[发明专利]用于确定镀敷金属的基底上的缎面效果的方法

说明书

技术领域

本发明涉及凭借散射光测量来评估例如铬或镍表面的缎面效果的、金属表面的缎面效果(satin-effect)(所使用的可替换术语包括光泽水平或“绒面(Satilume)”效果)的方法。

与通过视觉检查确定缎面效果的现有方法相比，散射光方法的结果不受人为因素影响并且因此非常可靠和具有高度可重复性。

背景技术

通过小颗粒或液滴在例如镍的、相应的金属的电镀工艺期间的共沉积来实现表面的缎面效果。用于这种工艺的添加剂被吸收至基底表面，造成深度大约为0.1-0.2μm并且直径为2-20μm的小凹坑。这在例如镍表面上引起漫射光反射。取决于电镀工艺参数、添加剂的类型及它们的浓度，许多不同程度的缎面效果可被实现。例如在EP 1 287 184中描述了产生缎面效果的金属镀液的示例。

为了实现平滑的缎面抛光的镍或镍合金涂层，酸性的镍或镍合金电镀液被提议，除了至少一种季铵化合物外，所述电镀液还含具有通式(I)的磺基丁二酸化合物，其中R1、R2为氢离子、碱离子、碱土离子、铵离子和/或C1-C18烃部分。

目前，通过由技术熟练的雇员目测地将预先镀敷的标准样本与来自镀敷生产线的镀敷样本比较的光学检查来确定镀覆金属的表面的缎面效果。这导致严重受人为因素影响的、具有低可重复性的结果。

存在对可靠地测量镀敷金属的表面的缎面效果(光泽水平)的方法的需求，这带来根据本发明的使用散射光的方法的开发。

附图说明

图1示出测量散射光的强度分布的配置的示意图。

图2示出散射光的强度分布的示意图。分段的二极管排1被示出。

图3示出所测得的具有弱缎面效果的表面的强度分布。

图4示出示意积分强度的、图3的缩小部分。

图5示出所测得的具有强缎面效果的表面的强度分布。

图6示出示意积分强度的、图5的缩小部分。

图7示出在生产周期期间就Aq和积分强度的值而言的镀敷结果。

具体实施方式

通过分析反向散射光来描述缎面效果的方法需要光源(例如LED)来照亮所研究的表面。

光被聚焦并且被引导为垂直地到待分析的表面上。反向散射光被收集并且通过在若干离散位置/角度上测量强度来检测其角强度分布(参见图1)。

作为光源，发光二极管(LED)优选地被使用。可使用波长范围在350-800nm之间的LED。例如，可使用发射610-760nm范围内的红光的LED。

参照图1和图2，作为强度检测器，由数个离散二极管组成的二极管排被设置，例如n＝28(图2)。二极管排的宽度决定可被检测的散射光的最大角度分布，即来自光源的光被引导向样本，优选地使用光束分离器并且可选地使用透镜(图1中的“散射光物镜(objective)”)将光在其接触样本之前聚焦。光在表面上被散射并且被引导向二极管排1(图2)以检测其对于不同角度的强度分布。优选地，光束分离器被用于将散射光引导向LED二极管排以进行测量。

强度分布包含描述样本表面的光泽水平和混浊度(haze)所需要的信息。光泽水平说明样本表面的镜面特性，而混浊度描述下层的“混浊(milky)”效果。光泽和混浊度两者一起说明缎面效果。

光泽水平可由描述散射光的归一化强度分布的宽度的参数Aq(在图2中被示出)说明。

图2示出了具有数量为n的二极管以检测对于特定散射角度的散射光强度的二极管排。

为了计算Aq值，以下公式被使用

公式(1)

和

公式(2)

参数M给出强度分布的最大峰值到0°反射角的角距离，或换句话说M是具有分布函数的反向散射光的角度的期望值(图2)。由于在这种情况下入射光垂直于样本表面，所以M应为零。因此，样本表面和检测器应被对准为使M(近似地)为零。通过对散射角与散射强度的乘积求和来获得M(公式(1))。通过公式(2)获得Aq值(因子k为器件常数)，其中将反向散射光角度的方差与器件常数k相乘。如通过公式1可见的那样，Aq值表示反向散射光角度的二阶中心矩(意为方差)。

当入射光中的大部分以小角度被散射时，得到低Aq值(直接反射，图3)。这意味着低Aq值表示高度的直接反射(高光泽并且只有小的缎面效果)。另一方面，当光在大范围的反射角上被散射时，高Aq值被测得(低光泽，强缎面效果，图5)。