CS245232B1 - Method and device for measuring of layers adhesion - Google Patents
Method and device for measuring of layers adhesion Download PDFInfo
- Publication number
- CS245232B1 CS245232B1 CS844141A CS414184A CS245232B1 CS 245232 B1 CS245232 B1 CS 245232B1 CS 844141 A CS844141 A CS 844141A CS 414184 A CS414184 A CS 414184A CS 245232 B1 CS245232 B1 CS 245232B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- tip
- support
- continuously variable
- layer
- regulator
- Prior art date
Links
Landscapes
- A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Abstract
Řešení se týká určení adheze měřením vrstvy pomocí síly působící na hrot. Při způsobu měření se postupuje tak, že se na rycí hrot pohybující se proti podložce s měřenou vrstvou působí plynule proměnnou silou v rozmezí od 10 JN do JO^N. Počáteční a konečné hodnota plynule proměnného intervalu síly se stanoví podle druhu materiálu měřené vrstvy a podložky. Zařízení k provádění tohoto způsobu, tvořené rycím hrotem uchyceným na jednom konci nosníku, který je uchycen v ložisku podpěry a na jehož druhém konci je vyrovnávací závaží a opatřené podložkou pro umístěni měřené vrstvy, pevně spojenou se stolkem, posuvným na loži zařízeni, má na nosníku mezi hrotem a podpěrou umístěn regulátor pro plynule proměnnou sílu na hrot. Tento" regulátor může být tvořen různým způsobem tak, že zatěžováni hrotu je provedeno plynule, a to bud pomocí plynule proměnného závaží, plynule proměnného tlaku pružiny, nebo plynule proměnného tlaku elektromagnetu.The solution relates to the determination of adhesion by measurement layer by force on the tip. The way of measuring that is on the engraving tip moving against the layer with the measured layer acts smoothly variable force ranging from 10 JN to JO ^ N. Initial and final value continuously The variable force interval is determined by the type of material measured layer and pad. Equipment for performing this method, formed by the engraving point attached to one end of the beam that is held in the bearing the support and at the other end of the support weights and pads for placing the measured layer firmly connected by a table movable on the bed of the apparatus, it has a a regulator is placed between the beam and the support for continuously variable force on tip. This "regulator" can be different so that the tip loading is done smoothly, either by smoothly variable weights, continuously variable spring pressure, or continuously variable solenoid pressure.
Description
Vynález se týká způsobu a zařízení k měření adheze vrstev k podložce pomocí síly hrotu na vrstvu, umístěnou na podložce.The present invention relates to a method and apparatus for measuring the adhesion of layers to a substrate by the force of the tip on the layer disposed on the substrate.
Měření adheze vrstev má značný význam pro určování dlohodobé spolehlivosti výrobků, kde je vrstva použita. Měření se provádí řadou metod, které využívají k zjištění adheze měření síly k odtržení, otěru nebo rytí vrstvy. Každá z těchto použitých metod má omezenou přesnost, zejména pro obtížné a pracné vyhodnocení výsled ků a pro značný rozptyl zjištěných hodnot u téhož vzorku. Nesnáze plynou z obtíží, jak oddělit kohezi a adhezi a jak v ekonomickém časovém intervalu určit adhezi.Measuring adhesion of layers is of great importance for determining the long-term reliability of the products where the layer is used. The measurement is performed by a number of methods that use force measurement to tear, abrasion or engrave the layer to determine adhesion. Each of these methods has limited accuracy, especially for difficult and laborious evaluation of results and for a considerable variation in the values found in the same sample. Difficulties arise from how to separate cohesion and adhesion and how to determine adhesion in an economic period of time.
Jednou z užívaných metod je metoda, užívající k zjištění adheze polokulového hrotu, který je vtlačován takovou silou do vrstvy, že se tato při vzájemném pohybu hrotu a vrstvy oddělí od podložky. Síla, působící na hrot je pak měřítkem adheze vrstvy k podložce.One method used is to determine the adhesion of a hemispherical tip, which is pushed with such force into the layer that it detaches from the substrate when the tip and the layer move relative to each other. The force acting on the tip is then a measure of the adhesion of the layer to the substrate.
Nedostatkem uvedené metody je, že síla působící na hrot se mění podle závaží nebo stupňů zatížení vyvolaných pružinou nebo elektromagnetem^a to vždy v určitých stupních, např. po jednom gramu. Vzhledem k nedokonalé reprodukovatelnost! měření je pak i zjištěný rozptyl měření značný a k jeho snížení je třeba provést neúměrně mnoho měření, které vždy jsou ovlivněny chybou, zaviněnou stupňovanou zátěží, tj. náhlým zvýšením tlaku na měřicí hrot.The disadvantage of this method is that the force acting on the tip varies according to the weight or degree of load exerted by the spring or the electromagnet, in certain degrees, for example one gram. Due to imperfect reproducibility! then the measured variance of the measurement is considerable and in order to reduce it, it is necessary to make disproportionately many measurements, which are always influenced by the error caused by the step load, ie by sudden increase of pressure on the measuring tip.
Odstranění tohoto nedostatku řeší způsob a zařízení podle tohoto vynálezu.The method and apparatus of the present invention solve the problem.
Podstatou způsobu měření adheze vrstev podle vynálezu pomocíThe principle of measuring the adhesion of the layers according to the invention by means of
245 232 síly působící na rycí hrot, kde rycí hrot a podložka s měřenou vrstvou se vzájemně proti sobě pohybují je, že na rycí hrot se působí plynule proměnnou silou v rozmezí 10-¾ až 10¾. Počáteční a konečná hodnota plynule proměnného intervalu sily se stanoví podle druhu materiálu měřené vrstvy a podložky.245 232 forces acting on the engraving point, where the engraving point and the layer with the measured layer move against each other is that the engraving point is applied by a continuously variable force in the range of 10 - ¾ to 10¾. The initial and final values of the continuously variable force interval are determined according to the type of material of the measured layer and the substrate.
Podstatou zařízení k provádění tohoto způsobu, tvořeného rycím hrotem, uchyceným na jednom konci nosníku, který je uchycen v ložisku podpěry a na jehož druhém konci je vyrovnávací závaží a opatřené podložkou pro uložení měřené vrstvy, pevně spojenou se stolkem posuvným na loži zařízení, je, že na nosníku je mezi hrot a podpěru umístěn regulátor pro plynule proměnnou sílu na hrot. Regulátor může být tvořen různým způsobem. Jednak táhlem a pákou, kde táhlo je spojeno pomocí prvního kloubu se stolkem a pomocí druhého kloubu s pákou, na jejímž jednom konci je zavěšeno závaží a jejíž druhý konec je spojen pomocí třetího kloubu, umístěného mezi hrotem a podpěrou nosníku s tímto nosníkem.The principle of the device for carrying out this method, consisting of an engraving point, fixed at one end of the beam, which is held in the bearing of the support and at the other end is a balancing weight and provided with a measuring layer support firmly connected to the table movable on the bed, that there is a regulator for a continuously variable force per tip between the tip and the support. The regulator can be formed in different ways. Firstly, by means of a rod and a lever, the rod being connected by means of a first hinge to a table and a second hinge to a lever at one end of which a weight is suspended and the other end being connected by a third hinge located between the spike and the beam support.
Regulátor lze vytvořit též tak, že z jedné strany nosníku je mezi hrot a podpěru umístěn kloub, v němž je zavěšeno závaží a z druhé strany nosníku, též mezi hrotem a podpěrou, dosedá jedním koncem pružina, opatřená na druhém konci podložkou, která je v dotyku s excentrickým kolem. Osa tohoto kola je spojena se stol kem zařízení.The regulator can also be designed by placing a joint in which the weight is suspended between the tip and the support on one side of the beam, and a spring provided with a contacting spring on the other end of the beam, also between the tip and the support. with eccentric wheel. The axis of this wheel is connected to the machine table.
Další typ regulátoru je tvořen elektromagnetem, jehož magnetické jádro je spojeno s nosníkem a jeden konec cívky elektromagnetu je spojen s jedním pólem zdroje stejnosměrného proudu, jehož druhý pól je spojen přes regulační odpor s druhým koncem cívky elektromagnetu. Jezdec regulačního odporu je spojen se stolkem posuvným na loži zařízení.Another type of regulator consists of an electromagnet, the magnetic core of which is connected to the beam and one end of the electromagnet coil is connected to one pole of a direct current source, the other pole of which is connected via a control resistor to the other end of the electromagnet coil. The slider of the control resistor is connected to a table movable on the bed of the device.
Způsob měření podle vynálezu spočívá v tom, že se při vzájem ném pohybu rycího hrotu a měřené vrstvy zvětšuje plynule síla působící na hrot z minimální zátěže až po největší, a to buď lineárně, nebo i nelineárně. Měření se z důvodu zvýšení přesnosti a jeho reprodukovatelnosti provádí opakovaně. Síla na hrot se ply nule mění v rozmezí 10-¾ až 10¾. Interval v tomto rozmezí seThe measuring method according to the invention consists in increasing the force acting on the tip from the minimum load up to the largest, either linearly or non-linearly, as the engraving tip and the measured layer move relative to one another. Measurements are made repeatedly to increase accuracy and reproducibility. The force on the tip varies nil from 10 - ¾ to 10¾. The interval in this range is
245 232245 232
- 3 volí podle druhu materiálu měřené vrstvy a podložky tak, aby porušení vrstvy vlivem síly nastalo asi v polovině dráhy rytí. Např. je-li podložka ze skla a měřená vrstva hliníková, mění se síla zhruba v rozmezí 0,196 N až 0,785 N podle podmínek, při kterých měření probíhá. V případě, že vrstva je tvořená fotorezisty na křemíkové podložce, mění se síla zhruba v rozmezí 0,198 N až 0,4 N.- 3 selects the layer and the substrate to be measured, depending on the type of material, so that failure of the layer due to force occurs approximately halfway along the engraving path. E.g. if the glass substrate and the measured layer are aluminum, the force varies between approximately 0.196 N and 0.785 N depending on the conditions under which the measurement takes place. If the layer is made of photoresists on a silicon substrate, the thickness varies between about 0.198 N and 0.4 N.
Na obr. 1 je zobrazen vzorek s vyrytými drahami 45-52 ve vrstvě 6 umístěné na podložce 7· Síly, které způsobily odtržení vrstvy 6 od podložky 7 jsou v rozmezí 55, přičemž střední hodnota leží ve vzdálenosti 56 - viz závislost síly G na vzdálenosti L vyznačená v grafu na obr. 1. Rozmezí 55 sil, které způsobily odtržení vrstvy 6 od podložky 7 odpovídá vzdálenost 55 a střední hodnotě sil 56 odpovídá vzdálenost 54·Fig. 1 shows a pattern with engraved paths 45-52 in layer 6 located on the substrate 7. · The forces that caused the layer 6 to detach from the substrate 7 are in the range of 55, with a mean value of 56 - see dependence of force G on distance The range 55 of the forces that caused the layer 6 to tear off from the pad 7 corresponds to the distance 55 and the mean value of the forces 56 corresponds to the distance 54.
Pomocí způsobu měření adheze vrstev podle vynálezu je možno snadno určit jak střední hodnotu sil, způsobujících porušení vrstvy, tak i rozptyl měření.By means of the method of measuring the adhesion of the layers according to the invention, both the mean value of the layer-breaking forces and the scattering of the measurements can be easily determined.
Příklady zařízení k provádění způsobu měření adheze vrstev podle vynálezu jsou uvedeny na obr. 2, 3 a 4· Ve všech případech má zařízení rycí hrot 1, který je upevněn na jednom konci nosníku 2, výkyvném v ložisku 2 113 podpěře 4 a na jehož druhém konci je vyrovnávací závaží 2· Součástí zařízení je stolek 8 umístěný posuvně na loži 9. Se stolkem 8 je pevně spojena podložka 7, na níž je nanesena měřená vrstva 6. Na nosníku 2 je mezi hrot 1 a podpěru 4, umístěn regulátor pro plynule proměnnou sílu na rycí hrot 1. Podle druhu materiálu vrstvy a podložky se volí počáteční a konečná hodnota plynule proměnného intervalu síly na hrot 1; tento interval je volen v rozmezí 10”^ N až 10^ N. Síla je pomocí regulátoru plynule přenášena na rycí hrot 1. Regulátor může být uspořádán různým způsobem.Examples of apparatus for carrying out the method of measuring the adhesion of layers according to the invention are shown in Figs. 2, 3 and 4. In all cases the apparatus has an engraving tip 1 which is fixed at one end of the beam 2 pivotable in bearing 2 113 of support 4; the table 8 is displaceable on the bed 9. The table 8 is firmly connected with the washer 7, on which the measured layer 6 is applied. On the beam 2 there is a regulator for continuously variable between the tip 1 and the support 4. force per engraving point 1. Depending on the type of material of the layer and the substrate, the starting and ending values of the continuously variable force per point 1 are selected; this interval is selected in the range of 10 ^ N to 10 N. N. The force is continuously transmitted by the regulator to the engraving tip 1. The regulator can be arranged in various ways.
Na obr. 2 je regulátor vytvořen tak, že stolek 8 je spojen pomocí prvního a druhého kloubu 10 a 11 táhlem 12 s pákou 12, na které je zavěšeno závaží 14. páka 13 je spojena s nosníkem 2 pomocí třetího kloubu 12, umístěného mezi rycí hrot 1 a podpěru 4 tak, aby se mohla vykyvovat. Poměr ramen páky 15 mezi druhýmIn Fig. 2, the regulator is formed so that the table 8 is connected by means of the first and second joints 10 and 11 by a rod 12 to a lever 12 on which the weight 14 is suspended. The lever 13 is connected to the beam 2 by a third joint 12 the tip 1 and the support 4 so that it can swing. The ratio of the arms of the lever 15 to each other
- 4 245 232 kloubem 11 a třetím kloubem 15 a zachycením závaží 14 se stanoví tak, aby při započetí posuvného pohybu stolkem 8 bylo závaží 14 v nejvyšší poloze a při konečné poloze bylo v nejnižší poloze, a tím se měnila plynule síla na hrot 1. Zatěžování hrotu 1 se tedy mění pomocí plynule proměnného závaží 14.The 4 245 232 hinge 11 and the third hinge 15 and the gripping of the weight 14 are determined so that at the start of the translational movement of the table 8 the weight 14 is in the highest position and in the final position it is in the lowest position. Thus, the loading of the tip 1 is varied by means of a continuously variable weight 14.
Regulátor, uvedený na obr. 3, je vytvořen tak, že mezi rycí hrot 1 a podpěru 4 je umístěn z jedné strany nosníku 2 kloub 24, ve kterém je zavěšeno závaží 25. Z druhé strany dosedá na nosník 2 jeden konec pružiny 26, na jejímž druhém konci je podložka 27, jíž se dotýká excentrické kolo 28, jehož osa 29 je spojena se stolkem 8. Pružina 26 nemusí být umístěna na nosníku 2 proti kloubu 24» Při posuvu stolku 8 se excentrické kolo 28 otáčí okolo osy 29 a tento pohyb se přenáší přes podložku 27 na pružinu 26, která se postupně rovnoměrně stlačuje s posuvem stolku 8. Zatěžování hrotu 1 je v tomto případě' provedeno plynule proměnným tlakem pružiny 26.The regulator shown in FIG. 3 is formed so that a joint 24 is suspended between the engraving tip 1 and the support 4 on one side of the beam 2, in which a weight 25 is suspended. the other end of which is a washer 27, which is in contact with the eccentric wheel 28, the axis 29 of which is connected to the table 8. The spring 26 need not be placed on the support 2 against the joint 24. The pressure of the tip 1 is in this case carried out by a continuously variable pressure of the spring 26.
Regulátor na obr. 4 je tvořen elektromagnetem 31, jehož magnetické jádro 43 je spojeno s nosníkem 2· Jeden konec cívky elektro magnetu 21 je spojen s jedním pólem zdroje stejnosměrného proudu 32. Druhý pól zdroje stejnosměrného proudu 32 je spojen přes regulační odpor 22., jehož jezdec je spojen se stolkem 8, s druhým koncem cívky elektromagnetu 31.The regulator in FIG. 4 is formed by an electromagnet 31 whose magnetic core 43 is connected to a support 2. One end of the coil of the electromagnet 21 is connected to one pole of the DC power supply 32. The other pole of the DC power supply 32 is connected via a control resistor 22. the slider of which is connected to the table 8, the other end of the solenoid coil 31.
Cívka elektromagnetu 2i j® napájena proudem ze zdroje stejnosměrného proudu 22, napr· z baterie, přes proměnný regulační οά>por 22., jehož hodnota odporu se mění rovnoměrně s posuvem stolku 8, který se pohybuje na loži j) a který nese podložku 7 s měřenou vrstvou 6. Do vrstvy 6 ryje rycí hrot 1, umístěný na nosníku 2.The solenoid coil 21 is supplied with current from a DC power supply 22, to the battery, via a variable regulator 22 whose resistance value varies evenly with the displacement of the table 8, which moves on the bed j) and which carries the support 7 with a measured layer 6. The engraving tip 1, located on the beam 2, is engraved into the layer 6.
Síla na hrot se v tomto případě mění pomocí plynule proměnného tlaku elektromagnetu 31.The force on the tip in this case is varied by the continuously variable pressure of the electromagnet 31.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS844141A CS245232B1 (en) | 1984-06-01 | 1984-06-01 | Method and device for measuring of layers adhesion |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS844141A CS245232B1 (en) | 1984-06-01 | 1984-06-01 | Method and device for measuring of layers adhesion |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS414184A1 CS414184A1 (en) | 1985-05-15 |
| CS245232B1 true CS245232B1 (en) | 1986-09-18 |
Family
ID=5383488
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS844141A CS245232B1 (en) | 1984-06-01 | 1984-06-01 | Method and device for measuring of layers adhesion |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS245232B1 (en) |
-
1984
- 1984-06-01 CS CS844141A patent/CS245232B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CS414184A1 (en) | 1985-05-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7610690B2 (en) | Measurement stand for holding a measuring instrument | |
| JPS60225001A (en) | Regulator for probe force of probe contour measuring device | |
| GB2496065A (en) | Measurement Stand with means for Controlling Advancement of the Measurement Probe for Measuring the Thickness of Thin Layers | |
| CS245232B1 (en) | Method and device for measuring of layers adhesion | |
| JP2003185547A (en) | Equipment for testing mechanical properties of material surfaces | |
| JPH01235801A (en) | Measuring instrument for rope groove of elevator sheave | |
| JPH0446373B2 (en) | ||
| JPH0444225B2 (en) | ||
| US5341689A (en) | Pen force gage for a pen plotter | |
| CN207636463U (en) | Automatic friction coefficient instrument, the system for placing sliding block | |
| US2564519A (en) | Micro-hardness tester | |
| JP3636847B2 (en) | Deflection measuring device using floating measurement frame in bending test of material testing machine | |
| JP2601383Y2 (en) | Unbalanced load measuring device for coil spring | |
| RU2077718C1 (en) | Device to study deformation properties of flat fibre-containing materials | |
| RU2423680C2 (en) | Measuring device and method of measuring camber of elongated body | |
| SU1200116A1 (en) | Roughness indicator for inspecting roughness of part surface | |
| KR20060024353A (en) | Filling level sensor, measuring method for measuring the contact pressure of the contact part against the contact path of the potentiometer and measuring apparatus for performing the measuring method | |
| Bonvilain et al. | First experimentations of microsensors microfabricated on a long and thin medical needle | |
| JPH0653906U (en) | Minimum diameter measuring device for round bar test pieces | |
| Ruther et al. | LIGA-microtesting system with integrated strain gauges for force measurement | |
| JPH0669716U (en) | Crankshaft roundness measuring device | |
| JP2024528655A (en) | METHOD FOR DETECTING A MEASUREMENT SIGNAL AND MEASUREMENT DEVICE - Patent application | |
| SU974107A1 (en) | Device for measuring flat and ring-shaped specimen residual stresses | |
| JPH03118442A (en) | Abrasive-friction measuring apparatus | |
| JP2508020B2 (en) | Material testing equipment |