TWI484175B - The method of improving the measurement error caused by the indentation of nano indentation - Google Patents

The method of improving the measurement error caused by the indentation of nano indentation Download PDF

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Sui Hsiang Chen
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Jia Hao Jhuang
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Univ Wufeng
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奈米壓痕擠出現象造成量測誤差之改善方法
本創作係一種改善奈米壓痕而產生擠出現象(pile-up)造成量測誤差的方法，尤指在奈米壓痕後先覆蓋了覆蓋物而後磨切去奈米壓痕造成擠出的凸起之方法。
奈米壓痕技術在近20年來由於精密位移量測及精密壓力控制的快速發展下，已應用許多奈米等級的物理性質量測，目前精密壓力控制已經可以控制到奈牛頓，而精密位移量測則可量測到0.1奈米，但奈米壓痕之面積使用高倍率的顯微鏡量測時常因奈米壓痕周圍產生的凸起而使測量發生誤差，目前奈米壓痕造成擠出的凸起，常採直接磨切方法去除凸起，常造成奈米壓痕之形狀改變而又產生量測誤差，此實應改善之。
奈米壓痕在壓痕之周圍有時會產生擠出現象(pile-up)之產生，造成壓痕面積計算之誤差，本創作使用覆蓋物填滿奈米壓痕，待覆蓋物硬化後，再磨切去除擠出現象造成的凸起，去除奈米壓痕內的覆蓋物，如此使奈米壓痕不致變形，可精確的量測得奈米壓痕之面積。
本創作為達所述之功效，所使用之技術手段，茲舉一實施例，俾使 貴審查委員能進一步瞭解本創作之結構、特性及動作方式，說明如下：
請參閱第1圖、第2圖及第3圖所示，本創作係當奈米 探針(101)壓入測試物(102)時，測試物(102)在奈米探針(101)的周圍表面因擠出現象(pile-up)而產生凸起(103)(如第3圖所示)，造成真正的奈米壓痕深度(B)及因凸起(103)而量測到的奈米壓痕深度(A)，提起奈米探針(101)後，在測試物(102)表面覆蓋上覆蓋物(104)(如第5圖、第6圖及第7圖所示)，而覆蓋之方法可為電鍍法、沉積法、液浸法、噴塗法、紫外線硬化法等方法為之，接著以研磨、剪切或雷射等方法去除測試物(102)表面的覆蓋物(104)及凸起(103)(如第6圖所示)，而後以洗劑、溶化或汽化等方法去除奈米壓痕(102)內的殘餘覆蓋物(104)，如此即可得到正確量測的出奈米壓痕(105)。第4圖係一般奈米壓痕(105)造成擠出的凸起(103)，常採直接壓切方法去除凸起(103)，常造成奈米壓痕(105)周圍產生毛邊(106)進而影響量測的準確性。第8圖為本方法之步驟流程圖。
綜上所述，本創作確能以其結構，達成創新之功效，並且具有新穎之實用性，應符專利申請要件，爰依法提出申請，祈請惠予審查，並賜準專利，實感德便。
101‧‧‧奈米探針
102‧‧‧測試物
103‧‧‧凸起
104‧‧‧覆蓋物
105‧‧‧奈米壓痕
106‧‧‧毛邊
A‧‧‧真正的奈米壓痕深度
B‧‧‧因凸起而量測到的奈米壓痕深度
第1圖係本創作實施例之奈米探針尚未壓入測試物表面圖。
第2圖係本創作實施例之奈米探針已壓入測試物表面圖。
第3圖係本創作實施例之測試物表面發生的擠出凸起圖。
第4圖係本創作實施例之直接磨切去凸起造成奈米壓痕形狀的改變圖。
第5圖係本創作實施例之測試物表面覆蓋了覆蓋物圖。
第6圖係本創作實施例之磨切去覆蓋物及凸起後之圖。
第7圖係本創作實施例之除去覆蓋物後真正的奈米壓痕之剖面圖。
第8圖係本創作實施例之步驟流程圖。
102‧‧‧測試物
103‧‧‧凸起
104‧‧‧覆蓋物

Claims (9)

  1. 一種奈米壓痕擠出現象造成量測誤差之改善方法，包括步驟：a.奈米探針壓入單一元素構成的測試物；b.提起奈米探針；c.在測試物表面覆蓋上覆蓋物；d.去除高於測試物表面的覆蓋物及測試物表面因奈米壓痕造成擠出的凸起；e.去除奈米壓痕內的覆蓋物。
  2. 依申請專利範圍第1項所述之奈米壓痕擠出現象造成量測誤差之改善方法，其中覆蓋物之覆蓋於測試物表面之方法可為噴塗法。
  3. 依申請專利範圍第1項所述之奈米壓痕擠出現象造成量測誤差之改善方法，其中覆蓋物之覆蓋於測試物表面之方法可為紫外線硬化法。
  4. 依申請專利範圍第1項所述之奈米壓痕擠出現象造成量測誤差之改善方法，其中去除覆蓋物及凸起的方法可為研磨法。
  5. 依申請專利範圍第1項所述之奈米壓痕擠出現象造成量測誤差之改善方法，其中去除覆蓋物及凸起的方法可為剪切法。
  6. 依申請專利範圍第1項所述之奈米壓痕擠出現象造成量測誤差之改善方法，其中去除覆蓋物及凸起的方法可為雷射法。
  7. 依申請專利範圍第1項所述之奈米壓痕擠出現象造成量測誤差之改善方法，其中去除奈米壓痕內殘留覆蓋物的方法可為汽化法。
  8. 依申請專利範圍第1項所述之奈米壓痕擠出現象造成量測誤差之改善方法，其中去除奈米壓痕內殘留覆蓋物的方法可為溶化法。
  9. 依申請專利範圍第1項所述之奈米壓痕擠出現象造成量測誤差之改善方法，其中去除奈米壓痕內殘留覆蓋物的方法可為洗劑法。
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