Способ контроля толщины электропроводных покрытий в процессе их напыления и устройство для его осуществления Советский патент 1991 года по МПК G01B7/06 

о

оо

W

VI о

М

Изобретение относится к контрольно- измерите/1ьной технике, в частности, к области электрических методов контроля толщины покрытий.

Цель изобретения - расширение диапазона контролируемых толщин и повышение точности измерения толщины электропроводного покрытия в процессе напыления за счет дискретизации процесса контроля.

На чертеже приведена блок-схема устройства, реализующего способ.

Устройство содержит датчик 1, измеритель 2 сопротивления, пороговый Елок 3, блок 4 формирования высоковольтного импульса и счетчик 5. С помощью этого устройства способ был реализован на установке магнетронного распыления ВЭУ-120. Распыляясь медная мишень, установленная на плоском магнетроне. Напыление проводилось на изделие и датчик, находящиеся на расстоянии 200 мм от мишени.

Устройство работает следующим образом.

Датчик 1 располагается рядом с напыляемым изделием и, следовательно, находится в идентичных условиях по скорости напыления.

До начала напыления сопротивление датчика бесконечно. После начала процесса на непроводящую подложку датчика начинает осаждаться медь, образуя все возра- стающую по толщине пленку. Сопротивление этой пленки по мере ее роста уменьшается. Это уменьшение сопротивления отслеживается измерителем 2 сопротивления. При уменьшении сопротивления до определенного уровня срабатывает пороговый блок 3, который выдает импульс на счетчик 5 и запускает блок 4 формирования высоковольтного импульса. Высоковольтный импульс из блока 4 подается на датчик 1 и испаряет напыленную на нем пленку. Таким образом, счетчик 5 считает количество испаренных на датчике пленок. Так как при этом процесс напыления не прекращается, то толщина напыленного слоя на изделии равна сумме толщин испаренных пленок на датчике.

Испарение пленки на датчике происходит при определенном постоянном значении сопротивления пленки, поэтому суммарная толщина покрытия на изделии пропорциональна общему количеству импульсов. При реализации способа пороговый блок 3 настраивается на срабатывание при достижении на датчике сопротивления, соответствующего толщине 0,1 мкм. Режимы процесса напыления: напряжение разряда 300 В, ток разряда 5 А,

давление аргона в камере 0,5 Па.

Сравнение результатов измерения с помощью устройства показало, что погрешность измерения с помощью предлагаемого способа и устройства не превышает 10% в

диапазоне толщин от 5 до 200 мкм.

Использование предлагаемого способа и устройства позволяет расширить диапа- пон измеряемых толщин напыляемых материалов до 200 мкм и более и повысить

точность их измерения.

Формула изобретения

1.Способ контроля толщины электропроводных покрытий в процессе напыления, заключающийся в том, что изделие и

датчик располагают в одинаковых условиях, напыляют покрытие также и на датчик и измеряют электрическое сопротивление напыленного покрытия на датчике, отличающийся тем, что, с целью повышения

точности измерения и расширения диапазона контролируемых толщин, напыленное на датчике покрытие при достижении им определенной толщины испаряют воздействием высоковольтного импульса, а общую толщину покрытия на изделии определяют как сумму испаренных слоев с датчика.

2.Устройство для контроля толщины электропроводных покрытий в процессе их напыления, содержащее датчик, соединенный с ним измеритель сопротивления и пороговый блок отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено бликом формирования высоковольтного импульса и счетчиком, вход

блока формирования высоковольтного импульса соединен с первым выходом порогового элемента, выход - с входом датчика, вход порогового элемента соединен с выходом измерителя сопротивления, а второй

выход - с входом счетчика.

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике, в частности к измерению и контролю толщины покрытий электрическими методами. Цель изобретения - повышение точности измерения толщины электропроводного покрытия в процессе напыления и расширение диапазона контролируемых толщин. Устройство, реализующее способ, производит измерение сопротивления покрытия на датчике, расположенном рядом с напыляемыми изделиями. Напыляемый на датчик 1 слой периодически испаряют воздействием высоковольтного импульса, не прерывая про- . цесса напыления. Испарение производят по сигналу порогового блока при достижении толщины напыленной на датчике пленки заданного значения. Общую толщину напыленного материала на изделия определяют как сумму толщин испаренных слоев на датчике. 2 с. п. ф-лы, 1 ил.