【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于扫描显微无损检测和精密机械领域，特别涉及扫描显微环境下薄膜加载装置及其微区域变形检测方法。
技术介绍
薄膜材料和结构是构成微电子器件(MEMS)和微电光器件(MEOS)的基础。由于MEMS器件要求薄膜不仅有良好的电、磁、光性质，还要求器件中的薄膜结构能够承受机械载荷、传递力和运动。显然，作为微器件的组成部分，薄膜结构将不可避免地参与完成微器件的传感、处理和执行功能。因此任何由于环境相互作用而导致的薄膜失效，都必将影响微器件和结构的可靠性。研究薄膜材料和结构的变形和断裂机理，对于了解膜材料自身的力学性能、优化微器件的设计、制造和材料选择都将具有重要的理论意义和工程应用价值。 众所周知，薄膜材料的力学性能与具有相同化学成分的体材料的力学性能有较大差异(由于薄膜的尺度、膜的结构、膜中的残余应力等)，因此对薄膜材料和结构的直接检测就显得尤为必要。然而由于膜自身的特殊结构(在厚度方向和面内尺度也越来越微尺度化)，因此传统的力学性能测试技术与设备已经很难直接用于微米和亚微米厚度薄膜材料和结构的变形测试。目前薄膜材料的检测技术主要有压痕法(indentat...
【技术保护点】
一种基于原子力扫描显微镜环境下的薄膜拉伸加载装置，其特征在于：该装置包括支撑和夹持部分、位置和角度调整机构、驱动系统以及拉伸载荷检测部分，所述的支撑和夹持部分包括基底（１），设置在基底上进行ｙ向位置调整的燕尾滑动轴（２），薄膜连接板（３），薄膜连接拉伸台（５），所述的薄膜连接板（３）在燕尾滑动轴上沿ｙ轴移动，被测薄膜的一端与该连接板相连接，其另一端连接在拉伸台（５）上；所述位置和角度调整部分包括设置在基底上的位置和角度调整架（７），设置在基底上的ｘ方向燕尾滑动轴（８）；所述的驱动部分含有直流可编程电源，由该电源所驱动的压电陶瓷微位移器（１０）以及位于压电陶瓷微位移器两边的拉...
【技术特征摘要】
1.一种基于原子力扫描显微镜环境下的薄膜拉伸加载装置，其特征在于该装置包括支撑和夹持部分、位置和角度调整机构、驱动系统以及拉伸载荷检测部分，所述的支撑和夹持部分包括基底(1)，设置在基底上进行y向位置调整的燕尾滑动轴(2)，薄膜连接板(3)，薄膜连接拉伸台(5)，所述的薄膜连接板(3)在燕尾滑动轴上沿y轴移动，被测薄膜的一端与该连接板相连接，其另一端连接在拉伸台(5)上；所述位置和角度调整部分包括设置在基底上的位置和角度调整架(7)，设置在基底上的x方向燕尾滑动轴(8)；所述的驱动部分含有直流可编程电源，由该电源所驱动的压电陶瓷微位移器(10)以及位于压电陶瓷微位移器两边的拉紧弹簧(14)，其中压电陶瓷微位移器和拉紧弹簧的一端与设置在基底上的夹板(9)连接，另一端与滑板(12)连接，该滑板通过螺杆(11)与x向燕尾滑动轴连接，通过压电陶瓷微位移器推动滑板，并带动螺杆和x向燕尾滑动轴实现薄膜单向拉伸，拉伸弹簧使滑板在运动过程中平稳并在卸载时归位；所述的拉伸载荷检测部分含有铍青铜测力弹性梁(6)，铍青铜测力弹性梁两端固定在所述的位置和角度调整架(7)上。2.按照权利要求1所述的基于原子力扫描显微镜环境下的薄膜拉伸加载装置，其特征在于所述的位置和角度调整架(7)包括通由拉紧弹簧相连接的前后两个铝合金平板(7a、7e)，z向滑动轴(7g)，z向微调螺丝(7d)和设置在前平板上的连接横杆(7h)，在所述的两平板间的一角处用钢珠(7c)支撑，另一对角位置用微调螺丝(7j)穿透后平板(7e)顶在前平板(7a)上；后平板(7e)固定或沿z向滑动轴(7g)移动，该z向滑动轴与x向燕尾滑动轴(8)连接在一起，z向微调螺丝(7d)穿透后平板顶在连接横杆(7h)上；前平板(7a)和后平板(7e)由加紧板(7b)和锁定螺丝(7f)锁定。3.一种利用如权利要求1所述的基于原子力扫描显微镜环境下的薄膜拉伸加载装置进行薄膜变形测量的方法，其特征在于该方法按如下步骤进行1)将被测薄膜先在光学显微镜下沿拉伸轴线分别夹持在连接板(3)与拉伸台(5)上，并通过位置和角度调整架获得平直的薄膜夹持，然后将装载好薄膜的原子力扫描显微镜环境下的薄膜拉伸加载装置放入原子力扫描显微镜检测平台；2)调整原子力扫描显微镜系统的检测平台位置、成像、扫描参数并使其处在检测状态，然后利用原子力扫描显微镜环境下的薄膜拉伸加载装置...
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