ДАТЧИК КОНТРОЛЯ ТОЛЩИНЫ ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 2017 года по МПК G01B7/34 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при создании датчиков контроля толщины тонкопленочных диэлектрических материалов.

Известен датчик толщины осадка, содержащий электроды, погружаемые в сосуд с жидкостью, включенные в схему измерения емкости между этими электродами, при этом электроды выполнены в виде плоских гребенок, нанесенных на плоское диэлектрическое основание, устанавливаемое на дне сосуда (АС СССР №309229, заявка №1409792/25-28 от 27.11.1970, МПК GOlb 7/34 - прототип).

Датчик функционирует следующим образом. Осадок, в виде тонкого слоя покрывающий основание датчика, приводит к изменению емкости между электродами, нанесенными на это основание. Баланс схемы измерения емкости нарушается, и на выходе ее появляется электрический сигнал, соответствующий контролируемой толщине осадка.

Основным недостатком датчика является недостаточно высокая точность измерения, связанная с наличием краевого эффекта при изменении емкости датчика.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков и создание датчика контроля толщины тонкопленочных диэлектрических материалов, позволяющего исключить краевой эффект и, тем самым, повысить точность измерений.

Решение указанной задачи достигается тем, что в предложенном датчике контроля толщины тонкопленочных диэлектрических материалов, содержащем электроды, выполненные в виде двух плоских гребенок, имеющих зубья и основание в виде плоских прямоугольников, соединенных между собой и нанесенных на плоское диэлектрическое основание датчика, при этом зубья одной гребенки входят в зазоры между зубьями второй гребенки с образованием равномерно чередующихся зубьев и зазоров между ними, причем ширина зазора между зубьями равна ширине зуба, при этом упомянутые электроды включены в схему измерения емкости между этими электродами, согласно изобретению, с двух диаметрально расположенных углов датчика установлены дополнительные электроды таким образом, что на каждом упомянутом углу располагаются, по меньшей мере, два плоских Г-образных электрода, при этом внутренний Г-образный электрод образован зубом и основанием соответствующей плоской гребенки.

В варианте исполнения зазоры между дополнительными электродами равны зазорам между зубьями гребенки.

В варианте исполнения зазоры между дополнительными электродами и дополнительными электродами и зубьями гребенки равны зазорам между зубьями гребенки.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид предложенного датчика, на фиг. 2 - поперечное сечение датчика с тонким диэлектрическим материалом, на фиг. 3 - распределение линий поля при наличии краевого эффекта без дополнительных электродов, на фиг. 4 - распределение линий поля без эффекта с дополнительными электродами.

Датчик контроля толщины тонкопленочных диэлектрических материалов (далее - датчик) содержит электроды, выполненные в виде двух плоских гребенок 1 и 2, имеющих зубья 3 и 4 соответственно и основание в виде плоских прямоугольников 5 и 6, соединенных между собой и нанесенных на плоское диэлектрическое основание 7 датчика. Зубья 3 одной гребенки входят в зазоры между зубьями 4 второй гребенки с образованием равномерно чередующихся зубьев и зазоров 8 между ними. Ширина зазора 8 между зубьями равна ширине зуба 3 или 4. С двух диаметрально расположенных углов датчика установлены дополнительные электроды 9 и 10 таким образом, что на каждом упомянутом углу располагается, по меньшей мере, два плоских Г-образных электрода, при этом внутренний Г-образный электрод образован зубом и основанием соответствующей плоской гребенки.

На датчик укладывается тонкопленочный диэлектрический материал 11.

Датчик включается в схему измерения емкости между электродами (не обозначена и не показана).

Предложенный датчик используется следующим образом.

Предварительно датчик включается в схему измерения емкости между электродами и на датчик укладывается тонкопленочный диэлектрический материал 11.

Тонкопленочный диэлектрический материал 11, в виде тонкого слоя покрывающий плоское диэлектрическое основание 7 датчика, приводит к изменению емкости между электродами, выполненными в виде двух плоских гребенок 1 и 2, имеющих зубья 3 и 4 соответственно и основание в виде плоских прямоугольников 5 и 6, соединенных между собой и нанесенных на плоское диэлектрическое основание 7 датчика, при этом наличие дополнительных электродов 9 и 10 позволяет устранить краевой эффект.

Баланс схемы измерения емкости после установки тонкопленочного диэлектрического материала нарушается, и на выходе ее появляется электрический сигнал, соответствующий контролируемой толщине тонкопленочного диэлектрического материала 11.

Использование предложенного технического решения позволит создать датчик контроля толщины тонкопленочного диэлектрического материала, позволяющий исключить краевой эффект и, тем самым, повысить точность измерений.

Использование: для создания датчиков контроля толщины тонкопленочных диэлектрических материалов. Сущность изобретения заключается в том, что датчик контроля толщины тонкопленочных диэлектрических материалов содержит электроды, выполненные в виде двух плоских гребенок, имеющих зубья и основание в виде плоских прямоугольников, соединенных между собой и нанесенных на плоское диэлектрическое основание датчика, зубья одной гребенки входят в зазоры между зубьями второй гребенки с образованием равномерно чередующихся зубьев и зазоров между ними, ширина зазора между зубьями равна ширине зуба, при этом упомянутые электроды включены в схему измерения емкости между этими электродами, где с двух диаметрально расположенных углов датчика установлены дополнительные электроды таким образом, что на каждом упомянутом углу располагаются, по меньшей мере, два плоских Г-образных электрода, при этом внутренний Г-образный электрод образован зубом и основанием соответствующей плоской гребенки. Технический результат: обеспечение возможности повышения точности измерения. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Датчик контроля толщины тонкопленочных диэлектрических материалов, содержащий электроды, выполненные в виде двух плоских гребенок, имеющих зубья и основание в виде плоских прямоугольников, соединенных между собой и нанесенных на плоское диэлектрическое основание датчика, при этом зубья одной гребенки входят в зазоры между зубьями второй гребенки с образованием равномерно чередующихся зубьев и зазоров между ними, причем ширина зазора между зубьями равна ширине зуба, при этом упомянутые электроды включены в схему измерения емкости между этими электродами, отличающийся тем, что с двух диаметрально расположенных углов датчика установлены дополнительные электроды таким образом, что на каждом упомянутом углу располагаются, по меньшей мере, два плоских Г-образных электрода, при этом внутренний Г-образный электрод образован зубом и основанием соответствующей плоской гребенки.

2. Датчик контроля по п. 1, отличающийся тем, что зазоры между дополнительными электродами равны зазорам между зубьями гребенки.

3. Датчик контроля по п. 1, отличающийся тем, что зазоры между дополнительными электродами и дополнительными электродами и зубьями гребенки равны зазорам между зубьями гребенки.