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臺階儀株式會社小坂研究所（KOSAKA）

日期：2025-09-07 11:10

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摘要：株式會社小坂研究所（KOSAKA）臺階儀屬于接觸式表面形貌測量儀器：根據使用傳感器的不同，接觸式臺階測量可以分為電感式、壓電式和光電式3種。測量原理是：當觸針沿被測表面輕輕滑過時，由于表面有微小的峰谷使觸針在滑行的同時，還沿峰谷作上下運動。觸針的運動情況就反映了表面輪廓的情況。傳感器輸出的電信號經測量電橋后，輸出與觸針偏離平衡位置的位移成正比的調幅信號。經放大與相敏整流后，可將位移信號從調幅信號中解調出來，得到放大了的與觸針位移成正比的緩慢變化信號；再經噪音濾波器、波度濾波器進一步濾去調制頻率與外界干擾信號以及波度等因素對粗糙度測量的影響。

臺階儀屬于接觸式表面形貌測量儀器：根據使用傳感器的不同，接觸式臺階測量可以分為電感式、壓電式和光電式3種。測量原理是：當觸針沿被測表面輕輕滑過時，由于表面有微小的峰谷使觸針在滑行的同時，還沿峰谷作上下運動。觸針的運動情況就反映了表面輪廓的情況。傳感器輸出的電信號經測量電橋后，輸出與觸針偏離平衡位置的位移成正比的調幅信號。經放大與相敏整流后，可將位移信號從調幅信號中解調出來，得到放大了的與觸針位移成正比的緩慢變化信號；再經噪音濾波器、波度濾波器進一步濾去調制頻率與外界干擾信號以及波度等因素對粗糙度測量的影響。

臺階儀株式會社小坂研究所（KOSAKA）樣品要求
1、樣品表面不要有液體成分，樣品底部及表面相對平整，無明顯的變形彎曲；
2、樣品高度不要超過50mm；
3、默認在室溫下測試；
4、測試目的主要有臺階高度、表面粗糙度；

接觸式表面形貌測量儀器
臺階儀屬于接觸式表面形貌測量儀器 [1] 。根據使用傳感器的不同，接觸式臺階測量可以分為電感式、壓電式和光電式3種。其測量原理是：當觸針沿被測表面輕輕滑過時，由于表面有微小的峰谷使觸針在滑行的同時，還沿峰谷作上下運動。觸針的運動情況就反映了表面輪廓的情況。傳感器輸出的電信號經測量電橋后，輸出與觸針偏離平衡位置的位移成正比的調幅信號。經放大與相敏整流后，可將位移信號從調幅信號中解調出來，得到放大了的與觸針位移成正比的緩慢變化信號。再經噪音濾波器、波度濾波器進一步濾去調制頻率與外界干擾信號以及波度等因素對粗糙度測量的影響。

株式會社小坂研究所（KOSAKA）是于 1950 年創立的公司，也是日本一家發表光學

杠桿表面粗糙度計，是一家具有悠久歷史與技術背景的業廠商,主要有測定/自動/流體三大

部門。其中測定部門為具代表性單位且在日本精密測定業占有一席無法被取代的地位。

設備特點：

KOSAKA ET200A 基于 Windows 操作系統為多種不同表面提供**的形貌分析，包括

半導體硅片、太陽能基板、薄膜磁頭及磁盤、MEMS、光電子、精加工表面、生物醫學器件、

薄膜/化學涂層、平板顯示、觸摸屏等。使用金剛石（鉆石）探針接觸測量的方式來實現高

精度表面形貌分析應用。ET200A 能**可靠地測量出表面臺階形貌、粗糙度、波紋度、磨

損度、薄膜應力等多種表面形貌技術參數。

ET200A 配備了各種型號探針，提供了通過過程控制接觸力和垂直范圍的探頭，彩色

CCD 原位采集設計，可直接觀察到探針工作時的狀態，更方便準確的定位測試區域。
臺階儀測量精度較高、量程大、測量結果穩定可靠、重復性好，此外它還可以作為其它形貌測量技術的比對。但是也有其難以克服的缺點：
1由于測頭與測件相接觸造成的測頭變形和磨損，使儀器在使用一段時間后測量精度下降；
2測頭為了保證耐磨性和剛性而不能做得非常細小尖銳，如果測頭頭部曲率半徑大于被測表面上微觀凹坑的半徑必然造成該處測量數據的偏差；
3為使測頭不至于很快磨損，測頭的硬度一般都很高，因此不適于精密零件及軟質表面的測量。
臺階儀是一種接觸式表面形貌測量儀器，可以對微米和納米結構進行膜厚和薄膜高度、表面形貌、表面波紋和表面粗糙度等的測量。臺階儀對測量工件的表面反光特性、材料種類、材料硬度都沒有特別要求，樣品適應面廣，數據復現性高、測量穩定、便捷、高效，是微觀表面測量中使用非常廣泛的微納樣品測量手段。

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規格

一、樣品臺：

1. 樣品臺尺寸：φ160mm

2. 大工件尺寸：φ200mm

3. 大工件厚度：52mm

4. 大工件重量：2kg

5. 傾斜調整范圍：±2°(±5mm/160mm)

6. 樣品臺材質：黑色硬質鋁

7. 手動旋轉：360°(手動粗調)、±5°(微調，小約0.5°)

二、傳感器（pick up）：

1. 原理：直動式傳感器（業界**）

2. Z方向測定范圍：Max. 600μm

3. Z方向小分辨率：0.025nm (2,000,000放大倍率時)

4. 測定力： 10uN ~500uN

5. 觸針半徑：2 μm 60° 鉆石針頭（另有多種可選）

6. 驅動方式：直動式

7. 再現性：1σ= 0.2nm (1um以下臺階時)

三、X 軸 (基準軸/測量軸)：

1. 移動量(大測長)：100mm (±50mm)

2. 真直度：0.2μm/100mm(全量程)，5nm/5mm (部)

3. 移動,測定速度：0.005~20mm/s

4. 線性尺(linar scale)：X方向分辨率 0.1μm

5. 位置重復誤差：±5um

四、Z軸：1. 移動量：54mm

2. 移動速度：max.2.0mm/S

3. 檢出器自動停止機能

六、Y軸：（手動定位用）

1. 移動量：25mm（±12.5mm）

七、工件觀察：

1. 彩色1/3”CCD，x4物鏡倍率

2. 綜合倍率：約320倍 (使用19” monitor時)

3. 視野：1.2*0.9mm

4. 觀察方向：右側斜視

5. 照明：白色LED（可使用軟件調整明暗度）

八、軟件功能簡介：

1. 型號：i-STAR31

2. 可設定測量條件菜單、重復測量設定、解析菜單

3. 可設定下針座標，實現定位后自動測量及解析功能

4. 可設定低通濾波，過濾噪音及雜訊

5. 具有返回測量啟始點功能

6. 顯示倍率：垂直方向50~2,000,000倍、縱方向1~10,000倍

7. 解析功能：主要圖型、段差解析、粗糙度解析、內應力分析、內建多種段差解析菜單可

選

九、床臺：一體花崗巖

十、防振臺(選購)：落地型或桌上型

十一、電源：AC220V±10%，50/60HZ，300VA

十二、本體外觀尺寸及重量：

W500×D440×H610mm, 120kg，一體花崗巖低重心結構

(不含防震臺)

臺階儀株式會社小坂研究所（KOSAKA）

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