Устройство для контроля толщины слоя,удаляемого в процессе размерного травления Советский патент 1982 года по МПК G01B5/06 G01B7/06 

Изобретение относится к измерительной технике, к технологии размерного травления, а именно к средствам, обеспечивающим размерный контроль в процессе выполнения таких операций.

Известны устройства для измерения толщины слоя, удаляемого в процессе размерного травления, содержащие индукционный датчик, кронштейн для его закрепления и отсчетную часть. При удалении слоя металла, находящегося под датчиком, изменяется зазор и, как следствие,- индуктивность его обмоток , что отмечается отсчетной частью l.

Недостатком таких устройств является низкая точность, вызванная изменением параметров датчика в начальный период травления, когда происходит разогрев ванны, большими зазорами в момент окончания процесса травления и, как следствие, малой чувствительностью датчика в этом диапазоне .

Наиболее близким к изобретению является устройство для контроля толщины слоя, удаляемого в процессе размерного травления, содержащее скобу для закрепления на контролируемом объекте, индукционный измерительный

преобразователь, механизм принудитель ного перемещения индукционного преобразователя на заданную величину и отсчетную часть. Механизм принудитель ного перемещения выполнен в виде кольцевого электромагнита и возвратной пружины .

В этих устройсувах через некоторый интервал времени после начала

10 травления включается электромагнит и измерительный преобразователь перемещается на заданную величину (толщину удаляемого слоя за вычетом слоя, удаляемого в начальный период травления). Это стабилизирует характеристики преобразователя (датчика) и позволяет работать при несколько меньших, зазорах. Известное устройство все же не обеспечивает необходимой точности,

20 поскольку толщина слоя, удаляемого в начальный период травления (период разогрева ванны), определяется лишь статистически и может быть учтена лишь в. среднем.

25

Цель изобретения - повышение точности устройств для измерения толщины слоя, удаляемого в процессе размерного травления.

Указанная цель достигается тем.

30

что .устройство снабжено дополнительmjM измерительным преобразователем и механизмом последовательного включения обоих преобразователей. Кроме того, дополнительный преобразователь выполнен в виде маятникового рычага регулируемой длины, а ме ханизм последовательного включения преобразователей - в виде поворотного фиксатора, взаимодействующего с маятниковым рычагом, и регулируемого ограничителя перемещения индукционного преобразователя. На чертеже представлено устройств для измерения толщины слоя, удаляемо го в процессе размерного травления. Устройство содержит скобу 1, с по мощью которой оно может быть закреплено на контролируемом объекте (на чертеже заштрихован), индукционный измерительный преобразователь 2, механизм принудительного перемещения измерительного преобразователя, со.стоящий из осеподвижного штока 3, Бозвратндй пружины 4 и регулируемойопорной гайки 5. Устройство содержит также второй измерительный преобразо ватель, выполненный в виде маятникового рычага 6,, опоры 7 качания упомя нутого маятникового рычага, выполнен ной в виде гайки, сопряженной с маят никовым рычагом по винтовым поверхностям, и возвратной пружины 8,.размещенной в плоскости качания маятникового рычага. Механизм последовател ного включения обоих преобразователе состоит изповоротного фиксатора 9, смонтированного на стойке 10, и гайки 11, навинченной на осеподвижный шток 3. В комплект устройства входит также отсчетная часть 12, электричес ки связанная с обмотками индукционного преобразователя. Устройство для контроля толщины слоя, удаляемого в процессе размерного травления, работает следующим образом. Устройство с помощью скобы 1 закрепляют на объекте, подвергаемом размерному травлению, после чего выполняют настройку устройства. Сначал с помощью гайки 11 механизм последовательного включения преобразователей индукционный преобразователь 2 устанавливают над поверхностью травл кия так, чтобы образовался зазор, до статочный для прохождения электролита после чего настраивают механизм принудительного перемещения индукцио ного преобразователя. Опорную гайку сначала подводят до касания со скобо а затем отвинчивают на величину лрипуска, подлежащего удалению травлени .ем за вычетом толщины слоя, удаляемо го в начальном периоде травления, на пример,. 2,5 мм. На торце опорной гай ки нанесены отметки, позвол5пощие отсчитать величину перемещения с доста точной точностью. Последним настраивают дополнительный преобразователь. Маятниковый рычаг б располагают вертикально и подводят до касания с контролируемым объектом. Затем маятниковый рычаг отклоняют и вывинчивают из опоры 7 качания на величину припуска, удаляемого в начальный период травления, например, 0,5 мм, после чего освобождают маятниковый рычаг и устройство готово к работе. Вместе с объектом травления его загружают в травильную ванну,- в которой начинают процесс размерного травления. Во время начального периода травления происходит разогрев ванны, вследствие чего меняются электрические параметры индукционного преобразователя и отсчеты по нему невозможны. В этот период работает механический (маятниковый) преобразователь. Достоинством маятниковых преобразователей является то, что точка контакта маятникового рычага с объектом непрерывно перемещается и незначительно препятствует процессу травления. Последняя точка, на которой происходит срабатывание (проскок) маятникового рычага, закрыта последним крайне непродолжительное время, что позволяет с достаточно высокой точностью измерить толщину слоя, удаляемого за начальный период травления. После срабатывания маятникового рычага, последний взаимодействует с поворотным фиксатором 9 и, поворачивая его, освобождает гайку 11 механизма последовательного включения преобразователей. Перед срабатыванием маятникового рычага оператор, наблюдающий за процессом травления, отмечает показания отсчетной части 12 (или сбрасывает их на нуль, если конструкция отсчетной части допускает такие действия) . В течение начального nepijjiода травления температура ванны стаби лизиру ется, вследствие чего дальнейшие Показания индукционного преобразователя зависят только от расстояния до поверхности травления. Процесс травления заканчивают, когда показания отсчетной части сравняются с показаниями перед срабатыванием маятникового преобразователя. В результате травления удаляется припуск 3 мм, из них 0,5 в начальном периоде травления (до срабатывания.маятникового преобразователя), а 2,5 ым в течение основной части процесса. Как видйо из описания процесса настройки и работы устройства, вели-, чина удаляемого припуска определяется настройкой только механических частей устройства и -Практически не зависит от свойств индукционного преобразователя, которые, вследствие переменности режимов травления, могут быть недостаточно стабильными.