KLA 纳米压痕仪 iMicro

硬度和模量测量（基于 Oliver-Pharr 模型）

力学性能表征在薄膜的制造和工艺控制中至关重要，其中包括汽车工业中的涂层质量控制，以及半导体制造中前段和后段的工艺控制。

iMicro纳米压痕仪能够测量从超软凝胶到硬质涂层的各种材料的硬度和模量。高效地评估材料性能，保证了在生产线上进行有效的质量管控。

快速材料力学性能成像

对于包括复合材料在内的许多材料而言，不同区域之间的力学性能可能存在很大差异。iMicro的样品台在X轴和Y轴方向上能够分别移动100mm，且其在Z轴方向上能够移动25mm，因此可以测试尺寸大且高度不同的样品。使用NanoBlitz功能选项进行材料表面和断层力学性能成像，可以快速获得各种被测力学性能的彩色分布图。

ISO 14577 硬度测试

iMicro 纳米压痕仪内置预先编写的 ISO 14577 测试方法，其依据 ISO 14577 标准测量材料硬度。该测试方法可以自动测量并输出杨氏模量、纳米压痕硬度、维氏硬度和归一化压痕功。

聚合物损耗因子、储存模量和损耗模量

iMicro 纳米压痕仪能够测量超软材料（包括粘弹性聚合物）的损耗因子、储存模量和损耗模量。储存模量、损耗模量和损耗因子是粘弹性聚合物的重要性能，因为作用到此类材料上的能量以弹性能的形式储存或以热量的形式耗散。上述指标即用于衡量材料中的能量储存和耗散情况。

定量的划痕和磨损测试

iMicro 可以对多种材料进行划痕和磨损测试。涂层和薄膜要经受多种工艺流程，例如化学机械抛光（CMP）和引线键合，这会考验这些薄膜的强度及其与衬底的附着力。对这些材料来说，重要的是在这些流程中抵抗塑性形变，并保持完好而不从衬底上剥离。理想情况下，电介质材料应具有较高的硬度和弹性模量，这将有助于其在经历制造流程时有效抵抗外界影响。

高温纳米压痕测试

高温纳米压痕对于表征热应力作用下的材料性能至关重要，在定量研究热机械加工过程中的失效机理时更是如此。在不同温度下进行力学测试，不仅可以研究材料受热时的性能变化，还可以量化研究材料的塑性转变，这在纳米尺度上并非易事。

连续刚度测量（CSM）

连续刚度测量用于量化测定动态材料特性，例如应变速率效应和频率相关特性。CSM技术在压痕过程中控制压头振荡，以测量样品性能随深度、荷载、时间或频率的变化。该选项默认进行恒应变速率测试，测量硬度和模量随深度或载荷的变化，这是学术界和工业界最常用的测试方法。CSM 还可用于其它高级测试选项，包括 ProbeDMA™ 选项以测量存储模量和损耗模量，以及AccuFilm™选项以获得不受衬底影响的薄膜性能。CSM 功能集成在 InQuest 控制器和 InView 软件中，使用极为简便，且确保数据质量。

InForce 50作动器

InForce 50作动器可以施加最高50mN的力以进行纳米力学测试。KLA专利的电磁力加载技术，确保测量的可靠性以及加载力与位移的长期稳定性。行业领先的机械设计，确保作动器简谐运动仅有单一方向自由度，从而使加载力和位移仅发生在该方向。InForce 50作动器与CSM、NanoBlitz、ProbeDMA、生物材料、样品加热、划痕、磨损和 ISO 14577等测试选项兼容。InForce和Gemini全系列作动器均使用统一规格的压头。

Gemini双轴作动器

Gemini双轴技术，保证增加的横向轴与常规压痕具有相同的性能，且CSM能够在两个方向同时工作。基于这项专利技术获得更多测试结果，有助于形成对材料特性和失效机制新的认知。横向力和摩擦学测量可以通过双轴作动器实现，其可以用于测量泊松比、摩擦系数、划痕、磨损、剪切特性和形貌特征。

300°C 样品加热

300°C 样品加热选项使用准密闭腔室装载样品，均匀加热的同时进行力学测试，InForce 1000或InForce 50作动器均可使用。该选项包括高精度温度控制系统、惰性气体保护系统以减少氧化、冷却系统以移除余热。ProbeDMA、AccuFilm、NanoBlitz和CSM功能均与样品加热选项兼容。

NanoBlitz 3D

NanoBlitz 3D可以采用InForce 50/InForce1000作动器和玻式压头，获得杨氏模量较高（>3GPa）的材料的纳米力学特性3D图。NanoBlitz 3D每个压痕时间小于1s，单次测试可包含多达100,000个压痕点（300×300阵列），获得每个压痕点在特定载荷下的杨氏模量（E）、硬度（H）和接触刚度（S）。大量的测试数据能够提高统计的准确性。统计直方图可以呈现样品中的多个物相或材料组分。NanoBlitz 3D方法包还包含可视化软件和数据处理功能。

NanoBlitz 4D    

NanoBlitz 4D可以采用InForce 50/InForce1000作动器和玻式压头，获得较低杨氏模量/硬度以及较高杨氏模量 (>3GPa)的材料的纳米力学特性4D图。NanoBlitz 4D每个压痕仅需5-10秒，单次测试可包含多达10,000个压痕点（100×100阵列），获得每个压痕点的杨氏模量（E）、硬度（H）和接触刚度（S）等随深度的变化。NanoBlitz 4D 采用恒应变率方法。其软件包还包含可视化软件和数据处理功能。

AccuFilm™薄膜方法包

AccuFilm™薄膜方法包提供基于Hay-Crawford模型的InView测试方法，其采用连续刚度测量（CSM）获得不受衬底影响的薄膜材料性能。AccuFilm™能够修正薄膜力学性能测量中衬底的影响，其应用既包括“硬膜软基底”，也包括“软膜硬基底”的情况。

ProbeDMA™聚合物方法包

聚合物方法包可以测量聚合物的复模量随频率的变化。该方法包中包括平压头、粘弹性标样和评估材料粘弹性的测试方法。该技术可以有效表征纳米尺度聚合物和聚合物薄膜，填补传统的动态力学分析(DMA)测试仪在此领域的空白。

Biomaterials生物材料方法包

生物材料方法包基于连续刚度测量（CSM）技术，可以测量剪切模量低至1kPa的生物材料的复模量。该方法包中包括一个平压头和评估材料粘弹性的测试方法。该技术可以有效表征小尺寸生物材料，填补传统的流变仪在此领域的空白。

划痕和磨损测试方法包

划痕测试中，在压头上施加恒定或线性变大的载荷，并使其以设定速度在样品表面划过。划痕测试可以表征多样的材料体系，例如薄膜、脆性陶瓷和聚合物等。

DataBurst

对于配有InView软件和InQuest控制器的系统，DataBurst选项容许以大于1kHz的速率记录位移数据，用于测量阶跃载荷响应、位移突进（pop-in）和其它瞬时事件。配备了“用户方法开发”选项的iMicro系统，也可以修改方法以启用DataBurst。

InView的“用户方法开发”选项

InView提供一个功能极为强大且直观的实验脚本编辑平台，可用于设计新颖或复杂的实验。KLA独家提供该选项，使用配备该选项的iMicro，经验丰富的用户几乎可以设计和运行任何小尺度力学测试。

主动减震系统以及一体式机柜

可选高性能主动减震系统，凭借其内置防震装置，为 iMicro 纳米压痕仪提供额外减震。该系统易于安装，可在所有六个自由度上减少震动，且无需调试。一体式模组托架将所有模组集成在一处，方便使用。

True Test I-V测试

iMicro 纳米压痕仪的True Test I-V选项通过InView软件控制，包含精密的电流/电压源表、经过压头的导电通路以及导电压头。该设计确保用户能够对样品施加特定电压、测量通过压头的电流，并同时操作InForce 50/InForce 1000作动器进行力学测试。

线性光学编码器（LOE）

iMicro的线性光学编码器选项集成在X和Y移动台中，可以提高测试过程的定位精度和速度。

压头和校准样品

InForce 50、InForce 1000和Gemini作动器使用统一规格的压头。有多种尖锐的压头可供选择，例如玻式（Berkovich）、立方角（cube corner）和维氏（Vickers）压头，还可提供平压头、球形压头和其它几何形状的压头。整个产品系列均提供标准样品和校准标准。