Способ определения механической структуры изделий

 

б П И С А Н И Е 1п 605I70

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

| (51) М. Кл. б 01N 29/04 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21.09.76 (21) 2404713/25-28 с присоединением заявки №

Совета Министров СССР па делам изобретений н открытий (43) Опубликовано 30.04.78. Бюллетень № 16 (45) Дата опубликования описания 27.04.78 (53) УДК 620.179,16 (088.8),(72) Авторы изобретения

В. М. Колешко и А, В. Гулай

Институт электроники АН Белорусско" CCP (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ

СТРУКТУРЫ ИЗДЕЛИЙ

ТосУдаРственный комитет (23) Приоритет

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 разрушением 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 различных частотах (2).

Однако этот способ не позволяет с высокой точностью определять адгезию тонких пленок к подложке, так как затухание поверхностной 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 типичные частотные зависимости коэффициента затухания у поверхностных акустических волн, снятые на по10 верхности образца: 1 — до отжига, 2 — после отжига; на фиг. 2 — зависимость величины адгезии F от величины изменения амплитудночастотной характеристики Л"(.

Согласно способу в контролируемом изде15 лии с помощью пьезо- или электромагнитноакустического излучателей возбуждают поверхностную волну и определяют ее затухание в зависимости от частоты возбуждения. Аналогичные операции проводят с контролируе20 мым изделием после его отжига, обеспечивающего увеличение адгезии пленки в подложке.

При отжиге тонких пленок уменьшается пористость переходного слоя планка — подложка, устраняются дефекты соединения, Рассея25 ние поверхностных акустических волн на дефектах при этом также будет уменьшаться.

Особенно это будет заметно для тех волн, длина которых соизмерима и несколько превосходит толщину пленки. Уменьшение затухания волн будет прослеживаться при сравнении

605170

Формула изобретения

L и Л onion фиг.2 фиг,1

Составитель Г. Федоров

Техред Н. Рыбкина

Корректор Л. Орлова

Редактор О. Юркова

Подписное

Заказ 502/14 Изд. № 384 Тираж 1122

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Я(-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 амплитудно-частотных характеристик, снятыхна поверхности образца до и после отжига.

Для количественного определения адгезии пленки до отжига строят калиброванную кривую, представляющую собой зависимость ве- 5 личины адгезии F от величины изменения амплитудно-частотной характиристики Лу в оптимальном частотном диапазоне Л/„определяемом из соотношения ЛХопт= (1 — 2) г пл, где h, — толщина пленки (см. фиг. 2). Чем 10 больше изменение амплитудно-частотной характеристики в результате отжига, тем ниже адгезия пленки к подложке до отжига. Для построения калиброванной кривой можно использовать любой из известных методов опре- 15 деления адгезии, например метод царапания.

Например, для исследования разработанного способа определения адгезии тонких пленок рассматривают амплитудно-частотные характеристики, снятые на поверхности образца с 20 алюминиевой пленкой толщиной 10 мкм. При этом наблюдается наибольшее расхождение характеристик, снятых до и после отжига, в области частот 120 — 200 Мгц. Анализ показывает, что разрешающая способность предлага- 25 емого способа определения ад1езип в 3 — 4 раза выше, чем при определении адгезин известными способами.

Способ определения механической структуры изделий, в частности адгезии тонких пленок, заключающийся в возбуждении в контролируемом 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.