Überblick
RauheitsbewertungsparameterWas ist zu machen, wenn:
ODER
In einigen Fällen können keine Unterschiede zwischen Proben festgestellt werden, wenn gängige Parameter zur 3D-Rauheitsbewertung verwendet werden, wie Sa,Sq und Sz. In diesem Fall kann es hilfreich sein, andere Parameter einzubeziehen. Dies sind verschiedene Bewertungsparameter im Detail mit Beispielen, um den jeweiligen Zweck zu verdeutlichen. |
Bewertung der Unebenheiten (Sq, Sa, Sz, Sp, Sv)Die Unebenheit kann mit den Höhenparametern (Sq, Sa, Sz, Sp und Sv) bewertet werden . Innerhalb des Histogramms haben die Höhenparameter eine Beziehung wie unten angegeben. Sq (quadratischer Höhenmittelwert) entspricht der Standardabweichung der Höhenverteilung und ist ein einfach zu handhabender statistischer Parameter. Sa (arithmetische mittlere Höhe) ist die mittlere Höhendifferenz zur Mittelebene. Wenn die Höhenverteilung normal ist, gilt folgende Beziehung zwischen den Parametern Sq und Sa : Sa = 0,8*Sq. Da bei den Parametern Sz, Sq und Sv maximale und minimale Höhenwerte verwendet werden, kann die Belastbarkeit der Ergebnisse durch Messrauschen beeinträchtigt werden. Der Höhenparameter ist ein Parameter, der ausschließlich durch die Verteilung von Höheninformationen bestimmt wird. Dementsprechend werden die Eigenheiten horizontaler Merkmale in diesen Parametern nicht berücksichtigt.
Anwendungsbeispiele: Oberflächenrauheit von Kupferfolie für 5G-Leiterplatten |
Auswertung der Höhenverteilung (Ssk, Sku, Histogramm)Die Höhenverteilung wird in der Regel in Histogrammen ausgewertet. Ssk ist ein Parameter zur Bewertung des Asymmetriegrades in der grafischen Darstellung (Verteilung) des Histogramms. Ssk = 0 bedeutet, dass der Höhenunterschied gleichmäßig verteilt ist, während Minuswerte des Parameters eine Abweichung zur höheren Seite und Pluswerte eine Abweichung zur niedrigeren Seite anzeigen. Bei Proben, bei denen die höheren Merkmale durch Gleitabrieb reduziert wurden, zeigen die Ssk-Werte tendenziell negative Werte an. Aus diesem Grund wird der Parameter manchmal als Bewertungsindex für den Gleitverschleiß verwendet.
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Bewertung der Feinheit (Sal, Sdq, Sdr)Der Parameter Sal liefert einen Zahlenindex der Dichte ähnlicher Strukturen in Längeneinheiten. Die Merkmale werden umso feiner, je kleiner der Wert wird. Indirekte Indizes für die Feinheit der Merkmale, beispielsweise lokale Gradienten und die Oberfläche. Sdq ist der Mittelwert des lokalen Gradienten auf der Oberfläche, Sdr dagegen ein Parameter für die Wachstumsrate in der Oberfläche. Wenn Höhenparameter wie SA und Sq auf einer vergleichbaren Ebene liegen, steigt der Feinheitsgrad mit zunehmender Größe der Parameter Sdq (Gradient) und Sdr (Oberfläche).
Anwendungsbeispiele: Oberflächenrauheit von Kupferfolie für 5G-Leiterplatten |
Auswertung der Orientierung (Std, Str, Richtungsdiagramm)Das Orientierungsdiagramm stellt die Richtungseigenschaften von Oberflächenmerkmalen als Winkeldiagramm dar. Die aufgezeichneten Spitzen werden umso schärfer, je ausgeprägter die Orientierung ist. Die Stärke der Orientierung ist normalisiert, sodass die ausgeprägteste Spitze Kontakt mit dem äußersten Kreis hat. In einem Orientierungsdiagramm zeigt der Std -Parameter den Winkel der Spitze sequenziell beginnend mit der höchsten Spitze an. Der Parameter Str ist eine numerische Beschreibung der Stärke der Orientierung. Str＜0,3 beschreibt eine (gerichtete) anisotrope Oberfläche, Str＞0,5 dagegen eine isotrope Oberfläche.
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Bewertung der Periodizität (PSD)Die spektrale Leistungsdichte (PSD) beschreibt die Größe der Oberflächenunebenheiten für die jeweilige Raumfrequenz. Bei Proben mit Wiederholungsmustern sind Spitzen (Pfeile) im PSD-Diagramm vorhanden. Die Frequenz der Periodizität (Kehrwert des Zyklus) kann durch Bestimmung der horizontalen Achse der Spitze ermittelt werden. Die Grafik zeigt einen allgemeinen Abfall nach rechts, wenn keine Periodizität vorhanden ist.
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Bewertung der dominanten Merkmalkomponente (PSD)Die Leistungsspektraldichte (Power Spectral Density, PSD) beschreibt die Größe der Oberflächenunebenheiten für die jeweilige Raumfrequenz als „graduell“, „gering“, ähnliche Merkmale sind in den PSD-Diagrammen angegeben. Bei graduellen Oberflächenmerkmalen sind die Werte am niederfrequenten Ende (linke Seite des Diagramms) tendenziell größer. Bei winzigen Oberflächenmerkmalen sind die Werte am hochfrequenten Ende (rechte Seite des Diagramms) tendenziell größer.
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Bewertung der Spitzendichte und des arithmetischen mittleren Spitzenkrümmung auf der Oberfläche (Spd, Spc)Die auf der Oberfläche vorhandenen Spitzen hängen von der Schmiegung der Objekte, Reibung, Abrieb und ähnlichen Phänomenen. Das Bild zeigt die kategorisierten topographischen Merkmale (Spitzen, Täler, Kämme und Rinnen) der Oberflächen. Der Parameter Spd ist die Dichte (Anzahl der Merkmale pro Flächeneinheit) der Oberflächenmerkmale, die innerhalb des untersuchten Bildes als Spitze (rosa) kategorisiert sind. Der Parameter Spc ist die arithmetische mittlere Spitzenkrümmung der Oberflächenmerkmale, die innerhalb des Bildes als Spitze kategorisiert sind. Wenn der Spc -Wert größer wird, wird die Krümmung der Spitzen kleiner (schärfer); die Krümmung nimmt zu (wird stumpfer), wenn der Wert kleiner wird.
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Bewertung der Abweichungen vor/nach dem Abrieb (Sk, Spk, Svk)Im Allgemeinen beginnt der Abrieb an der höchsten Position der Oberfläche. Die Verwendung von Parametern, die auf der Höhenverteilung basieren, eignet sich insbesondere zur Bewertung des Abriebzustands. Mit zunehmendem Abrieb verschiebt sich die Kurve im oberen Teil der Materialanteilskurve nach unten und die Kurve im unteren Teil nach oben. Die Werte für die Parameter Sk und Spk nehmen mit zunehmendem Abrieb ab.
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