Способ определения параметров электропроводных покрытий в процессе нанесения

(23) Приоритет О 01 В 7/060 01 В 11/06 Ьеудеретееннм 3 квмнтет СССР дв делам нзебретеннй н аткрмтнй(53) УДК 531. ,717, 11(088.8) Дата опубликования описания 15.04,80 Н, А. Ермолаев, А. А. Капитонов, Э. А. Кудряшов, Б. В. Мыпин и Н. И. Чернышев(72) Авторы изобретения Пензенский филиал Всесоюзйого научно-исследовательскогоинститута приборостроения и Ленинградский ордена Ленинаполитехнический институт им. М, И, Калинина(54) СПОСОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТ ВЭЛЕКТРОПРОВОДНЫХ ПОКРЫТИЙВ ПРОНЕССЕ НАНЕСЕНИЯ .М)Д аавутаъ1 2 -ма+,.;. Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения параметровэлектропроводных покрытий в процессеих нанесения, например путем вакуумногонапыления.МЙзвестен вихретоковйй способ измерения параметров электропроводных покрытий, заключающийся в том, что предварительно определяют электропровод 10ность наносимых покрытий, возбуждаютв контролируемом наносимом покрытиивихревые токи н по сигналу вихретокового накладного преобразователя и предварительно определечной удельной элект- ,ропроводности покрытий судят о толщинеконтролируемого покрытия 11 .Недостаток способасостоит в невозможности одновременного измерения плотности покрытия. Кроме того, способ применим только при нанесении покрытий натонкой подложке из-за необходимостиразмещения вихретокового преобразователя со стороны подложки,Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности способ определении параметров электропроводных покрытий, основанный на измерении резонансной частоты покрываемого изделия при нанесении покрытия на активный участок поверхности изделия 2.Однако и этот способ не позволяет,одновременно определить удельное электрическое сопротивление и плотность покрытия.ьБель изобретения - обеспечение воэможности одновременного определения удельного электрического сопротивления и плотности покрытияеБель достигается тем, что предварительно определяют зависимость плотности покрытия от удельного электрического сопротивления, пропускают через покрытие электрический ток, поддерживая путем регулировки величины этого гока постоянство частоты колебаний пок рываемого иэделия, измеряют величину тэка и напряжения, приложенного к контроА55 где 1, - фактор тепловой связи нокрытия 4 с евктивной зоной реэойаторе", С постоянная тепловойцйерпии, с- теплоем-: аость кварца, В и Ь - длине и ширина 3 7279 8ллруемому покрытию, и по измеренному покрытия соответственно, сС, - темпера- напряжению и известной зависимости плот- турный коэффициент частоты резонатора,йости покрытия от удельного электричес- )) - плотность покрытия, определякого сопротивления судят об удельном емая как функция от р электрическом сопротивлении покрытия 5 В качестве устройства для определения иего плотности, а по измеренному зне параметров покрытий, реаЛизующих предлачению тока " о толщине покрытия., гаемый способ, можно использовать вНа фиг. 1 приведено предлагаемое принципе любые электромеханические коустройство; на фиг. 2 - то же, вид сбоку. лебательные системы (например, камерОно состоит из кварцевого резонатора 10 тон, струна и т. д.) и, в частности, само 1 с электродами 2, 3. подключенными покрываемое изделие, однако с целью пок автогенератору. Измеряемое покрытие вышения чувствительности и линейности 4 наносится на активный участок 5 резо- функций преобразования наиболее целесонатора 1 через маску и подключается к образно применять кварцевые резонаторы источнику регулируемого напряжения с по 9 - среза.мощью предварительно нанесенных на ре- Изобретение позволяет определять в зонатор 1 электродов 6, Электрическая процессе нанесения покрытий одновремениэоляция покрытия 4 и электродов 6 ст но их толщину, удельное сопротивление электрода возбУждениЯ 3 осУществлЯет- и плотность. роме того, для двухкомпося с помощью тонкого слоя 7 диэлект нентных покрытий, -дпя которых существует рика. однозначная связь их состава с плотностью,Определение удельного сопротивления, может быть определено процентное со-,плотности и толщины покрытия при таком держание составляющих веществ. А однодатчике осуществляется следующим обра- временное определение процентного содерзом.25жанйя компонейт покрытия и его толпиныКварцевыйреэонатор 1 спредварительно позволяет, в свою очередь, осуществитьнанесенными на него слоем 7 диэлектри-оперативный (в процессе нанесения) конка и электродами 6 устанавливают рядом троль элементарного состава профиляс покрываемыми иэделиями. Перед резона- покрытий.тором 1 располагают маску,с отверстием, . Предлагаемый способ дает возможность30соетветствующим по форме участку 5 ре-также уменьшить погрешность .определениязонатора 1. Измеряют начальную частоту толщины покрытий, особенно многокомпорезонатора 1 - , Затем производятнентных, возникающую в известном спосонанесение покрытля, одновременно про- бе за счет изменения плотности покрытийпуская через него электрический ток пу- З 5 в процессе их нанесения.тем подключения к источнику регулируемого напряжения Ч и измеряя текущую ф о р м у л а и з о б р е т е н и ячастоту резонатора 1-1 . При этом напряжение источника Ч изменяют таким об- Способ определения параметров элек 40разом, чтобы частота резонатора 1 оста- о роводных покрытий в процессе навалась неизмеиной. Прохождение электри- н сения, основанный на измерении резоческоготока через покрытие 4 вызовет наисной частоты покрываемого изделияувеличение частоты резонатора. В то же при нанесении покрытий на активный учасвремя. нанесение покрытия 4 на активный ток поверхности изделия, о т л и ч аучасток 5 резонатора 1 вызовет уменьше- ю щ и йс я тем, что, с целью одно 45ние его частоты. При неизменной частоте временного определения удельного электриреэонатора, достигаемой регулировкой то- ческого сопротивления и плотности покрыка, величина толщины Т покрытия, его тия, предварительно определяют зависиудельная электропроводность 9 определя- мость плотности покрытия от удельногоИются из выражен 1 Й " - " электрического сопротивления, пропускают через покрытие электрический ток,фф 1О чеподдерживая путем регулировки величины-ф О л чеа с (р)ю.рр этого тока постоянство частоты колебаний покрываемого изделия, измеряют величину тока и напряжения, приложенногок контролируемому покрытию, и по измеренному напряжению и известной зависимости плотности покрытия от удельного727978 осмоцнику ап рюген иМ 2,Н ПИПИ Заказ 1119/40 Тираж 801 Подписное Финал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная,электрического сопротивления судят об удельном электрическом сопротивлении покрытия и его плотности, а по измеренному значению тока - о толщине покрытия. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Неразрушяюший контроль металлов и изделий, Справочник под ред. Г, С, Самойловича, М"Машиностроение, 1976, с. 248.2. Малов В. В. Пьезорезонансные датчики, ИКА, вып. 1(3), М., 1875, с, с. 14 (прототип).