Способ определения внутренних напряжений в покрытиях

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУбЛИК 931 БО, 1641)5 б 01 1- 1/00 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ОМУ СВИДЕТЕЛЬ АВТО нив в Г. И. ях. Экс- внутрен- акокраные соеяжения таллов.1966,лект ово10 СУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТО ИЗОбРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР(71) Ужгородский государственныйс итет(56) Санжаровский А. Т.,ЕпифаноВнутренние напряжения в покрытипериментальные методы изученияних напряжений в полимерных исочных покрытиях. Высокомолекулярдинения, 1960, т. 2,11, с. 1703.Поперека М. Я. Внутренние напэ ролитически осаждаемых мН сибирск: Зап.-Сиб. книжн. изс, 0 - 107. Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для определения внутренних напряжений в покрытиях.Цель изобретения - повышение производительности и чувствительности измерений.Способ реализуют следующим образом.Наносят исследуемое покрытие на подложку, например, методом термического испарения навески наиыляемого вещества в вакууме, Подложка выполнена в виде тонкой круглой пластинки или бруска, опирающихся концами иа ножевые опоры. Центральную часть подложки используют в качестве измерительного зеркала интерферо(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВНУТРЕННИХ НАПРЯЖЕНИЙ В ПОКРЫТИЯХ (57) Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для определения внутренних напряжений в тонкопленочных покрытиях. Цель изобретения повышение производительности измерений величины начальных напряжений в покрытиях. Способ заключается в том, что на подложку наносят слои покрытия, толщины которых отличаются на одну и ту же величину, и измеряют силу, действующую на подложку после нанесения каждого слоя, по величине которой рассчитывают внутренние напряжения. Периодически изменяют скорость нанесения покрытия, а о величине силы, действующей на подложку, судят по амплитуде колебаний подложки. С целью достижения максимальной чувствите 1 ьности скорость нанесения покрытия изменяют прямоугольной модуляцией потока наносимого вещества, период которой выбирают равным периоду собственных колебаний подложки. 1 з.п. ф-лы. метра Майкельсона для измерения перемещения. В процессе напыления модулируют поток напыляемого вещества с помощью, например, механического модулятора по периодическому закону - прямоугольному, синусоидальному и т.п., что приводит к периодическому изменению скорости нанесения покрытия. При этом общая толщина покрытия будет расти, а скорость роста будет состоять из двух слагаемых - постоянной и переменной.Поскольку в наносимом покрытии имеются внутренние напряжения, то на подложку оудут со стороны покрытия действовать две силы: первая - растущая иропорцио1649310 формула изобретения 10 Составитель В. ГодзиковскийРедактор С. Лисина Техред А. Кравчук Корректор Л. ПатайЗаказ 15 14 Тираж 362 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 нально времени, и вторая - периодическая с периодом, равным периоду изменения скорости нанесения покрытия при модуляции. Под действием указанной периодической силы возникают изгибные колебания подложки, амплитуду которых измеряют например с помощью лазерного интерферометра Ма йкел ьсона.Амплитуда колебаний подложки прямо пропорциональна амплитудному значению силы, действующей со стороны покрытия на подложку. Для калибровки предварительно прикладывают к подложке известную калибровочную силу, например лазерным облучением, и измеряют соответствующую амплитуду колебаний подложки. Соответствующая величина внутренних напряжений в покрытии рассчитывается делением силы на площадь сечения покрытия. Амплитуда колебаний подложки определяется только величиной напряжений, возникающих при осаждении слоев покрытия на подложку, в то время как общий прогиб подложки, не являющийся измеряемым параметром, определяется температурной и релаксационной составляющими внутренних напряжений в покрытиях. Это повышает точность, поскольку измерения приобретают динамический характер, их скорость и, следовательно, общая производительность повышаются.Покрытие может наноситься методами лазерного импульсного осаждения, электро- осаждением, напылением в вакууме и т,п,Макс имал ьна я чувствительность способа достигается в случае прямоугольной модуляции потока напыляемого вегцества с глубиной модуляции, равной 1, и коэффициентом модуляции (скважностью) 0,5Период изменения скорости нанесения покрытия необходимо выбирать вблизи резо- наносной частоты подложки с учетом наличия на ней покрытия, что облегчает измерения за счет увеличения амплитуды колебаний.. Способ определения внутренних напряжений в покрытиях, заключающийся в том, что на подложку наносят слои покрытия, толщины которых отличаются на одну и ту же величину, определяют силу, действующую на подложку со стороны наносимых слоев покрытия, и по ее величине рассчитывают внутренние напряжения в покрытии, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности измерений, слои покры тия наносят, периодически изменяя скоростьих нанесения, измеряют амплитуду колебаний подложки в процессе нанесения покрытия, воздействуют на подложку калибровочной силой и измеряют повторно амплитуду колебаний, а величину силы определяют по амплитудам колебаний подложки в процессе нанесения покрытия и при воздействии калибровочной силы.2. Способ по п, 1, отличающийся тем,что, с целью повышения чувствительности З 0 измерений, скорость нанесения покрытияизменяют прямоугольной модуляцией потока наносимого вещества с коэффициентом модуляции, равным 0,5, при глубине модуляции потока, равной 1.