Способ определения механической структуры изделий Советский патент 1978 года по МПК G01N29/04 

1

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для ультразвукового контроля механической структуры изделий, например адгезии тонких пленок к подложке.

Известен способ измерения адгезии тонких пленок к подложке, заключающийся в том, что в плане через прижатый металлический проводник возбуждает ультразвуковые колебания, а величину адгезии определяют по интенсивности ультразвуковых колебаний в момент отрыва покрытия от подложки 1.

Существенным недостатком указанного способа является то, что определение адгезии тонких пленок связано с разрущением последних.

Известен также способ определения механической структуры изделий, в частности адгезии тонких пленок, заключающийся в возбуждении в контролируемом изделии поверхностной волны и измерении ее затухания на различиых частотах 2.

Однако этот способ не позволяет с высокой точностью определять адгезию тонких пленок к подложке, так как затухание новерхностной волны зависит от толщины поверхностного слоя контролируемого изделия, а также от его механических характеристик.

Цель изобретения - повышение точности контроля адгезии тонких пленок.

Для этого по предлагаемому способу дополнительно возбуждают и измеряют затухание поверхностной волны на различных частотах в контролируемом изделии после его отжига

и по максимальной разнице затухания судят об адгезии.

На фиг. 1 приведены тиничные частотные зависимости коэффициента затухания у поверхностных акустических волн, снятые на поверхности образца: 1-до отжига, 2 - после отжига; на фиг. 2 - зависимость величины адгезии F от величины изменения амплнтудночастотной характеристики Aif.

Согласно способу в контролируемом издеЛИИ с помощью пьезо- или электромагнитноакустического излучателей возбуждают поверхностную волну и онределяют ее затухание в зависимости от частоты возбуждения. Аналогичные операции проводят с контролируемым изделием после его отжига, обеспечивающего увеличение адгезии пленкн в подложке. При отжиге тонких пленок уменьщается пористость переходного слоя планка - подложка, устраняются дефекты соединения. Рассеяние поверхностных акустических волн на дефектах при этом также будет уменьшаться. Особенно это будет заметно для тех волн, длина которых соизмерима н несколько превосходит толщину пленки. Уменьшение затухания

волн бздет прослеживаться при сравнении

амплитудно-частотных характеристик, снятыхна поверхности образца до и после отжига.

Для количественного определения адгезии пленки до отжига строят калиброванную кривую, представляющую собой зависимость величины адгезии F от величииы изменения амплитудно-частотной характиристики А-у в оптимальном частотном диапазоне Л/опт, определяемом из соотношения ДА,опт(1-2) йпл, где Лпл - толщина пленки (см. фиг. 2). Чем больше изменение амплитудно-частотной характеристики в результате отжига, тем ииже адгезия пленки к подложке до отжига. Для построения калиброванной кривой можно использовать любой из известных методов определения адгезии, например метод царапания.

Например, для исследования разработанного способа определения адгезии тонких пленок рассматривают амплитудно-частотные характеристики, снятые на поверхности образца с алюминиевой пленкой толщиной 10 мкм. При этом наблюдается наибольшее расхождение характеристик, сиятых до и после отжига, в области частот 120-200 Мгц. Анализ показывает, что разрешающая способность предлагаемого способа определения адгезин в 3-4 раза выше, чем при определении адгезии известными способами.

Формула изобретения

Способ определения механической структуры изделий, в частности адгезии тонких пленок, заключающийся в возбуждении в коитролируемом изделии поверхностной волны и измерение ее затухания на различных частотах, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля адгезии тонких пленок, дополнительно возбуждают и измеряют затухание поверхностной волны на различных частотах в контролируемом изделии после его отжига и по максимальной разнице затухания судят об адгезии.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР№395750 кл. G 01N 19/04, 1974.

2.И. А. Викторов Физические основы применения ультразвуковых волн Ролея и Ломба в технике. М., «Наука, 1966, с. 159-160.

4AO/7W

Фиг.:/

риг.2.