Способ измерения толщины покрытия Советский патент 1992 года по МПК G01B15/02 

сения однослойного покрытия на основание с переменным химическим составом, на изделие направляют тот же пучок бета-излуче- ния, регистрируют интенсивность L обратного рассеяния, определяют разность Д|и между и и Is, по известной градуировоч- ной характеристике находят эквивалентную толщину йи условного однослойного покрытия и определяют толщину de внешнего слоя многослойного покрытия либо толщину од- послойного покрытия при переменном химическом составе материала основания по формуле:

de - dn

если IE 1И Is или Ij и Is, либо по формуле:

de dЈ-dM

если i Is 1и

Примеры измерения толщины покрытий при использовании толщиномера Бета- микрометр-2 с источником БИП-М на основе радионуклида прометий-147.

Пример 1. Измерялась толщина слоя золота с подслоем сплава Pd : NI при соотношении компонентов 3:1 по латуни ЛС59- 1. В качестве мер толщины использовались государственные стандартные образцы поверхностной плотности и толщины золотого покрытия по латуни ЛС59-1, аттестованные с погрешностью не более 3% при довери- тельной вероятности 0,95. Градуировочная характеристика в форме:

lnd ln 8 +Lin ) 1 i

где d - толщина слоя золотого покрытия в микрометрах;

I - нормированная интенсивность обратного рассеяния;

В и С - константы, определялась методами математической статистики по 9 образцовым мерам, из которых 8 отвечают диапазону 0,1-2,5 мкм, а 1 - толщине насыщения dsat для золота (7 мкм). Для данных источника бета-излучения и сочетания материалов основания и покрытия В 0,2733, С - 0,6074.

Пример 2. Измерялась толщина слоя золота на технологическом подслое никеля по латуни ЛС59-2. В данном случае 1 Is 1и, поэтому для нахождения толщины внешнего слоя использовалась формула:

de dy - dn.

5 10

15

0

5

0 5

0

5

0

5

Пример 3. Измерялась толщина однослойного покрытия сплавом Pd:Ni такого же состава, что и в первом примере, на никелевом основании. В качестве мер толщины использовались стандартные образцы поверхностной плотности и толщины покрытия сплавом Pd:Ni по латуни ЛС59-1, аттестованные с погрешностью не более 10% при доверительной вероятности 0,95. В данном примере материалы оснований для контролируемого объекта и образцовых мер не одинаковы, поэтому для более точного определения толщины золотого покрытия отличие между интенсивностями обратного рассеяния от никеля и латуни ЛС59-1 моделировалось наличием на латуни условного подслоя Pd:Ni с отрицательным значением толщины d«i. Градуировочная характеристика с константами В и С, равными соответственно 0,371 и 0,749, была получена при использовании б мер в диапазоне 0,8-6 мкм и мера с номиналом 14 мкм, отвечающим dcat.

Результаты применения предложенного способа приведены в таблице, где для сравнения приведены результаты, полученные гравиметрическим методом (крайняя правая колонка).

Как видно из таблицы, заявляемый способ позволяет повысить точность измерения как толщины внешнего слоя многослойного покрытия (поз.1 и 2), так и толщины однослойного покрытия в случае переменного химического состава материала основания (поз.З).

Формула изобретения Способ измерения толщины покрытия, заключающийся в том, что выбирают образец из материала основания с толщиной большей толщины насыщения, последовательно направляют на него и на объект контроля пучок бета-излучения, регистрируют соответствующие интенсивности Is и Ij излучения, определяют их разность Aljr и по градуировочной характеристике для данного бета-излучения и материалов покрытия и основания определяют толщину покрытия, отличающийся тем. что, с целью повышения точности измерения внешнего слоя многослойного покрытия, дополнительно до нанесения верхнего слоя многослойного покрытия на изделие направляют пучок бета-излучения, регистрируют интенсивность 1И обратнорассеянного излучения, определяют разность Д)и между полученной интенсивностью обратнорассеянного излучения и зарегистрированной интенсивностью обратнорассеянного излучения от

образца из материала основания с толщиной, большей толщины насыщения, по известной градуировочной характеристике получают эквивалентную толщину дм условного однослойного покрытия, по которому определяют толщину de внешнего покрытия по формуле

Ое dj.- dn, если Ij 1И Is или IE (и Is,

или по формуле de если lЈ Is 1и.

dr- + dM,

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может быть использовано для неразрушающего контроля элементов и узлов электронной аппаратуры. Целью изобретения является повышение точности измерения внешнего слоя многослойного покрытия. На основание и контроСпособ относится к области измерительной техники и может быть использован для неразрушающего контроля покрытий путем регистрации интенсивности обратно- рассеянного бета-излучения Изобретение позволяет повысить точность измерения толщины внешнего слоя многослойного покрытия либо толщины однослойного покрытия в случае переменного химического состава материала основания. Сущность изобретения заключается в том, что выбирают образец из материала лируемое изделие с многослойным покрытием направляют пучок бета-частиц от одного источника, регистрируют соответствующие интенсивности обратнорассеянного излучения Is и I Ј . определяют разность Al-между |ЈИ Is. величину A Ijr приводят в соответствие с толщиной dj однослойного покрытия, которое обеспечивает такое же изменение интен- сивности. причем дополнительно, до осаждения внешнего слоя многослойного покрытия, на изделие направляют пучок бета- частиц от того же источника, регистрируют интенсивность обратнорассеянного излучения 1И, определяют разность Д1И между 1и и Is. величину Д1И приводят в соответствие с толщиной dn однослойного покрытия, которое обеспечивает такое же изменение интенсивности и определяют толщину внешнего слоя dc по формуле dc djr - dM. если Ij 1и Is или lЈ 1И Is или по формуле de dj + dn. если lЈ Is 1и. 1 п. ф-лы. основания образцовой меры с толщиной, большей толщины насыщения, последовательно направляют на него и объект контроля пучок бета-излучения, регистрируют соответствующие интенсивности Is и % обратного рассеяния, определяют их разность Д|Ј и по градуировочной характеристике для данного бета-излучения и материалов покрытия и основания образцовой меры определяют толщину покрытия dz , при этом дополнительно, до нанесения внешнего слоя многослойного покрытия или до нанеV4 00 00 Ю ю XI