رقيقة نظام قياس الضغطفائدة نموذج يستخدم للكشف عن الإجهاد المتبقية أو الإجهاد الديناميكي في الفيلم ( سمك من نانومتر إلى ميكرون ) ، ويستخدم على نطاق واسع في مجال أشباه الموصلات رقاقة ، مرنة الالكترونية والبصرية طلاء ، الخ . هناك اختلافات كبيرة في الخصائص الفيزيائية من مواد مختلفة من الأفلام ، مثل صلابة عالية من الأفلام المعدنية ، وانخفاض معامل مرونة من الأفلام البوليمر ، وهشاشة من أشباه الموصلات الأفلام .

مبدأ القياس : اختيار الأسلوب الأساسي مطابقة وفقا لخصائص المواد

وفقا لخصائص المواد الميكانيكية والفيزيائية ، واختيار المناسب مبدأ قياس الإجهاد هو أساس القياس الدقيق :

الانحناء الأسلوب هو مناسبة لأنّ المواد الصلبة ، مثل المعادن فيلم ( مثل الألومنيوم فيلم ، فيلم النحاس ) ، وأشباه الموصلات فيلم ( مثل السيليكون القائم على الفيلم ) وغيرها من المواد الصلبة ( معامل مرونة أكبر من أو يساوي 100 GPA ) ، ويفضل أن يكون ذلك باستخدام الليزر الانحناء الأسلوب - قياس انحناء الركيزة قبل وبعد ترسب الفيلم ( الدقة ≤ 0.1m⁻¹ ) ، جنبا إلى جنب مع ستوني الصيغة لحساب الإجهاد . هذا النوع من المواد ليس من السهل أن تشوه ، والانحناء إشارة مستقرة ، يمكن أن تعكس بدقة التغيرات في الضغط . على سبيل المثال ، عند قياس الممعدنه فيلم على رقاقة السيليكون ، ليزر بقعة قطرها يمكن تعيين إلى 50 أمي ، وبالتالي ضمان القرار المكانية انحناء القياس .

التداخل الضوئي هو مناسبة لأنّ مرنة / مواد شفافة : فيلم البوليمر ( على سبيل المثال ، بي فيلم ، فيلم الحيوانات الأليفة ) ، فيلم شفافة البصرية ( على سبيل المثال ، ايتو فيلم ) وغيرها من مواد مرنة أو شفافة ( معامل مرونة أقل من 10gpa ، نفاذية الضوء أكثر من 80 ٪ ) ، مناسبة لأنّ الضوء الأبيض التداخل أو مرحلة التحول التداخل . من خلال الكشف عن التغيرات في المرحلة الضوئية ( الدقة ≤ 0.01 π ) الناجمة عن الإجهاد من الفيلم ، الأضرار الناجمة عن الاتصال قياس مواد مرنة يمكن تجنبها . على سبيل المثال ، عند قياس بي قاعدة مرنة لقد اخترت الفيلم ، عدم الاتصال تدخل مسار الضوء يستخدم لمنع تشوه قاعدة من التأثير على نتائج القياس .

رامان الطيفي هو مناسبة لأنّ هش / ارتفاع درجة الحرارة المواد : السيراميك رقيقة ( مثل آل ₂ س ₃ رقيقة ) ، وارتفاع درجة الحرارة سبائك رقيقة ( درجة الحرارة المقاومة ≥ 500 ℃ ) ، رامان الطيفي هو اختيار طريقة حساب توزيع الضغط من خلال تحليل رامان الذروة التشرد ( موجة عدد الدقة ≤ 0.1cm ⁻ ) . هذا النوع من المواد من السهل كسر بسبب قوة خارجية ، رامان الطيفي تماس المنطقة الصغيرة قياس ( بقعة قطرها أقل من أو يساوي 1 ميكرون ) خصائص يمكن تجنب الضرر ، في حين أن ارتفاع درجة حرارة البيئة ( تحتاج إلى أن تكون مطابقة مع ارتفاع في درجة الحرارة عينة الجدول ) .

عينة ثابتة تناسب : تصميم خطة ثابتة حسب شكل المواد

من أجل ضمان الاستقرار في قياس العينة ، ونحن تصميم مناسبة المثبتات لمختلف المواد الركيزة ( على سبيل المثال ، جامدة ، مرنة الركيزة ، ورقة / لفة ) .

قاعدة جامدة التثبيت : فيلم على قاعدة جامدة مثل رقاقة السيليكون ، والزجاج ، وما إلى ذلك ، يتم تثبيتها بواسطة الامتزاز فراغ ( الامتزاز الضغط 0.05-0.08mpa ) لتجنب المزيد من الإجهاد الناجم عن الميكانيكية لقط . على سبيل المثال ، عند قياس نيتريد السيليكون رقيقة على 6 بوصة رقاقة السيليكون ، فراغ تشاك القطر يتطابق مع رقاقة السيليكون ( 6 بوصة ) لضمان أن الركيزة بالتساوي دون الانحناء المحلية . . .

قاعدة مرنة التثبيت : فيلم ( على سبيل المثال ، بي فيلم ) على قاعدة البوليمر مرنة ، والتي هي ثابتة في التوتر السيطرة على التوتر المستمر ( 0.1-1n ) من خلال بكرات التوتر في كلا طرفي ، والتي يتم تعديلها وفقا سماكة الفيلم ) للحفاظ على قاعدة مسطحة دون إجهاد إضافي . التوتر تذبذب يجب أن يكون أقل من أو يساوي 5 في المائة عند قياس التوتر الاختلاف يمكن تجنبها ، على سبيل المثال ، عندما رقيقة جدا بي فيلم يستخدم للكشف عن شاشة مرنة ، التوتر يجب أن تكون مجموعة 0.3n لتحقيق التوازن بين التسطيح و خالية من الإجهاد الشرط .

المعلمة المعايرة الأمثل : تعديل النموذج الحسابي

على أساس معامل مرونة و نسبة بواسونرقيقة نظام قياس الضغطنموذج حساب يلغي الأخطاء الناجمة عن الاختلافات في خصائص المواد :

المعلمات الميكانيكية المدخلات والمعايرة : قبل القياس ، معامل مرونة المواد ( مثل الألومنيوم 70gpa الفيلم ، بي فيلم 2.5gpa ) ، نسبة بواسون ( مثل فيلم السيليكون 0.28 ، فيلم البوليمر 0.4 ) يجب أن تكون مدخلات دقيقة في النظام ، stoney الصيغة المنقحة ، رامان ذروة التحول معامل الإجهاد وغيرها من النماذج الأساسية . على سبيل المثال ، عند قياس مختلف الأفلام المعدنية ، إذا كان معامل مرونة المدخلات انحراف 10 ٪ ، فإنه يمكن أن يؤدي إلى أكثر من 8 ٪ من الإجهاد خطأ في الحساب .

نطاق القياس : نظام قياس مدى الإجهاد المتبقية من الأفلام المعدنية عادة ما تكون 10-500mpa ، ويمكن تعيين إلى 0-1000mpa . . . . . . . معظم من الإجهاد في فيلم البوليمر هو 1-50mpa ، مجموعة قياس هو 0-100mpa ، وبالتالي تجنب عدم كفاية دقة قياس انخفاض الضغط الناجم عن الإفراط في مجموعة قياس ( على سبيل المثال ، يمكن أن يكون الخطأ أكثر من 10 في المائة عند قياس الضغط 10mpa 1000mpa ) .

البيئة : قياس التعويض التكيف مع البيئة من حيث استقرار المواد

تهدف إلى حساسية المواد إلى درجة الحرارة ، الرطوبة ، والاهتزاز ، ضبط قياس البارامترات البيئية ، وضمان قياس الاستقرار :

درجة الحرارة والرطوبة التعويض : فيلم البوليمر ( على سبيل المثال ، الحيوانات الأليفة فيلم ) حساسة إلى درجة الحرارة والرطوبة ( درجة الحرارة في 1 ℃ ، والإجهاد التغيير قد يكون أكثر من 10 ميغاباسكال ) ، تحتاج إلى قياس في درجة حرارة ثابتة والرطوبة البيئة ( التحكم في درجة الحرارة 23 ± 0.5 ℃ ، الرطوبة 50 ± 5 ٪ ره ) ، في الوقت الحقيقي من خلال أجهزة الاستشعار البيئية للتعويض عن درجة الحرارة والرطوبة الناجمة عن الإجهاد الانحراف . على سبيل المثال ، عند قياس بي فيلم مرنة الالكترونية ، درجة الحرارة والرطوبة التعويض الخوارزمية هو المدمج في النظام ، والتي يمكن تلقائيا تصحيح الأخطاء الناجمة عن العوامل البيئية .

مكافحة الاهتزاز الكهرومغناطيسية التدريع : أشباه الموصلات فيلم ( مثل مقاومة للضوء فيلم ) ، فيلم المغناطيسي على الاهتزاز ( الاهتزاز السعة أكثر من 1 ميكرون سوف تؤثر على القياس البصرية ) ، التداخل الكهرومغناطيسي الحساسية ، نظام القياس يجب أن تكون مثبتة على امتصاص الصدمات الجدول ( الاهتزاز تخفيف معدل أكثر من 90 ٪ ) ، واستخدام الكهرومغناطيسية التدريع غطاء ( التدريع فعالية أكثر من 30 ديسيبل ) لتجنب التدخل الخارجي تؤثر على إشارة شراء ، على سبيل المثال ، في أشباه الموصلات غرفة نظيفة لقياس مقاومة للضوء الفيلم ، امتصاص الصدمات الجدول يمكن التحكم في الاهتزاز في 0.1 ميكرون .

من خلال خطة تناسب أعلاه ،رقيقة نظام قياس الضغطفائدة نموذج يمكن أن تغطي متطلبات قياس المعادن ، وأشباه الموصلات ، البوليمرات ، والسيراميك ، وما إلى ذلك ، يمكن أن تضمن دقة قياس الضغط تحت مواد مختلفة يمكن أن تلبي متطلبات تطبيق المشهد ( على سبيل المثال ، قياس خطأ من أشباه الموصلات رقاقة الفيلم أقل من 3 ٪ ، الالكترونية مرنة الفيلم خطأ أقل من 5 في المائة ) ، وتوفير بيانات دعم الأداء الأمثل من المواد رقيقة و تحسين موثوقية الجهاز .