KR20090044134A - A 4-point bending apparatus for x-ray diffraction system and measuring method for thin film stress-strain curve using the apparatus - Google Patents

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KR20090044134A
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Abstract

본 발명은 X-선 회절용 4점 굽힘장치 및 이를 이용한 박막소재 응력-변형률 거동 측정방법에 관한 것으로, X-선 회절 장치에 장착이 가능하며 인위적으로 박막시험편을 굽혀서 응력과 변형률을 발생시키는 4점 굽힘장치는 굽힘을 위한 상부의 몸체와, 굽힘의 강도를 조절하는 하부의 마이크로미터로 구성하되, 상기 몸체의 상부는 고정된 두 쌍의 박막시험편 지지부와, 승강되는 두 쌍의 박막시험편 지지부로 구성되고, 상기 승강되는 두 쌍의 박막시험편 지지부는 상기 마이크로미터와 연결되어 마이크로미터에 의해 승강되는 것을 특징으로 하는 X-선 회절용 4점 굽힘장치와,The present invention relates to a four-point bending device for X-ray diffraction and a method for measuring the stress-strain behavior of thin film material using the same, which can be mounted on an X-ray diffraction device and artificially bends the thin film test piece to generate stress and strain. The point bending device is composed of an upper body for bending, a micrometer of a lower part for adjusting the strength of the bending, and the upper part of the body is fixed to two pairs of thin film test piece supports and two pairs of thin film test pieces to be elevated. A four-point bending device for X-ray diffraction, wherein the two pairs of thin film test piece supporting parts are lifted by a micrometer in connection with the micrometer.

소정의 두께로 박막이 증착된 박막시험편을 레이져 변위측정기로 스캔하고 이로부터 증착 잔류응력으로 발생한 박막시험편의 굽힘곡률을 측정하는 단계(S10)와; 상기 박막시험편에 굽힘을 가하지 않은 상태에서 X-선 회절시험으로 회절각도의 변화에 따른 박막시험편의 회절피크 정보를 측정하는 단계(S20)와; 상기 박막시험편을 X-선 회절용 4점 굽힘장치의 마이크로미터의 회전으로 박막표면에 인장/압축응력을 가변하여 굽힘곡률을 레이져 변위측정기로 측정하는 단계(S30)와; 상기 (S30)와 동시에 인장/압축응력이 가해진 박막시험편에 X-선 회절시험으로 회절각도의 변화에 따른 박막시험편의 회절피크 정보를 측정하여 박막시험편의 변형률을 구하는 단계(S40);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 X-선 회절용 4점 굽힘장치를 이용한 박막소재 응력-변형률 측정 방법을 제공한다.Scanning the thin film test piece deposited with the thin film with a predetermined thickness with a laser displacement meter and measuring the bending curvature of the thin film test piece generated by the deposition residual stress therefrom (S10); Measuring diffraction peak information of the thin film test piece according to the change of the diffraction angle by X-ray diffraction test without bending the thin film test piece (S20); Measuring the bending curvature by using a laser displacement meter by varying the tensile / compressive stress on the surface of the thin film by micrometer rotation of the four-point bending device for X-ray diffraction (S30); And calculating the strain of the thin film test piece by measuring diffraction peak information of the thin film test piece according to the change of the diffraction angle by X-ray diffraction test on the thin film test piece subjected to the tensile / compressive stress at the same time (S30) (S40). It provides a thin film material stress-strain measurement method using a four-point bending device for X-ray diffraction, characterized in that made.

X-선 회절, 4점 굽힘변형, 응력-변형률, 박막소재, 마이크로인장시험 X-ray diffraction, 4-point bending strain, stress-strain, thin film material, microtensile test

Description

X-선 회절용 4점 굽힘장치 및 이 장치를 이용한 박막 응력-변형률 측정방법 {A 4-Point Bending Apparatus for X-Ray Diffraction System and Measuring Method for Thin Film Stress-Strain Curve Using the Apparatus}4-point Bending Apparatus for X-Ray Diffraction System and Measuring Method for Thin Film Stress-Strain Curve Using the Apparatus}

본 발명은 X-선 회절용 4점 굽힘장치 및 이를 이용한 박막소재 응력-변형률 거동 측정방법에 관한 것이다.The present invention relates to a four-point bending device for X-ray diffraction and a method for measuring stress-strain behavior of thin film materials using the same.

최근 들어 반도체·전자산업은 물론 산업계 전반에서 기능성 박막소재의 개발과 이용이 크게 늘고 있다. 이들 박막소재는 두꺼운 기판 위에 화학적, 물리적, 전기화학적 방법을 이용하여 수 마이크론 이내의 두께를 갖는 박막을 증착시킨 형태를 갖고 있다.Recently, the development and use of functional thin film materials in the semiconductor and electronics industry as well as the industry as a whole are increasing. These thin film materials are formed by depositing thin films having a thickness within several microns by using chemical, physical, and electrochemical methods on a thick substrate.

미세기전소자(MEMS 혹은 NEMS) 적용 박막이나 내마모 윤활박막 등과 같이 장기에 걸친 기계적인 내구성이 요구되는 박막, 복합소자 및 시스템 개발을 위한 역학 설계에 있어서는 매우 중요한 부분이 박막의 역학물성 측정이다. Measurement of mechanical properties of thin film is very important in the design of thin films, composite devices and systems requiring long-term mechanical durability such as micromechanical devices (MEMS or NEMS) thin films and wear resistant lubricating thin films.

박막의 역학물성, 특히 가장 기본이 되는 일축인장 강도물성의 측정은 대개 반도체 마이크로머시닝 기술을 이용하여 박막을 미소형태의 일축인장 시험편으로 패터닝하고, 이를 기판으로부터 분리시켜 자유막(freestanding thin film) 상태로 마이크로 인장시험기에 장착하여 시험편을 잡아당김으로써 진행된다.Measurement of the mechanical properties of thin films, in particular the most basic uniaxial tensile strength properties, is usually performed using semiconductor micromachining techniques to pattern the thin films into microaxial uniaxial tensile test specimens, which are separated from the substrate to form a free standing thin film. The test is carried out by pulling the test piece in a micro-tension tester.

마이크로 인장시험기는 미세한 움직임을 제어하기 위한 특수 엑츄에이터의 장착과 함께 변형 중에 자유막 시험편에 인가되는 하중을 측정하기 위한 초정밀 로드셀 적용 그리고 시험편으로 사용되는 자유막의 강성에 비해 시험기의 강성을 충분히 크게 유지해야 되는 제약이 존재한다.The micro tensile tester must maintain a sufficiently high rigidity of the tester compared to the rigidity of the free membrane used as the test piece and the application of a high-precision load cell to measure the load applied to the free film specimen during deformation, with the installation of a special actuator to control fine movements. There is a constraint.

특히 수 마이크론 두께를 갖는 자유막 시험편은 강성이 낮아 조작(manipulation 혹은 handling) 과정에서 변형 혹은 파괴되기 쉽다. 이에 따라 이를 지지할 수 있는 여분의 지지부(ligament) 등 복잡한 구조물을 형성해야 하고, 시험 중에 이들을 또 제거해야 하는 마이크로 인장시험의 곤란점이 존재한다. Free film specimens, especially several microns thick, have low stiffness and are susceptible to deformation or destruction during manipulation or handling. As a result, there is a difficulty in micro-tension tests, in which complex structures such as extra ligaments that can support them must be formed, and they must be removed again during the test.

자유막 시험편 두께의 제약으로 인해 마이크로 인장시험편 전장이 mm 수준으로 제한되고, 기존 금속소재 일축인장시험 표준규격과는 달리 표점거리의 확인 및 이 영역에서 인장변형으로 늘어나는 정도를 측정할 수 있는 정밀 트랜스듀스의 부착이 불가능한 상황이다.Due to the limitation of the thickness of the free film, the total length of the micro tensile test specimen is limited to the mm level, and unlike the existing standard standard for uniaxial tensile testing of metal materials, a precision transformer capable of checking the gauge distance and measuring the extent to which the strain is elongated in this region Deuce is impossible to attach.

따라서 시험편의 변형측정 영역인 표점부(gage length)의 양단에 한 쌍의 선형 금속표점를 다시 증착시켜서, 시험편 양단이 잡아당겨질 때 표점 사이의 거리 증가분을 비접촉식 레이져간섭계로 측정하는 Interferometric Strain/Displacement Gage(ISDG) 방법이 개발되기도 하였다.Therefore, by re-depositing a pair of linear metal marks on both ends of the gage length, which is the strain measurement area of the test piece, the interferometric strain / displacement gage is used to measure the increase in distance between the marks when the two ends of the test piece are pulled. ISDG) has also been developed.

또한 레이져 간섭계 대신에 Electron Spackle Pattern Interferometry(ESPI) 간섭계를 이용하여 시험편표면에서의 미소한 변형정보를 얻어내는 기술도 개발되었으나, 이들은 근본적으로 복잡한 광학계를 갖춰야 한다는 부분과 사용되는 레이져의 파장에 대응하는 수준의 분해능으로 변위를 측정할 수 있기 때문에 nm 수준의 미소 변형을 측정하기 힘들다는 점과 시험과정이 복잡한 단점을 가지고 있다. In addition, techniques for obtaining microscopic strain information on the surface of specimens using the Electron Spackle Pattern Interferometry (ESPI) interferometer instead of the laser interferometer have been developed, but they have fundamentally complicated optical systems and correspond to the wavelength of the laser used. Displacement can be measured with a level of resolution, making it difficult to measure nm strains and the test procedure has complex disadvantages.

또한, 다단계의 마이크로머시닝 공정으로 인해 시험편 표면에 엣칭손상이 존재할 수 있으며, 이로 인해 시험 중에 예기치 않은 시험편 파괴가 발생하기도 하고, 마이크로머시닝 설계 시에 적용한 시험편 크기를 응력 및 변형률 계산에 이용함으로써 응력과 변형률의 큰 오차가 발생하기도 한다.In addition, the multi-stage micromachining process can result in etch damage on the specimen surface, which can lead to unexpected specimen breakage during testing, and by using the specimen size applied in the micromachining design to calculate stress and strain. Large errors in strain may occur.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 기판에 박막을 증착한 상태 그대로 변형을 가하기 때문에 별도의 시험편 제작이 필요 없다는 장점과, 하중 지지점들의 위치를 위,아래로 바꿈에 따라 잡아당기는 인장하중은 물론 밀어넣는 압축하중까지도 박막에 인가할 수 있는 장점 및 박막시험편의 중심부에 균일한 하중을 인가할 수 있어서 기존 3점 굽힘에서 발생하는 하중의 구배(gradient) 문제를 해결할 수 있는 X-선 회절용 4점 굽힘장치를 제공하는 데 있다.Therefore, the present invention was devised to solve the above problems, and the object of the present invention is that it does not need to prepare a separate specimen because the deformation is applied as it is a thin film deposited on the substrate, and the position of the load support points The advantage of being able to apply to the thin film not only the tensile load as it is pulled down but also the compressive load to be pushed down, and the uniform load can be applied to the center of the thin film test piece, so it is a gradient of the load generated from the existing three-point bending. The present invention provides a four-point bending device for X-ray diffraction that can solve the problem.

또한, 본 발명의 다른 목적은 X-선 회절용 4점 굽힘장치를 이용하여 박막시험편에 단계적으로 굽힘변형을 증가시키면서 굽힘곡률반경을 측정하여 박막시험편에 인가된 응력을 계산하고, 동시에 X-선 회절시험을 진행하여 회절 피크의 위치이동으로부터 대응하는 변형률을 측정하여 박막시험편의 응력-변형률 선도를 결정하는 방법을 제공하는 데 있다.In addition, another object of the present invention is to calculate the stress applied to the thin film test piece by measuring the bending radius of curvature while increasing the bending deformation step by step using a four-point bending device for X-ray diffraction, and at the same time X-ray The present invention provides a method of determining the stress-strain diagram of a thin film test piece by performing a diffraction test and measuring a corresponding strain from the position shift of the diffraction peak.

상기와 같은 본 발명의 목적들은, X-선의 조사 및 4점 굽힘으로 박막시험편의 응력-변형률을 측정하는 X-선 회절용 4점 굽힘장치에 있어서, 상기 X-선 회절용 4점 굽힘장치는 4점 굽힘을 위한 상부의 몸체와, 굽힘의 강도를 조절하는 하부의 마이크로미터로 구성하되, 상기 몸체의 상부는 고정된 두 쌍의 박막시험편 지지부 와, 승강되는 두 쌍의 박막시험편 지지부로 구성되고, 상기 승강되는 두 쌍의 박막시험편 지지부는 상기 마이크로미터와 연결되어 마이크로미터에 의해 승강되는 것을 특징으로 하는 X-선 회절용 4점 굽힘장치와,The object of the present invention as described above, in the four-point bending device for X-ray diffraction for measuring the stress-strain of the thin film test piece by X-ray irradiation and four-point bending, the four-point bending device for X-ray diffraction The upper part of the body for four-point bending, and the micrometer of the lower part to adjust the strength of the bending, the upper part of the body consists of two pairs of fixed thin film test piece support and two pairs of thin film test piece to be elevated The four-point bending apparatus for X-ray diffraction, wherein the two pairs of thin film test piece supporting portions are elevated by a micrometer in connection with the micrometer.

소정의 두께로 박막이 증착된 박막시험편을 레이져 변위측정기로 스캔하고 이로부터 증착상태에서 발생한 잔류응력에 의해 발생한 증착기판의 굽힘곡률을 측정하는 단계(S10)와; 상기 박막시험편에 굽힘을 가하지 않은 상태에서 X-선 회절시험으로 회절각도의 변화에 따른 박막시험편의 회절피크 정보를 측정하는 단계(S20)와; 상기 박막시험편을 X-선 회절용 4점 굽힘장치의 마이크로미터의 회전으로 박막표면에 인장/압축응력을 가변하여 굽힘곡률을 레이져 변위측정기로 측정하는 단계(S30)와; 상기 (S30)와 동시에 인장/압축응력이 가해진 박막시험편에 X-선 회절시험으로 회절각도의 변화에 따른 박막시험편의 회절피크 정보를 측정하여 박막시험편의 변형률을 구하는 단계(S40);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 X-선 회절용 4점 굽힘장치를 이용한 박막 응력-변형률 측정 방법에 의해 달성된다.Scanning the thin film test piece on which the thin film is deposited to a predetermined thickness with a laser displacement measuring device and measuring the bending curvature of the deposited substrate generated by the residual stress generated in the deposition state therefrom (S10); Measuring diffraction peak information of the thin film test piece according to the change of the diffraction angle by X-ray diffraction test without bending the thin film test piece (S20); Measuring the bending curvature by using a laser displacement meter by varying the tensile / compressive stress on the surface of the thin film by micrometer rotation of the four-point bending device for X-ray diffraction (S30); And calculating the strain of the thin film test piece by measuring diffraction peak information of the thin film test piece according to the change of the diffraction angle by X-ray diffraction test on the thin film test piece subjected to the tensile / compressive stress at the same time (S30) (S40). It is achieved by a thin film stress-strain measurement method using a four-point bending device for X-ray diffraction, characterized in that.

또한, 본 발명의 다른 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 발명의 실시를 위한 구체적인 내용란의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.Further features and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description in the Detailed Description section for carrying out the invention based on the accompanying drawings.

이와 같은 본 발명은 기판에 박막을 증착한 상태 그대로 변형을 가하기 때문에 별도의 시험편 제작이 필요 없다는 장점과, 하중 지지점들의 위치를 위, 아래로 바꿈에 따라 잡아당기는 인장하중은 물론 밀어넣는 압축하중까지도 박막에 인가할 수 있는 장점 및 박막시험편의 중심부에 균일한 하중을 인가할 수 있어서 기존 3점 굽힘에서 발생하는 하중의 구배(gradient) 문제를 해결할 수 있다.The present invention has the advantage that it does not need to prepare a separate specimen because the deformation is applied as it is a thin film deposited on the substrate, and the tensile load as the position of the load support points up and down, as well as the compression load to push Advantages that can be applied to the thin film and uniform load can be applied to the center of the thin film test piece can solve the problem of the gradient of the load caused by the existing three-point bending.

또한, 본 발명은 박막표면에 인가된 응력을 계산하고, X-선 회절피크의 위치변화를 파악하여 박막시험편의 변형정도를 정량적으로 측정하며, 박막시험편의 굽힘하중을 단계적으로 증가시켜 굽힘곡률반경을 측정하여 박막시험편에 인가된 응력을 계산하고, 동시에 X-선 회절시험을 진행하여 굽힘응력에 대응하는 변형률을 측정하여 박막시험편의 응력-변형률 선도를 결정할 수 있는 효과가 있다. In addition, the present invention calculates the stress applied to the surface of the thin film, quantitatively measures the degree of deformation of the thin film test piece by grasping the change in the position of the X-ray diffraction peak, and bending bending radius by increasing the bending load of the thin film test step by step The stress applied to the thin film test piece was calculated, and at the same time, the X-ray diffraction test was performed to measure the strain corresponding to the bending stress, thereby determining the stress-strain diagram of the thin film test piece.

이하, 본 발명의 양호한 실시예를 도시한 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하되, 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 하며, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings showing a preferred embodiment of the present invention will be described in detail, in adding reference numerals to the components of each drawing, the same components are possible even if displayed on different drawings It should be noted that the same reference numerals are used. In describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related known functions or configurations may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the terms or words used in the present specification and claims are consistent with the technical spirit of the present invention on the basis of the principle that the inventor can appropriately define the concept of the term in order to explain the invention in the best way. It must be interpreted as meaning and concept.

본 발명에 따른 X-선 회절용 4점 굽힘장치(100)는 4점 굽힘을 위한 상부의 몸체(10)와, 굽힘의 강도를 조절하는 하부의 마이크로미터(20)와, 굽힘변형을 받는 박막시험편(200)으로 구성된다.The four-point bending apparatus 100 for X-ray diffraction according to the present invention is a top body 10 for four-point bending, the micrometer 20 of the lower to adjust the strength of the bending, a thin film subjected to bending deformation It consists of a test piece 200.

여기서, 상기 몸체(10)의 상부는 고정된 두 쌍의 박막시험편 지지부와, 승강되는 두 쌍의 박막시험편 지지부로 구성되고, 상기 승강되는 두 쌍의 박막시험편 지지부는 상기 마이크로미터(20)와 연결되어 마이크로미터(20)에 의해 승강된다.Here, the upper portion of the body 10 is composed of two pairs of fixed thin film test piece support and the two pairs of thin film test piece to be elevated, the two pairs of thin film test piece to be elevated is connected to the micrometer (20) And lifted by the micrometer 20.

또한, 상기 고정된 두 쌍의 박막시험편 지지부는 몸체(10)의 길이방향 양측에 구비되고, 승강되는 두 쌍의 박막시험편 지지부는 상기 몸체(10)의 길이방향 내측에 구비될 수 있고, 상기 박막시험편 지지부는 몸체(10)의 상단의 폭방향으로 고정되며 일측에 끼움홀(11a)이 형성된 한 쌍의 고정편(11)과, 상기 한 쌍의 고정편(11)의 끼움홀(11a)에 끼움되는 핀(12)으로 구성될 수 있다.In addition, the two pairs of fixed thin film test piece support portions may be provided at both sides in the longitudinal direction of the body 10, and the two pairs of the thin film test piece support portions which are elevated may be provided at the inner side in the longitudinal direction of the body 10. The test piece support part is fixed in the width direction of the upper end of the body 10 and has a pair of fixing pieces 11 having a fitting hole 11a formed at one side thereof, and a fitting hole 11a of the pair of fixing pieces 11. It may consist of a pin 12 to be fitted.

상기 끼움홀(11a)은 핀(12)의 자유로운 회전을 돕기 위해 타원형으로 이루어진 것이 바람직하며, 상기 승강되는 두 쌍의 박막시험편 지지부는, 마이크로미터(20)와 연결핀(22)으로 연결된 하측의 승강부(21)에 고정되어 마이크로미터(20)의 회전에 의해 승강되는 구성이다.The fitting hole (11a) is preferably made of an oval to help the free rotation of the pin (12), the two pairs of lifting the thin film test piece support, the lower side connected by the micrometer (20) and the connecting pin (22) The structure is fixed to the lifting unit 21 and lifted by the rotation of the micrometer 20.

여기서, 상기 승강부(21)는 정밀 승강을 위해 외주연에 핀 슬라이더 베어링(23)을 더 구비할 수 있다.Here, the lifting unit 21 may further include a pin slider bearing 23 on the outer periphery for precise lifting.

이와 같은 본 발명은 기판에 박막을 증착한 상태 그대로 변형을 가하기 때문에 별도의 시험편 제작이 필요 없다는 장점이 있다. 뿐만 아니라 하중 지지점들의 위치를 위,아래로 바꿈에 따라 잡아당기는 인장하중은 물론 밀어넣는 압축하중까지도 박막에 인가할 수 있는 장점이 있다. Such the present invention has the advantage that it is not necessary to prepare a separate test piece because the deformation is applied as it is a thin film deposited on the substrate. In addition, there is an advantage that can be applied to the thin film as well as the compression load to pull as the load support points change the position up and down.

또한, 4점 굽힘을 이용할 경우 승강되는 두 쌍의 박막시험편 지지부에 균일한 하중을 인가할 수 있어서 기존 3점 굽힘에서 발생하는 하중의 구배(gradient) 문제를 해결할 수 있다.In addition, when four-point bending is used, a uniform load can be applied to two pairs of thin film test piece supporting elevating, thereby solving the problem of gradient of load generated from the existing three-point bending.

한편, 본 발명은 이상과 같은 X-선 회절용 4점 굽힘장치(100)를 이용하여 박막(또는 기판, 이하 박막이라 함) 시험편을 인위적으로 굽혀서 박막표면에 인위적인 응력을 형성한다. 박막표면에 인가된 응력은 굽힘의 정도 즉 굽힘에 의해 발생한 박막표면의 곡률반경을 측정하여 박막의 굽힘변형 탄성해에 대입하면 계산할 수 있다. Meanwhile, the present invention artificially bends a thin film (or substrate, hereinafter thin film) test piece by using the four-point bending apparatus 100 for X-ray diffraction as described above to form an artificial stress on the surface of the thin film. The stress applied to the thin film surface can be calculated by measuring the degree of bending, that is, the radius of curvature of the thin film surface caused by bending, and substituting it into the elastic deformation solution of the thin film.

X-선을 결정질 재료에 조사하면 특정한 방향으로만 회절 현상이 발생된다. 이러한 회절현상으로 발생되는 회절 피크들은 물질마다 고유한 격자상수와 원자 적층구조를 지니고 있으므로 특정한 위치에서만 관찰된다.When the X-rays are irradiated to the crystalline material, diffraction occurs only in a specific direction. The diffraction peaks generated by this diffraction phenomenon are observed only at specific positions because they have unique lattice constants and atomic stacks.

이러한 회절 피크의 위치(2θ)는 결정격자의 면간거리(d)에 반비례하기 때문에, 도 2와 같이 특정 회절 피크의 이동(Δ2θ)은 격자의 면간거리의 변화(Δd)가 발생되었다는 것을 나타낸다. 따라서 이러한 X-선 회절 피크의 위치 변화를 관찰함으로써 물질의 변형정도를 정량적으로 측정할 수 있다.Since the position of the diffraction peak 2θ is inversely proportional to the interplanar distance d of the crystal lattice, the shift of the specific diffraction peak Δ2θ as shown in FIG. 2 indicates that the change of the interplanar distance Δd of the grating is generated. Therefore, the degree of deformation of the material can be quantitatively measured by observing the positional change of the X-ray diffraction peak.

즉, 본 발명에 따른 X-선 회절용 4점 굽힘장치를 이용한 박막소재 응력-변형률 거동 측정 방법은 소정의 두께로 박막이 증착된 박막시험편을 레이져 변위측정기로 스캔하고 이로부터 증착상태에서 발생한 잔류응력에 의해 증착기판의 굽힘곡률을 측정하는 단계(S10)와, 상기 박막시험편에 굽힘을 가하지 않은 상태에서 X-선 회절시험으로 회절각도의 변화에 따른 박막시험편의 회절피크 정보를 측정하는 단 계(S20)와, 상기 박막시험편을 X-선 회절용 4점 굽힘장치의 마이크로미터의 회전으로 박막표면에 인장/압축응력을 가변하여 굽힘곡률을 레이져 변위측정기로 측정하는 단계(S30)와, 상기 (S30)와 동시에 인장/압축응력이 가해진 박막시험편에 X-선 회절시험으로 회절각도의 변화에 따른 박막시험편의 회절피크 정보를 측정하여 박막시험편의 변형률을 구하는 단계(S40)를 포함하여 이루어지는데, 여기서 상기 굽힘곡률의 계산은 <수학식1>을 사용하여 박막시험편의 전장 중 중앙 50 %의 곡률반경들을 평균한다.That is, in the thin film material stress-strain behavior measuring method using the four-point bending device for X-ray diffraction according to the present invention, the thin film test piece on which the thin film is deposited to a predetermined thickness is scanned with a laser displacement meter, and the residue generated in the deposition state therefrom. Measuring the bending curvature of the deposited substrate by the stress (S10) and the step of measuring the diffraction peak information of the thin film test piece according to the change of the diffraction angle by the X-ray diffraction test without bending the thin film test piece (S20) and varying the tensile / compressive stress on the surface of the thin film by micrometer rotation of the four-point bending device for X-ray diffraction to measure the bending curvature with a laser displacement meter (S30), and At the same time as (S30), the strain of the thin film test piece was determined by measuring the diffraction peak information of the thin film test piece according to the change of the diffraction angle by X-ray diffraction test on the thin film test piece subjected to the tensile / compression stress. It comprises a step (S40), wherein the calculation of the bending curvature is calculated using the <Equation 1> to average the radius of curvature of the center 50% of the full length of the thin film test piece.

Figure 112007078261915-PAT00001
Figure 112007078261915-PAT00001

여기서, R은 4점 굽힘에 의해서 발생한 굽힘 곡률반경이고,Where R is the bending curvature radius caused by the four-point bending,

a,b,c는 삼각형 각 변의 길이이고,a, b, c is the length of each side of the triangle

s는 (a+b+c)/2 이다.s is (a + b + c) / 2.

또한, 상기 응력의 계산은 <수학식2>에 의해 이루어지고, 상기 변형률은 <수학식3>에 의해 계산된다.In addition, the calculation of the stress is made by <Equation 2>, the strain is calculated by <Equation 3>.

Figure 112007078261915-PAT00002
Figure 112007078261915-PAT00002

여기서,

Figure 112007078261915-PAT00003
는 박막에 걸린 응력치를 나타내고,here,
Figure 112007078261915-PAT00003
Represents the stress value applied to the thin film,

Figure 112007078261915-PAT00004
는 박막의 탄성계수를 나타내고,
Figure 112007078261915-PAT00004
Represents the modulus of elasticity of the thin film,

Figure 112007078261915-PAT00005
는 기판의 두께를 나타내고,
Figure 112007078261915-PAT00005
Represents the thickness of the substrate,

Figure 112007078261915-PAT00006
는 박막의 포아슨 비(Poisson's ratio)를 나타내고,
Figure 112007078261915-PAT00006
Denotes the Poisson's ratio of the thin film,

Figure 112007078261915-PAT00007
은 상기 <수학식1>의
Figure 112007078261915-PAT00008
정의와 같다.
Figure 112007078261915-PAT00007
Of Equation 1
Figure 112007078261915-PAT00008
Same as definition.

Figure 112007078261915-PAT00009
Figure 112007078261915-PAT00009

여기서,

Figure 112007078261915-PAT00010
은 박막 표면의 변형률을 나타내고,here,
Figure 112007078261915-PAT00010
Represents the strain of the thin film surface,

Figure 112007078261915-PAT00011
는 증착상태 그대로(혹은 무응력 상태)의 박막 고유 면간거리를 나타내고,
Figure 112007078261915-PAT00011
Represents the intrinsic interplanar spacing of the film as it is (or without stress),

Figure 112007078261915-PAT00012
는 4점 굽힘응력의 작용으로 변화하는 박막의 면간거리를 나타낸다.
Figure 112007078261915-PAT00012
Denotes the interplanar distance of the thin film that is changed by the action of the four-point bending stress.

즉, 본 발명은 도 1의 X-선 회절용 4점 굽힘장치를 이용하여 굽힘하중을 단계적으로 증가시키면서 굽힘곡률반경을 측정하여 박막에 인가된 응력을 계산하고, 동시에 X-선 회절시험을 진행하여 굽힘응력에 대응하는 변형률을 측정하게 되면 최종적으로 박막의 응력-변형률 선도를 결정할 수 있는 것이다. That is, the present invention calculates the stress applied to the thin film by measuring the bending radius of curvature while increasing the bending load step by step using the four-point bending apparatus for X-ray diffraction of Figure 1, and at the same time X-ray diffraction test By measuring the strain corresponding to the bending stress, it is possible to finally determine the stress-strain diagram of the thin film.

< 실시예1 ><Example 1>

32 × 7 × 0.5 mm 크기를 갖는 비트로이(Vitreloy) 합금의 양면을 광택연마하여 기판으로 사용하였고, 스퍼터링을 통하여 1 um 두께로 금(Au) 박막을 증착하였다.Both surfaces of a Vitreloy alloy having a size of 32 × 7 × 0.5 mm were polished and used as a substrate, and a thin film of Au was deposited to a thickness of 1 um through sputtering.

레이져 변위측정기로 박막이 증착된 기판을 스캔하였고, 이로부터 증착상태에서 발생한 잔류응력에 의해 증착기판이 휘어진 정도를 측정하였다. 이 시험편을 도 1의 X-선 회절용 4점 굽힘장치에 그대로 올려놓은 뒤(마이크로미터를 돌려서 인위적인 굽힘변형을 가하지 않은 채) X-선 회절시험을 진행하여 시험편의 회전각도 변화에 따른 회절피크 정보를 측정하였다. 여기서, 상기 X-선의 조사는 승강되는 두 쌍의 박막시험편 지지부의 사이이다.The thin film deposited substrate was scanned with a laser displacement meter, and the degree of warpage of the deposited substrate was measured by the residual stress generated in the deposited state. The specimen was placed on the four-point bending device for X-ray diffraction as shown in FIG. 1 (without artificial bending deformation by turning the micrometer), and then subjected to X-ray diffraction test to obtain a diffraction peak according to a change in the rotation angle of the specimen. The information was measured. Here, the X-ray irradiation is between two pairs of thin film test piece support that is elevated.

이후 마이크로미터(20)로 승강부(21)를 밀어올려서 박막 증착된 기판을 위로 볼록하게 변형시킴으로써 박막표면에 인장응력을 가하였으며, 굽힘의 정도는 레이져 변위측정기를 이용하여 측정하였다. X-선 회절시험을 진행하여 회절각도의 변화에 따른 박막시험편의 회절피크 정보를 기록하였다. 이러한 굽힘변형은 여러 단계로 마이크로미터(20) 회전량을 증가시켜서 축적하였고, 각 단계마다 굽힘곡률 측정 에 기반하여 박막에 인가된 응력을 계산하기 위한 레이져 변위스캔 기록과 박막에서 얻어진 회절피크의 천이정도로부터 변형률을 계산하기 위한 X-선 회절시험을 동시에 진행하였다.Thereafter, the elevating part 21 was pushed up by the micrometer 20 to apply a tensile stress to the thin film surface by convexly deforming the thin film deposited substrate, and the degree of bending was measured using a laser displacement meter. The X-ray diffraction test was performed, and the diffraction peak information of the thin film test piece according to the change of the diffraction angle was recorded. These bending strains were accumulated by increasing the rotation of the micrometer 20 in several steps, and at each step, the laser displacement scan record and the diffraction peaks obtained from the thin film were calculated to calculate the stress applied to the thin film based on the bending curvature measurement. The X-ray diffraction test was performed simultaneously to calculate the strain from the degree.

변형 측정을 위한 회절 피크의 이동 관찰을 하기 위해서는 X-선을 발생시키는 X-선원(X-ray source), 회절각(diffraction angle)을 측정할 수 있는 고니오미터(goniometer), 회절 피크를 검출하는 검출기(counter), 검출기로부터 회절 데이터를 수집, 기록 및 보관 할 수 있는 기는 기록(recorder)로 구성 된다.In order to observe the shift of diffraction peak for deformation measurement, it detects X-ray source that generates X-ray, goniometer that can measure diffraction angle and diffraction peak. The detector and the group capable of collecting, recording and storing the diffraction data from the detector are composed of a recorder.

X-선 회절 패턴을 얻는데 사용된 X-선원은 Cukα (1.5405929 Å), 고니오미터의 반경은 185 mm, 검출기는 신틸레이션 카운터(scintillation counter) 및 기록 장치는 컴퓨터를 사용하였다.The X-ray source used to obtain the X-ray diffraction pattern was Cukα (1.5405929 mm 3), the radius of the goniometer was 185 mm, the detector was a scintillation counter and the recording device was a computer.

결과,result,

도 3에는 박막 증착된 기판 그대로와 이를 여러 단계로 굽히면서 레이져 변위측정기로 기록한 굽힘형상을 나타내고 있으며, 32 mm의 기판 전장에 걸쳐서 기록된 변위정보들을 도 4와 같이 원호의 일부로 간주하고, 내접원을 형성함으로써 곡률반경을 측정하였다.3 shows the bending shape recorded by the laser displacement meter while bending the thin film deposited substrate as it is in several stages. The displacement information recorded over the entire length of the 32 mm substrate is regarded as part of an arc as shown in FIG. The curvature radius was measured by forming.

즉, 도 4와 같이 시험편 양 끝단과 개별 변위 측정점을 이어 삼각형을 만들 때 삼각형 꼭지점들과 외접하는 원의 반지름 R은 <수학식1>과 같이 표시된다.That is, the radius R of the circle circumscribed with the triangle vertices when the triangle is formed by connecting both ends of the specimen and the individual displacement measurement points as shown in Figure 4 is expressed as Equation (1).

굽힘 시험편 양 끝단 사이에 존재하는 모든 프로파일 측정점들을 이용하여 삼각형들을 형성하고, <수학식1>과 도 4를 이용하여 곡률반경 R값들을 계산하였다. 그 결과 도 5와 같이 굽힘시험편 전장에 걸쳐서 곡률반경 R 값의 변화를 확인할 수 있었다. 실제 굽힘응력이 측정되어야 하는 영역은 내부폭이기 때문에 시험편 전장 중 중앙 50 %의 곡률반경들을 평균하여 각각의 굽힘단계에 해당하는 대표 곡률반경으로 사용하였다.Triangles were formed using all profile measurement points existing between both ends of the bending test piece, and the radius of curvature R values were calculated using Equation 1 and FIG. 4. As a result, as shown in FIG. 5, the change in the radius of curvature R over the entire length of the bending test piece was confirmed. Since the area where the actual bending stress should be measured is the internal width, the radius of curvature of the center 50% of the specimen length was averaged and used as the representative radius of curvature for each bending step.

곡률반경 R과 기판 및 박막소재의 탄성물성을 식 (2)에 대입하여 굽힘응력을 계산하였다. Vitreloy 비정질 기판의 탄성계수와 포아슨비는 92 GPa과 0.36을 사용하였고, 금(Au) 박막의 탄성계수와 포아슨 비값은 50 GPa과 0.25를 사용하였다.The bending stress was calculated by substituting the radius of curvature R and the elastic properties of the substrate and the thin film material in equation (2). The elastic modulus and Poisson's ratio of Vitreloy amorphous substrate were 92 GPa and 0.36, and the elastic modulus and Poisson ratio of Au thin film were 50 GPa and 0.25.

도 1에서 확인해 볼 수 있는 바와 같이 증착상태의 박막 시험편은 다른 인위적인 굽힘 시험편과 달리 아래로 볼록한 형태를 갖고 있기 때문에, R은 음의 부호로 대입된다. <수학식2>를 이용하여 계산한 박막 표면에 걸린 응력치는 <표1>과 같다.As can be seen in FIG. 1, since the thin film test piece in the deposited state has a convex shape downward unlike other artificial bending test pieces, R is substituted with a negative sign. The stress values applied to the surface of the thin film calculated using Equation 2 are shown in Table 1.

Figure 112007078261915-PAT00013
Figure 112007078261915-PAT00013

Stress values obtained from as-deposited and bent specimens. Stress values obtained from as-deposited and bent specimens.

금(Au) 박막의 회절 패턴은 X-선원으로 Cukα (1.5405 Å)을 사용하였을 때 회절각(2θ) 30 °에서 145 °의 범위에서는 도 6과 같이 9개의 회절 피크를 얻을 수 있었다. 9개의 회절 피크 가운데 굽힘응력에 따른 변형량을 측정하기 위한 회절 피크로는 64.45 ° (2θ)에서 나오는 회절 피크를 선택하였다.In the diffraction pattern of the Au thin film, nine diffraction peaks were obtained as shown in FIG. 6 in the range of 30 ° to 145 ° diffraction angle (2θ) when Cukα (1.5405 Hz) was used as the X-ray source. Among the nine diffraction peaks, a diffraction peak at 64.45 ° (2θ) was selected as a diffraction peak for measuring the deformation amount according to the bending stress.

2θ가 64.45 ° 주변의 회절패턴들을 증착 상태과 3단계로 굽힘을 증가시킨 박막/기판 시험편들로부터 얻고, 이 결과를 도 7에 중첩시켰다. 도 2에서 예상할 수 있는 바와 같이 회절패턴들은 Au 박막표면에 인장응력이 증가함에 따라 왼쪽으로 이동함을 확인할 수 있었다.Diffraction patterns around 2θ of 64.45 ° were obtained from thin film / substrate test specimens in which the bending state and bending in three steps were increased, and the result is superimposed on FIG. 7. As can be expected from FIG. 2, the diffraction patterns were shifted to the left as the tensile stress increased on the Au thin film surface.

각 응력 상태에서의 변화된 면간거리 d는 Bragg법칙(

Figure 112007078261915-PAT00014
)으로부터 계산할 수 있다. 여기서 반사차수 (reflection order) n은 1로 주어지고, 회절시험에 사용된 X선 파장 λ는 1.5405929 Å으로 주어졌다. 각 회절 패턴의 피크에 해당하는 회절각을 측정하고, 이를 Bragg 법칙에 대입한 결과 면간거리 d는 <표2>와 같이 계산되었다.The changed interplanar distance d at each stress state is Bragg's law (
Figure 112007078261915-PAT00014
Can be calculated from Here, the reflection order n is given by 1, and the X-ray wavelength λ used in the diffraction test is given by 1.5405929 Å. As a result of measuring the diffraction angle corresponding to the peak of each diffraction pattern and substituting it into Bragg's law, the interplanar distance d was calculated as shown in <Table 2>.

<표2>에서 계산된 면간거리의 변화를 <수학식3>에 대입함으로써 변형률 값으로 환산할 수 있었다. 단 증착상태의 박막 시험편(nil bending)에도 미소한 굽힘 곡률이 확인된 만큼 응력과 변형률이 존재하지만, <표1>과 같이 인위적으로 인가된 굽힘응력에 비해서는 미미한 관계로 증착상태의 회절패턴에서 얻어진 면간거리를 무응력 Au 박막의 고유 면간거리로 이용하였다.The change in interplanar distance calculated in <Table 2> can be converted into strain value by substituting <Equation 3>. However, stress and strain are present in the thin film specimens (nil bending) in the deposited state. However, they are insignificant compared to the artificially applied bending stress as shown in <Table 1>. The obtained interplanar spacing was used as the intrinsic interplanar spacing of the stress-free Au thin film.

Figure 112007078261915-PAT00015
Figure 112007078261915-PAT00015

Changes in the interplanar distance and thin-film strain due to artificial 4-point bendings.Changes in the interplanar distance and thin-film strain due to artificial 4-point bendings.

<표1>과 <표2>에서 얻어진 응력과 변형률을 이용하여 Au 박막의 응력-변형률 선도를 도 8과 같이 완성하였다. The stress-strain diagram of the Au thin film was completed as shown in FIG. 8 using the stresses and strains obtained in Tables 1 and 2.

이상 본 발명이 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었으나, 본 발명의 기술 분야에 속하는 자들은 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에 다양한 변경 및 수정을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 진정한 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.Although the present invention has been described in connection with a preferred embodiment, those of ordinary skill in the art will be able to easily make various changes and modifications without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in descriptive sense only and not for purposes of limitation, and the true scope of the present invention is shown in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the equivalent scope are included in the present invention. Should be interpreted as.

도 1은 증착된 박막시험편을 인위적으로 변형시키기 위한 X-선 회절용 4점 굽힘장치의 조립도를 나타낸 도면이고,1 is a view showing the assembly of the four-point bending device for X-ray diffraction to artificially deform the deposited thin film test piece,

도 2는 소재에 걸린 잔류응력 부호에 따른 X-선 회절 피크의 좌우 이동현상을 나타낸 도면이고,2 is a diagram showing the left and right movement of the X-ray diffraction peak according to the residual stress code applied to the material,

도 3은 인위적으로 굽힘 변형된 박막시험편의 표면을 레이져 변위측정기로 스캔하여 얻은 형상 프로파일을 나타낸 도면이고,3 is a view showing a shape profile obtained by scanning the surface of an artificial bending deformation thin film test piece with a laser displacement meter,

도 4는 도 3의 형상 프로파일을 원호로 가정하여 곡률반경 (혹은 내접원 반경)을 결정하는 기하학적 분석과정을 나타낸 도면이고,4 is a diagram illustrating a geometric analysis process of determining a radius of curvature (or inscribed circle radius) assuming the shape profile of FIG. 3 as an arc;

도 5는 도 4의 곡률반경 분석결과를 여러 굽힘변형을 받은 박막시험편 전장에 걸쳐 나타낸 도면이고,FIG. 5 is a view showing the curvature radius analysis result of FIG. 4 over the entire length of the thin film test specimen subjected to various bending deformations.

도 6은 증착된 금 박막의 표면에서 얻어진 X-선 회절 패턴을 나타낸 도면이고,6 is a view showing an X-ray diffraction pattern obtained on the surface of the deposited gold thin film,

도 7은 인위적인 굽힘변형을 받은 박막시험편에서 얻어진 회절피크가 인가된 응력으로 인해 증착 그대로의 금 박막 회절피크로부터 이동한 것을 나타낸 도면이고, 7 is a view showing that the diffraction peak obtained in the thin film test specimen subjected to artificial bending deformation is moved from the gold thin film diffraction peak as it is deposited due to the applied stress.

도 8은 X-선 회절용 4점 굽힘 장치를 이용하여 금 박막의 응력-변형률 거동을 측정한 최종결과를 나타낸 도면이다.8 is a view showing the final result of measuring the stress-strain behavior of the gold thin film using a four-point bending device for X-ray diffraction.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>

100: X-선 회절용 4점 굽힘장치 200: 박막시험편100: 4-point bending device for X-ray diffraction 200: thin film test piece

10: 몸체 20: 마이크로미터10: body 20: micrometer

11: 고정편 11a: 끼움홀11: fixing piece 11a: fitting hole

12: 핀 21: 승강부12: pin 21: lift

22: 연결핀22: connecting pin

Claims (11)

X-선의 조사 및 4점 굽힘으로 박막시험편(200)의 응력-변형률을 측정하는 X-선 회절용 4점 굽힘장치(100)에 있어서,In the four-point bending device 100 for X-ray diffraction to measure the stress-strain of the thin film test piece 200 by X-ray irradiation and four-point bending, 상기 X-선 회절용 4점 굽힘장치(100)는 4점 굽힘을 위한 상부의 몸체(10)와, 굽힘의 강도를 조절하는 하부의 마이크로미터(20)로 구성하되, The four-point bending device 100 for X-ray diffraction is composed of the upper body 10 for the four-point bending, the lower micrometer 20 to adjust the strength of the bending, 상기 몸체(10)의 상부는 고정된 두 쌍의 박막시험편 지지부와, 승강되는 두 쌍의 박막시험편 지지부로 구성되고, 상기 승강되는 두 쌍의 박막시험편 지지부는 상기 마이크로미터(20)와 연결되어 마이크로미터(20)에 의해 승강되는 것을 특징으로 하는 X-선 회절용 4점 굽힘장치.The upper portion of the body 10 is composed of two pairs of fixed thin film test piece support, and the two pairs of lifting the thin film test piece support, the two pairs of the lifting thin film test piece support is connected to the micrometer 20 is micro 4-point bending device for X-ray diffraction, which is lifted by the meter (20). 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 고정된 두 쌍의 박막시험편 지지부는 몸체(10)의 길이방향 양측에 구비되고, 승강되는 두 쌍의 박막시험편 지지부는 상기 몸체(10)의 길이방향 내측에 구비되는 것을 특징으로 하는 X-선 회절용 4점 굽힘장치.The two pairs of fixed thin film test piece support portions are provided on both sides in the longitudinal direction of the body 10, and the two pairs of thin film test piece supporting portions are provided on the inner side in the longitudinal direction of the body 10. 4-point bending device for diffraction. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 박막시험편 지지부는 몸체(10)의 상단의 폭방향으로 고정되며 일측에 끼움홀(11a)이 형성된 한 쌍의 고정편(11)과;The thin film test piece support portion is fixed in the width direction of the upper end of the body 10 and a pair of fixing pieces (11) formed with a fitting hole (11a) on one side; 상기 한 쌍의 고정편(11)의 끼움홀(11a)에 끼움되는 핀(12);으로 구성되는 것이 특징인 X-선 회절용 4점 굽힘장치.And a pin (12) fitted into the fitting hole (11a) of the pair of fixing pieces (11). 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 끼움홀(11a)은 핀(12)의 자유로운 회전을 돕기 위해 타원형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 X-선 회절용 4점 굽힘장치.The fitting hole (11a) is a four-point bending device for X-ray diffraction, characterized in that made of an oval to help free rotation of the pin (12). 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 승강되는 두 쌍의 박막시험편 지지부는,The two pairs of lifting test pieces of thin film test piece, 마이크로미터(20)와 연결핀(22)으로 연결된 하측의 승강부(21)에 고정되어 마이크로미터(20)의 회전에 의해 승강되는 것을 특징으로 하는 X-선 회절용 4점 굽힘장치.The four-point bending device for X-ray diffraction, characterized in that the lift by the rotation of the micrometer 20 is fixed to the lower lifting portion 21 is connected to the micrometer 20 and the connecting pin (22). 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 승강부(21)는 정밀 승강을 위해 외주연에 핀 슬라이더 베어링(23)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 X-선 회절용 4점 굽힘장치.The elevating portion (21) is a four-point bending device for X-ray diffraction, characterized in that it further comprises a pin slider bearing (23) on the outer periphery for precise lifting. 소정의 두께로 박막이 증착된 박막시험편을 레이져 변위측정기로 스캔하고 이로부터 증착상태에서 발생한 잔류응력에 의해 증착기판의 굽힘곡률을 측정하는 단계(S10)와;Scanning the thin film test piece on which the thin film is deposited to a predetermined thickness with a laser displacement measuring device and measuring the bending curvature of the deposited substrate by the residual stress generated in the deposition state therefrom (S10); 상기 박막시험편에 굽힘을 가하지 않은 상태에서 X-선 회절시험으로 회절각도의 변화에 따른 박막시험편의 회절피크 정보를 측정하는 단계(S20)와;Measuring diffraction peak information of the thin film test piece according to the change of the diffraction angle by X-ray diffraction test without bending the thin film test piece (S20); 상기 박막시험편을 X-선 회절용 4점 굽힘장치의 마이크로미터의 회전으로 박막표면에 인장/압축응력을 가변하여 굽힘곡률을 레이져 변위측정기로 측정하는 단계(S30)와;Measuring the bending curvature by using a laser displacement meter by varying the tensile / compressive stress on the surface of the thin film by micrometer rotation of the four-point bending device for X-ray diffraction (S30); 상기 (S30)와 동시에 인장/압축응력이 가해진 박막시험편에 X-선 회절시험으로 회절각도의 변화에 따른 박막시험편의 회절피크 정보를 측정하여 박막시험편의 변형률을 구하는 단계(S40);Obtaining the strain of the thin film test piece by measuring diffraction peak information of the thin film test piece according to the change of the diffraction angle by X-ray diffraction test on the thin film test piece to which the tensile / compressive stress was applied at the same time (S30); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 X-선 회절용 4점 굽힘장치를 이용한 박막 응력-변형률 측정 방법.Thin-film stress-strain measurement method using a four-point bending device for X-ray diffraction, comprising a. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 굽힘곡률은 <수학식1>에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 X-선 회절용 4점 굽힘장치를 이용한 박막 응력-변형률 측정 방법.The bending curvature is a thin film stress-strain measurement method using a four-point bending device for X-ray diffraction, characterized in that by <Equation 1>. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 굽힘곡률은 박막시험편의 전장 중 중앙 50 %의 곡률반경들의 평균을 사용하는 것을 특징으로 하는 X-선 회절용 4점 굽힘장치를 이용한 박막 응력-변형률 측정 방법.The bending curvature is a thin film stress-strain measurement method using a four-point bending device for X-ray diffraction, characterized in that the average of the radius of curvature of the center 50% of the full length of the thin film test piece. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 응력의 계산은 <수학식2>에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 X-선 회절용 4점 굽힘장치를 이용한 박막 응력-변형률 측정 방법.The stress calculation is a thin film stress-strain measurement method using a four-point bending device for X-ray diffraction, characterized in that by <Equation 2>. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 변형률은 <수학식3>에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 X-선 회절용 4점 굽힘장치를 이용한 박막 응력-변형률 측정 방법.The strain is a thin film stress-strain measurement method using a four-point bending device for X-ray diffraction, characterized in that by <Equation 3>.
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