Способ измерения толщины покрытия

 

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для неразрушающего контроля элементов и узлов электронной аппаратуры. Целью изобретения является повышение точности измерения внешнего слоя многослойного покрытия. На основание и контроСпособ относится к области измерительной техники и может быть использован для неразрушающего контроля покрытий путем регистрации интенсивности обратнорассеянного бета-излучения Изобретение позволяет повысить точность измерения толщины внешнего слоя многослойного покрытия либо толщины однослойного покрытия в случае переменного химического состава материала основания. Сущность изобретения заключается в том, что выбирают образец из материала лируемое изделие с многослойным покрытием направляют пучок бета-частиц от одного источника, регистрируют соответствующие интенсивности обратнорассеянного излучения Is и I Ј . определяют разность Al-между |ЈИ Is. величину A Ijr приводят в соответствие с толщиной dj однослойного покрытия, которое обеспечивает такое же изменение интенсивности. причем дополнительно, до осаждения внешнего слоя многослойного покрытия , на изделие направляют пучок бетачастиц от того же источника, регистрируют интенсивность обратнорассеянного излучения 1И, определяют разность Д1И между 1и и Is. величину Д1И приводят в соответствие с толщиной dn однослойного покрытия, которое обеспечивает такое же изменение интенсивности и определяют толщину внешнего слоя dc по формуле dc djr - dM. если Ij 1и Is или lЈ 1И Is или по формуле de dj + dn. если lЈ Is 1и. 1 п. ф-лы. основания образцовой меры с толщиной, большей толщины насыщения, последовательно направляют на него и объект контроля пучок бета-излучения, регистрируют соответствующие интенсивности Is и % обратного рассеяния, определяют их разность Д|Ј и по градуировочной характеристике для данного бета-излучения и материалов покрытия и основания образцовой меры определяют толщину покрытия dz , при этом дополнительно, до нанесения внешнего слоя многослойного покрытия или до нанеV4 00 00 Ю ю XI

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s 6 01 В 15/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4787845/28 (22) 29.01,90 (46) 23.12,92, Бюл, М 47 (71) Нижегородский научно-исследовательский приборостроительный институт "Кварц" (72). А.И. Герасимов (56) Тумулькан А,Д. О раздельном измерении толщин слоев двухслойных покрытий методом регистрации обратнорассеянного бета-излучения. Дефектоскопия. — 1980, М

6, с.101 — 104.

ОСТ 11014.009-79. Изделия электронной техники. Метод измерения толщин золотых и серебряных покрытий Б,М, Б.И., Б.Г., с.22, кл.

УДК 531.717,5,082.79 Гр Т59 СССР, (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ПОКРЫТИЯ (57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для неразрушающего контроля элементов и узлов электронной аппаратуры.

Целью изобретения является повышение точности измерения внешнего слоя многослойного покрытия. На основание и контроСпособ относится к области измерительной техники и может быть использован для неразрушающего контроля покрытий путем регистрации интенсивности обратнорассеянного бета-излучения, Изобретение позволяет повысить точность измерения толщины внешнего слоя многослойного покрытия либо толщины однослойного покрытия в случае переменного химического состава материала основания.

Сущность изобретения заключается в том, что выбирают образец из материала.,. Ы,„, 1783297 А1 лируемое изделие с многослойным покрытием направляют пучок бета-частиц от одного источника, регистрируют соответствующие интенсивности обратнорассеянного излучения Is u I г . определяют разность Al ìåæäó

1 и Is, величину Л Ig приводят в соответствие с толщиной б однослойного покрытия, которое обеспечивает такое же изменение интенсивности, причем дополнительно, до осаждения внешнего слоя многослойного покрытия, на изделие направляют пучок бетачастиц от того же источника, регистрируют интенсивность обратнорассеянного излуче- ния 4, определяют разность hl< между 4 и is, величину hl< приводят в соответствие с толщиной би однослойного покрытия, которое обеспечивает такое же изменение интенсивности и определяют толщину внешнего слоя dc по формуле dc = б — dv. если 1 >

>t> > Is или l < I < ts или по формуле de = с +

+ би, если 1,г > ts > lg. 1 и. ф-лы. основания образцовой меры с толщиной, большей толщины насыщения, последовательно направляют на него и объект контроля пучок бета-излучения, регистрируют соответствующие интенсивности ls u lg обратного рассеяния, определяют их разность

Ь и по градуировочной характеристике для данного бета-излучения и материалов покрытия и основания образцовой меры определяют толщину покрытия б, при этом дополнительно, до нанесения внешнего слоя многослойного покрытия или до нане1783297

10 бе= бу би

de=de би если 1 > Is > Iè

30 ла основания (поз.3).

de = dg — би. сения однослойного покрытия на основание с переменным химическим составом, на изделие направляют тот же пучок бета-излучения, регистрируют интенсивность Ig обратного рассеяния, определяют разность

hip между Ig и Is, по известной градуироеочной характеристике находят эквивалентную толщину би условного однослойного покрытия и определяют толщину d< внешнего слоя многослойного покрытия либо толщину однослойногб покрытия при переменном химическом составе материала основания flo . формуле: если I > I > Is или 1 < IL < ls, либо по формуле:

Примеры измерения толщины покрытий при использовании толщиномера "Бетамикрометр — 2" с источником БИП вЂ” M на основе радионуклида прометий — 147.

Пример 1. Измерялась толщина слоя золота с подслоем сплава Рб: Ni при соотношении компонентов 3:1 по латуни ЛС59—

1. В качестве мер толщины использовались государственные стандартные образцы поверхностной плотности и толщины золотого покрытия по латуни ЛС59-1, аттестованные с погрешностью не более 3 при доверительной вероятности 0,95, Градуировочная характеристика в форме:

Ind=In В+LInin(1 )

1 где d — толщина слоя золотого покрытия е микрометрах;

1 — нормированная интенсивность обратного рассеяния; . В и С вЂ” константы, определялась методами математической статистики по 9 образцовым мерам, из которых 8 отвечают диапазону 0,1-2.5 мкм, а 1 — толщине насыщения dan< для золота (7 мкм). Для данных . источника бета-.излучения и сочетания материалов основания и покрытия В = 0,2733, С = 0,6074, Пример 2. Измерялась толщина слоя золота на технологическом подслое никеля по латуни ЛС59-2. В данном случае lg > Is > Iè, поэтому для нахождения толщины внешнего слоя использовалась формула;

Пример 3. Измерялась толщина однослойного покрытия сплавом Pd:Ni такого же состава, что и в первом примере, на никелевом основании. B качестве мер толщины использовались стандартные образцы поверхностнойплотности и толщины покрытия сплавом Pd:Ni по латуни ЛС59-1,, аттестованные с погрешностью не более

10;4 при доверительной вероятности 0,95. В данном примере материалы оснований для контролируемого объекта и образцовых мер не одинаковы, поэтому для более точного определения толщины золотого покрытия отличие между интенсивностями обратного рассеяния от никеля и латуни JlC59-1 моделировалось наличием на латуни условного подслоя Рб;М! с "отрицательным" значением толщины d<, Градуировочная характеристика с константами В и С, равными соответственно 0,371 и 0,749, была получена при использовании 6 мер в диапазоне

0,8-6 мкм и мера с номиналом 14 мкм, отвечающим dcat, Результаты применения предложенноro способа приведены в таблице. где для сравнения приведены результаты, полученные гравиметрическим методом (крайняя правая колонка).

Как видно из таблицы, заявляемый способ позволяет повысить точность измерения как толщины внешнего слоя многослойного покрытия (поэ.1 и 2), так и толщины однослойного покрытия е случае переменного химического состава материаФормула изобретения

Способ измерения толщины покрытия. заключающийся в том, что выбирают образец иэ материала основания с толщиной. большей толщины насыщения, последовательно направляют на него и на объект контроля пучок бета-излучения, регистрируют соответствующие интенсивности Is и i@ излучения, определяют их разность Alp и по градуировочной характеристике для данного бета-излучения и материалов покрытия и основания определяют толщину покрытия, отличающийся тем. что, с целью повышения точности измерения внешнего слоя многослойного покрытия, дополнительно до нанесения верхнего слоя многослойного покрытия на изделие направляют пучок бета-излучения, регистрируют интенсивность l обратнорассеянного излучения, определяют разность hl> между полученной интенсивностью обратнорассеянного излучения и зарегистрированной интенсивностью обратнорассеянного излучения от

1783297 образца из материала основания с толщиной, большей толщины насыщения, по известной градуировочной характеристике получают эквивалентную толщину d< условного однослойного покрытия, по которому определяют толщину de внешнего покрытия по формуле

de= dg би, если 1 > I> > 1з или la < I < Is, 5 или по формуле de = d + би, если 1 > Is > 4.

Составитель А,Герасимов

Техред М.Моргентал Корректор И.Муска

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4505 . Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5