶裝置結合為一系統，大大提升薄膜附著力檢測裝置的準確性及方便性。

以下結合附圖及實施舉例對本創作進一步詳細說明。請參閱圖2本實施例之薄膜附著力檢測裝置示意圖，在測試機台本體1上，設有螢幕10以顯示動作資訊、電源開關11、真空吸附鈕12、啟動鈕13，以及控制載台上下、左右、旋轉的手動操作搖桿13，利用以上按鈕及搖桿，可將檢測試片8真空吸附在載台9上，隨後載台9右移，至可拆式測試刀具2位置，此時給予施加刀具重量之砝碼3適當重量，隨後進行X與Y軸方向刮痕試驗，完畢後，進入膠帶黏貼裝置5上，此裝置連結膠帶輸出輪4，施加膠帶重量之砝碼6，膠帶回收輪7，本裝置利用施加膠帶重量之砝碼，給予檢測試片8適當黏貼力量，使膠帶均勻黏貼於試片上，而在進行膠帶黏貼的同時，又利用膠帶回收輪7，將膠帶撕除，並做回收後，即可下試片檢查薄膜附著情形。本裝置詳細實施步驟如下：

(1)如圖3所示，將待檢測試片8放置在載台9上，按下真空吸附鈕11，將試片8固定在載台9，接著按下啟動鈕12，開始進行自動檢測。

(2)如圖4所示，載台9下降。

(3)如圖5所示，載台9右移至可拆式測試刀具2位置前。

(4)如圖6所示，載台9上升。

(5)如圖7所示，載台9右移，開始進行X軸方向刮痕測試。

(6)如圖8所示，刮痕完畢後，載台9停止右移並下降。

(7)如圖9所示，載台9旋轉90度。

(8)如圖10所示，載台9上升。

(9)如圖11所示，載台9左移，開始進行Y軸方向刮痕測試。

(10)如圖12所示，刮痕完畢，載台9繼續往左移。

(11)如圖13所示，載台9進入膠帶黏貼裝置5，此裝置連結了膠帶輸出輪4，施加膠帶重量之砝碼6，膠帶回收輪7，本裝置可利用施加膠帶重量之砝碼6，給予檢測試片8適當黏貼力量，使膠帶均勻黏貼於試片上，而在進行膠帶黏貼的同時，又利用膠帶回收輪7，將膠帶撕除，並做回收。

(12)如圖14所示，完成黏膠及撕膠動作，載台9停止。

(13)如圖15所示，取下試片並檢查薄膜被撕除的情形，根據ISO 2409或ASTM D 3359標準，研判薄膜的附著力。本創作在測試過程中，檢測試片8利用真空吸附鈕，可穩固吸附在載台9上，且載台9具有升降、左右移動、旋轉及定位功能，不會因為載台9移動造成檢測試片8晃動，而影響實驗準確性。

本創作的另一實施例如下，當檢測試片8，經由載台右移至可拆式測試刀具2位置，在將載台9上升，此時給予施加刀具重量之砝碼3適當重量，便開始進行刮X軸方向，完畢後，載台9再下降，此時載台9將旋轉90度後再上升，開始進行刮Y軸方向，刮痕檢測完畢後，載台9往左移。在本過程中給予施加刀具重量之砝碼3適當重量，可依照檢測試片8上的薄膜厚度不同，而給予施加刀具重量之砝碼3適當重量，即可使刀具均勻施力於試片上，便可達到實驗準確性；而測試刀具會因使用次數增加，其刀具壽命跟著衰減，所以本創作使用可拆 式測試刀具2，可大大節省刀具成本及方便性。

本創作又另一實施例如下，當刮痕試驗完畢後，檢測試片8進入膠帶黏貼裝置5，此裝置連結了膠帶輸出輪4，施加膠帶重量之砝碼6，膠帶回收輪7，本裝置利用施加膠帶重量之砝碼，給予檢測試片8適當黏貼力量，使膠帶均勻黏貼於試片上，而在進行膠帶黏貼的同時，又利用膠帶回收輪7，將膠帶撕除，並做回收後，即可下試片檢查薄膜附著情形。在本過程中試片進行刮痕實驗後，即可馬上進入膠帶黏貼裝置5，且可利用施加膠帶重量之砝碼6，給予檢測試片8適當黏貼力量，使膠帶均勻黏貼於試片上，而在進行膠帶黏貼的同時，又利用膠帶回收輪7，將膠帶撕除，並做回收後，即可下試片檢查薄膜附著情形，可有效節省時間，以達到實驗準確性。

經由上述的說明，證明本創作可確實進行薄膜的附著力測試。本創作除了可全自動操作外，各項動作同時可經由手動搖桿的控制，來達到步進的操作。

綜上所述，本創作可有效提升薄膜附著力檢測裝置的附加功能，達到實驗的準確及快速。本創作的載台，具有升降、左右移動、旋轉、真空吸附及定位功能，兼具實用與方便。而且本創作利用施加刀具重量之砝碼，與可拆式測試刀具，可以準確調整施加在刀具上重量，使刀具均勻施力在試片上，及測試刀具如摩耗損壞，也可快速拆換，可大大節省時間與刀具成本。本創作確實具有準確及快速、實用與方便、節省成本的特性，具有產業應用性。另外本創作的膠帶黏貼試驗裝置，連結了膠 帶輸出輪，施加膠帶重量之砝碼，膠帶回收輪，可有效且快速完成膠帶黏撕試驗，還可回收膠帶，皆未曾見於各種文獻或成品中，具有新穎性；且本創作提出的載台自動迴轉裝置以及自動撕膠帶的機構，提供全自動的薄膜附著力測試，確實具有進步性。因此，本創作實已符合專利要件，特此提出專利申請。

1‧‧‧測試機台本體

2‧‧‧可拆式測試刀具

3‧‧‧施加刀具重量之砝碼

4‧‧‧膠帶輸出輪

5‧‧‧膠帶黏貼裝置

6‧‧‧施加膠帶重量之砝碼

7‧‧‧膠帶回收輪

8‧‧‧檢測試片

9‧‧‧載台

10‧‧‧顯示螢幕

11‧‧‧電源開關

12‧‧‧真空吸附鈕

13‧‧‧啟動鈕

14‧‧‧手動操作桿

圖1：百格刀示意圖

圖2：薄膜附著力檢測系統示意圖。

圖3：上試片(手動)示意圖。

圖4：載台下降示意圖。

圖5：載台右移至刮刀位置示意圖。

圖6：載台上升示意圖

圖7：刮X軸方向示意圖。

圖8：載台下降示意圖。

圖9：旋轉載台示意圖。

圖10：載台上升示意圖。

圖11：刮Y軸方向(載台左移)示意圖。

圖12：上膠帶開始示意圖。

圖13：上膠帶完成示意圖。

圖14：載台回位示意圖。

圖15：下試片檢查示意圖。

1‧‧‧測試機台本體

2‧‧‧可拆式測試刀具

3‧‧‧施加刀具重量之砝碼

4‧‧‧膠帶輸出輪

5‧‧‧膠帶黏貼裝置

6‧‧‧施加膠帶重量之砝碼

7‧‧‧膠帶回收輪

8‧‧‧檢測試片

9‧‧‧載台

10‧‧‧螢幕

11‧‧‧電源開關

12‧‧‧真空吸附鈕

13‧‧‧啟動鈕

14‧‧‧手動操作桿

Claims (2)

1. 一種薄膜附著力檢測裝置，包含：一載台，設置於測試機台本體上，載台具有真空吸附功用，且可升降、左右移動、旋轉及定位功能；一可拆式測試刀具，設置於測試機台本體右側上方，測試刀具為可拆式，刀體前方具有複數組刀刃；一施加刀具重量之砝碼，設置於可拆式測試刀具上方，可依照檢測試片上的薄膜強度及厚度不同，施加適當重量於刀具上，即可使刀具均勻施力於試片上，以達到測試準確性；一膠帶黏貼測試裝置，設置於測試機台本體左側上方，此裝置具膠帶輸出輪、施重砝碼、膠帶回收輪，本裝置利用砝碼之重量，給予檢測試片適當黏貼力量，而在膠帶黏貼後，又利用膠帶回收輪，將膠帶撕除。
2. 如申請專利範圍第1項所述之薄膜附著力檢測裝置，其測試動作可為自動操作，亦可為手動步進操作。