一种跨尺度的薄膜应力测试系统及测试方法技术方案

本发明专利技术设计了一种跨尺度的薄膜应力测试系统及测试方法，先将试样薄膜放置于试样板，通过氦氖激光经过不平整薄膜的反射光线，在阵线CCD的接受处理后光信号变成放大的电信号，计算机计算得到翘曲度，以及公式推导后得到薄膜宏观应力，确定需要进一步测量的区域。然后在不移动试样的情况下继续利用X射线衍射原理测量局部微观应力。X射线经过晶面反射得到若干束衍射线，利用X射线衍射条件得到晶面间变形，计算得到微观晶体受到应力。通过本发明专利技术的技术方法，可大大节省监测薄膜材料宏观翘曲状况和微观晶粒排列状态的时间与材料，并且根据测量结果实现对薄膜材料应力状态的检测。具有操作简单，快捷，节约时间成本，适用范围广泛的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种跨尺度的薄膜应力测试系统及测试方法
本专利技术属于光测力学薄膜应力测量
，尤其涉及一种跨尺度的薄膜应力测试系统及测试方法。
技术介绍
多元化薄膜广泛应用在机载、星载和航天领域等科技领域。其与微电路的结合是薄膜领域中一个重要分支，称为薄膜电路。这是一种采用真空镀膜，溅射、电镀等成膜工艺，干、湿法刻蚀等成型技术制作芯片的多层互连电路结构。基于互连密度、线条精度高，薄膜技术可实现小孔金属化、制造无源电路集成元件、制造多层电路。由于所制作的元件参数范围广、精度高、集成度较高、尺寸小等突出特点，是高精领域很有竞争力的微波电路模块。薄膜的宏观失效过程,纳米级力学性能关联着材料寿命与微观结构状态性,所以定量检测薄膜材料应力状态有着重要的意义。曲率法测量薄膜应力：包括悬臂梁法、牛顿环法和干涉仪相位移式应力测量法。悬臂梁法是通过测量薄膜附着的基体弯曲变形程度获得薄膜宏观应力；牛顿环法利用镀膜后，薄膜产生的弯曲面与基体参考平面，产生干涉条纹这一现象。牛顿环间距与条纹数带入牛顿环应力公式，可求出应力值；干涉仪相位移式应力测量法运用CCD将薄膜曲面与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种跨尺度的薄膜应力测试系统，其特征在于，包含宏观测量模块与微观测量模块，分别为宏观与微观测量薄膜应变的应力测量途径模块，且宏观测量模块与微观测量模块组成部件空间交错布置，彼此检测光路互不影响，用于跨尺度同时定位连续测量式样指定区域应力状态。/n

【技术特征摘要】
1.一种跨尺度的薄膜应力测试系统，其特征在于，包含宏观测量模块与微观测量模块，分别为宏观与微观测量薄膜应变的应力测量途径模块，且宏观测量模块与微观测量模块组成部件空间交错布置，彼此检测光路互不影响，用于跨尺度同时定位连续测量式样指定区域应力状态。


2.根据权利要求1所述的跨尺度的薄膜应力测试系统，其特征在于，宏观测量模块中，激光器发射、标准具在入射光路方向上顺序排列，线阵CCD、偏振器、接收器于反射光线路上顺序排列，使激光能被接收。


3.根据权利要求2所述的跨尺度的薄膜应力测试系统，其特征在于，微观测量模块中，发射器、主索勒狭缝、自动发散狭缝、射线罩依次排列在入射光路，使光线到达测角仪圆心轴伸出的样品盒，试样到探测器之间、衍射光路上依次排列狭缝-次索勒狭缝-防散射狭缝密封盒-单色器-探测器狭缝-探测器，使衍射光能被接收。


4.根据权利要求1或2所述的跨尺度的薄膜应力测试系统，其特征在于，所述激光器为氦氖激光器。


5.根据权利要求3所述的跨尺度的薄膜应力测试系统，其特征在于，探测器与试样台角速度比为2：1。


6.一种基于权利要求1-3任一项的跨尺度的薄膜应力测试方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：步骤一，在宏观尺度测试薄膜的应力，将试样薄膜放...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘胜，陈志文，杨凡，王晨阳，马坤，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42