涂布印刷电路板(pcb)的反射率

黑色涂层可以应用于表面以最小化来自表面的光的反射。例如，在光谱仪中的光学台面的情况下，机械壳体通常被涂成黑色以减少杂散光。

但哪种黑色涂层选择？测量不同涂层表面的反射性能可以有助于评估。为了测试这种方法，我们使用了海洋洞察模块化光谱仪系统来测量用各种黑涂亚博最新网站多少层涂漆的PCB的反射性能。

背景

理论上，黑色表面应该吸收所有波长的光。在现实中，有许多不同的黑色表面涂层的吸光度和反射特性，随着波长的变化而变化。

这些涂层特性在光学仪器的设计中尤其相关，其中有效地管理仪器中的光线至关重要。例如，在光谱仪中，任何未被光学台面涂层吸收的光成为杂散光线可以到达探测器并影响仪器性能。由于检测器不能区分通过在光学台上产生的样品和杂散光传输的光之间，因此杂散光的存在限制了可实现的最大吸光度水平。随着杂散光水平的增加，吸光度谱达到达到最大吸光度值并且不检测到进一步吸收。

为了改善仪器性能，可以通过使用吸收性的黑色涂层最小化杂散光。附加的光学台面设计元件 - 包括低杂散光光学和挡板，以最大限度地减少内部反射 - 也用于减少杂散光。

反射测量

由于大多数黑色涂层并不是真正的黑色，反射测量有助于表征涂层表面的光学特性。这些测量的目标是识别出在感兴趣的波长范围内减少反射的涂层。

可以使用反射测量反射探针，它从光照样本的相同角度收集光线，允许它用于镜面反射或漫反射测量。标准的Ocean Insi亚博最新网站多少ght反射探头由6根照明光纤围绕一根读取光纤组成，具有25°全角度视场。虽然很容易将6根光纤的支腿连接到光谱仪上，但将单根光纤连接到光谱仪上更有效。每根照明光纤从光源投射出一个光锥，所有的光锥都在中心的样本处重叠，这是读取光纤收集光的地方(图1）。

图1所示。亚博最新网站多少Ocean Insight Reflection Probes可用于各种纤维直径尺寸和光纤类型（高哦，低哦，耐水化）。

要测量镜面反射率，请将探头朝向样品90°反射探头夹．漫反射，使用45°端口。反射探头需要从探头支架内的样品表面略微向后拉，因为来自照明纤维的光线需要一定的空间进行重叠并产生反射光。样品区域的直径大约是探针尖端和样品之间距离的一半(即，在4毫米的距离工作将给你一个~2毫米的光斑大小)。使用反射探头支架将确保从一个样品到下一个样品的一致距离(以及在进行参考测量时)。支架的哑光黑色表面处理也有助于减少周围的光线。

当用反射探针进行暗测量时，最好阻挡灯泡处的光。关闭灯并再次打开灯的热平衡，需要新的参考测量。如果不可能阻挡光，则可以将探头指向暗空间中以取暗测量的情况下也是可以接受的，所以提供了极小的机会将光散回到探针中。抵抗诱惑点在黑色的东西上指向探针（如一张纸或盖子），因为似乎吸收所有波长的物体实际上可以优先反射一些颜色。目标是捕获离开探头的所有光。

为测量选择正确的反射探针的最重要因素是波长范围和所需的光量。应对参考标准进行优化系统灵敏度，因为样品几乎总是不太反光。根据所需的灵敏度选择光纤大小，而不是所需的光斑尺寸。光斑尺寸由探针与样品的工作距离主导，并且易于变化。记住，所有纤维具有相同的25°全角视场，因此600μm光纤的光斑尺寸仅为400μm（0.4 mm），在相同的工作距离处的200μm纤维大于200μm纤维。

当需要连续监测灯时，可提供带参考腿的探针。另外，标准或定制扩展波长（“混合”）探针提供多个灯输入腿和/或测量腿，以允许将不同的波长混合并输出到不同的光谱仪，以便在每个波长范围内进行优化。对于那些测量粉末或致密溶液，有30°窗口的倾斜探头允许用户将探针直接浸入样亚博提现能秒速到账品中并仍然实现一致的工作距离。

测量条件

对涂有三种黑色涂料(平板黑色、光滑黑色和黑色黑板漆)的pcb的反射光谱进行了测量燃烧型荧光谱仪(350 - 1000海里),HL-2000.卤钨光源，400 μ m反射探针．

由于这些样本的反射率相对较低，率是Labsphere灰度标准使用(~20%漫反射)作为我们的参考。集成时间从20-120毫秒不等，平均为5和20次扫描。一个环形支架支撑着用于测量的反射探头支架，一个黑色遮光罩屏蔽了环境光的直接照射。测量时，使用反射探头支架将探头设置在相对于涂层表面的45°(漫反射)和90°(镜面反射)。

结果

虽然具有反射探针的测量可能看起来很简单，但数据可以转变一些意想不到的惊喜。要展示，我们看了三种类型的黑色涂料：平黑色，光泽的黑色和黑色黑板涂料。如图所示图2，镜面反射率数据显示黑板漆的反射率最低，有光泽的黑色漆的反射率更高~10倍。刻度可能看起来有点奇怪(光滑的黑色油漆的反射率为250%)，直到我们记住定义为“100%”的参考实际上是20%漫反射标准。

图2。镜面反射率测量显示PCB具有光泽的黑色涂料，与黑板涂料的PCB表面相比，具有光泽黑色涂料最反光 - 近10倍表示光滑。

在检查中所示的漫反射数据时图3，我们观察到平坦和光泽的黑色涂料的可见范围中的类似光谱响应。这表明它们看起来非常相似于眼睛，即使其中一个样品明显更具反射性。

图3。通过漫反射测量，不同表面涂层的pcb在光谱响应上的差异在更高的波长上变得更加明显。

涂层在NIR中开始不同，这表明无论涂料都给出它的光泽，都可以是NIR反射化合物。令人惊讶的是，黑板涂料似乎具有比其他黑色涂料更高的漫反射率。一个警告：反射探针仅在照射并在45°观察时显示漫反射率。

结论

在该示例反射应用中，使用简单的模块化光谱仪设置来测量印刷电路板上的黑色涂层的漫反射和镜面反射性能。由这些相对简单的测量结果产生的光谱数据可用于选择最佳光学台面涂层以减少杂散光并提高仪器性能。

虽然我们利用了一种通用光谱仪和基于探针的反射测量方法，但是可以使用额外的模块化选项。例如，我们本可以将我们的反射探头交换进行海洋洞察力亚博最新网站多少整合领域从样品表面测量以180度散射的光，并且可能使得能够更准确地测量。

在光谱仪方面，我们的选择范围从低杂散光光谱仪，比如海洋HDX.工业级仪器包括D8系列颜色检查系统和FD-1665.多光谱相机系统。

这些光谱仪和附件是您的反射率测量需求的更大范围的一部分，具有几十个不同的反射率和颜色测量配置。