Способ определения внутренних напряжений в покрытиях

Способ определения внутренних напряжений в покрытиях

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для определения внутренних напряжений в тонкопленочных покрытиях. Цель изобретения -- повышение производительности измерений величины начальных напряжений в покрытиях . Способ заключается в том, что на подложку наносят слои покрытия, толщины которых отличаются на одну и ту же величину , и измеряют силу, действующую на подложку после нанесения каждого слоя, по величине которой рассчитывают внутренние напряжения. Периодически изменяют скорость нанесения покрытия, а о величине силы, действующей на подложку, судят по амплитуде колебаний подложки. С целью достижения максимальной чувствительности скорость нанесения покрытия изменяют прямоугольной модуляцией потока наносимого вещества, период которой выбирают равным периоду собственных колебаний подложки . 1 з.п. ф-лы. (О (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУбЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

3>

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flQ ИЗОбРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4424868/10 (22) 17.05.88 (46) 15.05.91. Бюл. № 18 (71) Ужгородский государственный университетт (72) М. Л. Трунов, А. Г. Анчугин, Н. Д. Савченко и Ю. Ю. Фирцак (53) 531.781 (088.8) (56) Санжаровский А. Т.,Епифанов Г. И.

Внутренние напряжения в покрытиях. Экспериментальные методы изучения внутренних напряжений в полимерных и лакокрасочных покрытиях. Высокомолекулярные соединения, 1960, т. 2, ¹ 1I, с. 1703.

Поперека M. Я. Внутренние напряжения электролитически. осаждаемых металлов.

Новосибирск: За п.-С и 6. кн иж н. изд., 1966, с. 100 — 107.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для определения внутренних напряжений в покрытиях.

Цель изобретения — повышение производительности и чувствительности измерений.

Способ реализуют следующим образом.

Наносят исследуемое покрытие на подложку, например, методом термического испарения навески наиыляемого вещества в вакууме. Подложка выполнена в виде тонкой круглой пластинки или бруска, опирающихся концами иа ножевые опоры.

Центральную часть подложки используют в качестве измерительного зеркала интерферо„„80„, 1649310 (51)5 G 01 1 1/00 (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВНУТРЕННИХ НАПРЯЖЕНИЙ В ПОКРЫТИЯХ (57) Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для определения внутренних напряжений в тонкопленочных покрытиях. Цель изобретения повышение производительности измерений величины начальных напряжений в покрытиях. Способ заключается в том, что на подложку наносят слои покрытия, толщины которых отличаются на одну и ту же величину, и измеряют силу, действующую на подложку после нанесения каждого слоя, по величине которой рассчитывают внутренние напряжения. Периодически изменяют скорость нанесения покрытия, а о величине силы, действующей на подложку, судят по амплитуде колебаний подложки. C целью достижения максимальной чувствительности скорость нанесения покрытия изменяют прямоугольной модуляцией потока наносимого вещества, период которой выбирают равным периоду собственных колебаний подложки. 1 з.п. ф-лы. метра Майкельсона для измерения перемещения. В процессе напыления модулируют поток напыляемого вещества с помощью, например, механического модулятора по периодическому закону — прямоугольному, синусоидальному и т.п., что приводит к периодическому изменению скорости нанесения покрытия. При этом общая толщина покрытия будет расти, а скорость роста будет состоять из двух слагаемых — постоянной и переменной.

Поскольку в наносимом покрытии имеются внутренние напряжения, то на подложку оудут со стороны покрытия действовать две силы: первая — растущая иропорцио1649310

Формула изобретения

Составитель В. Годзиковский

Редактор С. Лисина Техред А. Кравчук Корректор Л. Патай

Заказ 15 14 Тираж 362 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4!5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 нально времени, и вторая — периодическая с периодом, равным периоду изменения скорости нанесения покрытия при модуляции.

Под действием указанной периодической силы возникают изгибные колебания подложки, амплитуду которых измеряют например с помощью лазерного интерферометра

Ма йкел ьсон а.

Амплитуда колебаний подложки прямо пропорциональна амплитудному значению силы, действующей со стороны покрытия на подложку. Для калибровки предварительно прикладывают к подложке известную калибровочную силу, например лазерным облучением, и измеряют соответствующую амплитуду колебаний подложки. Соответствующая величина внутренних напряжений в покрытии рассчитывается делением силы на площадь сечения покрытия. Амплитуда колебаний подложки определяется только величиной напряжений, возникающих при осаждении слоев покрытия на подложку, в то время как общий прогиб подложки, не являющийся измеряемым параметром, определяется температурной и релаксационной составляющими внутренних напряжений в покрытиях. Это повышает точность, поскольку измерения приобретают динамический характер, их скорость и, следовательно, общая производительность повышаются.

Покрытие может наноситься методами лазерного импульсного осаждения, электроосаждением, напылением в вакууме и т.п.

Макс имал ьна я чувствительность способа достигается в случае прямоугольной модуляции потока напыляемого вещества с глубиной модуляции, равной 1, и коэффициентом модуляции (скважностью) 0,5..

Период изменения скорости нанесения покрытия необходимо выбирать вблизи резонаносной частоты подложки с учетом наличия на ней покрытия, что облегчает измерения за счет увеличения амплитуды колебаний.!. Способ определения внутренних напряжений в покрытиях, заключающийся в том, что на подложку наносят слои покрытия, толщины которых отличаются на одну и ту же величину, определяют силу, действующую на подложку со стороны наносимых слоев покрытия, и по ее величине рассчитывают внутренние напряжения в покрытии, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности измерений, слои покры20 тия наносят, периодически изменяя скорость их нанесения, измеряют амплитуду колебаний подложки в процессе нанесения покрытия, воздействуют на подложку калибровочной силой и измеряют повторно амплитуду колебаний, а величину силы определяют по амплитудам колебаний подложки в процессе нанесения покрытия и при воздействии калибровочной силы.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности

З0 измерений, скорость нанесения покрытия изменяют прямоугольной модуляцией потока наносимого вещества с коэффициентом модуляции, равным 0,5, при глубине модуляции потока, равной 1.