Устройство для определения адгезионной прочности сцепления резистивной пленки с диэлектрической подложкой Советский патент 1993 года по МПК G01N19/04 

Изобретение относится к механическим спытаниям материалов, а более конкретно устройством для определения адгезион- ой прочности сцепления тонких пленок меалла с поверхностью диэлектрических подложек.

Целью изобретения является повышение производительности работы устройства..-

На чертеже представлена схема устройства Д

Устройство для определения адгезион- ной прочности сцепления резистивной пленки с диэлектрической подложкой содержит станину и установленные на ней стол 1 для крепления исследуемой подложки 2 с пленкой 3 металла, зонд 4 с инденто- ром 5, причем зонд 4 установлен над поверхностью подложки 2 с пленкой 3 с возможностью контактирования индентора 5 с последней, блок 6 управления линейным перемещением зонда 4. Индентор 5 соединен с первым входом блока 6 управления линейным перемещением электролинией 7.

Второй вход блока 6 управления линейным перемещением соединен с пленкой 3 металла через установленный в ее центре скользящей контакт 8 электролинией 9. Зонд 4 имеет возможность перемещения по направляющей 10 посредством механизма 1Т перемещения индентора. Один из входов механизма 11 перемещения инденторэ связан электрической линией 12 со вторым входом блока б управления линейным перемещением, а электролинией 13 - с первым его входом через источник питания. Элемент 15 фиксирует угол поворота механизма 11,по которому судят о величине угла поворота стола 1. приводимого в движение приводом 16 перемещения стола, соединенного с блоком питания 14 электролиниями 13, 18. Подложка 2 с пленкой 3 прижимается к столу 1 элементом 17 кольцеобразной фор- мы. В цепи 9 установлена обмотка реле 19 с контактами 20, установленными в электролинии 18.

Устройство работает следующим образом.

Приводится во вращение стол 1 с подложкой 2 с нанесенной на ее поверхность пленкой 3 и выводится на режим (сообщается определенная начальная скорость) зонд 4. Последний движется от центра пленки 3 к периферии. В момент времени, когда ин- дентор 5 находится в центральной части пленки 3, включается механизм нагружения индентора 5 (на чертеже не показан), и индентор 5 начинает процарапывать канавку в металлической пленке 3 подложки 2. При этом электрическая цепь, образованная

скользящим контактом 8, электролинией 9, блоком управления линейным перемещением 6, индентором 5 и периферийной зоны металлической пленки 3, замкнута. При

этом на обмотку реле 19 поступает ток, вследствие чего контакты 20 замкнуты и двигатель 16 подключен к блоку питания 14. Этим обеспечивается подача напряжения питания от источника питания 14 на меха0 низм 11 и привод 16, перемещающие зонд 4 в плоскости, параллельной поверхности пленки и стол 1.

По мере передвижения зонда 4 от центра пленки 3 к периферии изменяется поло5 жение индентора 5 относительно контакта 8 таким образом, что ток, протекающий в цепи питания двигателя, уменьшается. Это влечет за собой пропорциональное снижение оборотов механизма 11 и уменьшение

0 скорости перемещения зонда 4. Это происходит за счет того, что возрастает сопротивление в цепи питания вследствие возрастания сопротивления между центральной и периферийной частями пленки 3,

5 за счет увеличения измеряемой длины в связи со спиральным процарапыванием. Чем дальше зонд 4 удаляется от центра пленки 3, тем выше сопротивление спирали и тем меньше его скорость. В результате при вра0 щении подложки 2 с неизменной скоростью на металлической пленке 3 процарапывается спиральная линия (канавка) с уменьшающимся шагом.

Закон изменения шага спиральной ли5 нии идентичен закону изменения скорости зонда 4, а значит и скорости вращения механизма 11, которая в свою очередь определяется законом изменения тока через спиральный элемент пленки 3. Таким обра0 зом, выбирая материал пленки 3 с тем или иным удельным сопротивлением можно программировать закон изменения, шага спиральной линии (канавки).

Начиная с определенного шага, когда

5 расстояние между близлежащими участками канавки изменится до критической величины наступит момент, когда сила действия индентора 5 на пленку 3 превысит силу ее адгезионного сцепления с подложкой 2. В

0 результате произойдет разделение испытуемой пленки 3 на изолированные зоны и индентор 5 остановится вследствие останова механизма 11, так как пропадет электрический контакт между индентором 5 и

5 скользящим контактом 8 у периферийной части металлической пленки 3. При этом остановится и система перемещения стола 1. так как обесточится привод 16 вследствие обесточивания реле 19 и разрыва электролинии 18 контактами 20. О полученном результате можно судить по положению системы перемещения 1, зафиксированному элементом 15. Зная функциональную зависимость элемента 15, и его данные, можно определить расстояние между бороздками в пленке 3, начиная с которого происходит отрыв металлической пленки 3 от диэлектрической подложки 2, т.е. можно определить адгезионную прочность покрытия. Возможно использование и других пара- метров элементов устройства для характеристики адгезии.

Формула изобретения Устройство для определения адгезион- ной прочности сцепления резистивной пленки с диэлектрической подложкой, содержащее станину и установленные на ней стол для крепления исследуемой подложки с пленкой, привод перемещения.стола, ин- дентор, механизм линейного, параллельно-

го плоскости стола перемещения индентора и механизм нэгружения индентора, отличающееся тем. что. с целью повышения производительности, привод перемещения стола выполнен вращательным, а устройство снабжено блоком управления линейным перемещением индентора, подключенным к нему источником питания, и образующими с ним последовательную электрическую цепь с предназначенными для электрического взаимодействия с исследуемой резистивной пленкой двумя контактными элементами, расположенными или первый между осью вращения стола и индентором, а второй - по другую сторону от индентора относительно оси, или первый - на инденто- ре, а второй - по другую сторону от индентора относительно оси, или первый - между осью и индикатором, а второй - на инденто- ре.

Изобретение относится к механическим испытаниям тонких металлических пленок, нанесенных на поверхности диэлектрических подложек. Устройство позволяет повысить производительность процесса измерений. Устройство для определения ад- гезионной прочности сцепления резистив- ной пленки с диэлектрической подложкой содержит станину и установленные на ней стол 1 для креплений исследуемой подложки 2 с пленкой 3 металла, зонд 4 с инденто- ром 5, причем зонд 4 установлен над поверхностью подложки с пленкой с возможностью контактирования индентора 5 с последней, блок 6 управления линейным перемещением зонда 4. Последний имеет возможность перемещения по направляющей 10 посредством механизма 11 перемещения индентора. Элемент 15 фиксирует угол поворота механизма 11, по которому судят о величине угла поворота стола 1, приводимого в движение приводом 16 перемещения стола, соединенного с блоком питания 14 электролиниями 13,18. Подложка с пленкой прижимается к столу элементом 17 кольцеобразной формы, В цепи.9 установлена обмотка реле 19 с контактами 20, установленными в электролинии 18. 1 ил. (Л