Способ определения теплофизических параметров тонких изоляционных пленок в стационарных условиях и устройство для его осуществления

 

Г

Г" с; о

ИЗОБРЕТЕНИЯ иат ен -:о

Союз Советских

Социалистических респу6пик (11) 569926

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 11.11,75(21) 2188400/25 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (43) Опубликовано25,08.77. Бюллетень № 31 (45) Дата опубликования описания .29.09.77 а (51} М. Кл.

Ц Ol Й 25/18

Гасударственный комитет

Сааата Мииистраа СИР аа делам изваретеиий и аткрытий (53) УДК 536.2Ô (088,8) (72) ЛвтоФ изобретения

М. Г. Копылова

Краснодарский ордена Трудового Красного Знамени завод эпектр оиэмеритепьных прибор OB (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ

ПАРАМЕТРОВ ТОНКИХ ИЗОЛЯЦИОННЫХ ПЛЕНОК

В СТАЦИОНАРНЫХ УСЛОВИЯХ

Изобретение относится к опредепению теппофизических параметров тонких изоляционных пленок, а именно связующих и защитных покрытий.

Известны способы измерения коэффициента теппопроводности тонкоспойных материапов в нестационарном режиме, например меToQ двух температурнб-временных интерва- (11. о

Известен также метод определения коэффициента теппопроводности тонкоспойных топимеоных покрытий в нестационарном режиме(21.

Известен способ определения тепп офизических параметров тонких изоляционных пленок в стационарных условиях, заключающийся в том, что исспедуемую пленку наносят на подпожку, измеряют ее топщину, по- ап крывают.ее и стальную часть подложки эталонной пленкой, измеряют топщину эталонной пленки, пропускают постоянный теплот ой поток со стороны подложки и регистрируют перепады температур(3).

Способ осуществляется устройством, содержащим подпожку, эталонную и исследуемую пленки и индикаторы температуры.

Однако такой способ спожвн и имеет эначитепьные погрешности измерении перепада температур иэ-эа использования нескопьких термоиндикаторов, искажающих тепповое попе, иэ-за выравнивания температур в этапонной пленке, и иэ-за необходимости измерения температуры окружающей среды.

Тенденция к миниатюризации печатных резисторов вызывает необходимость учета теплофизических параметров конструктивных материапов, например, при разработке печатных реэйсторов.

Цель изобретения — повысить точность измерения теппофизических параметров тонких изопяционных ппенок и связующих, повысить производитепьность труда, уменьшить копичество индикаторов температуры.

Предлагаемый способ отличается от ис>вестного тем, что исследуемую и эталонную пленки и подложку покрывают жидкокристапФ пической пленкой и по изменению цвета поопедней при одновременном контроле постоянст569926

По неизменному во времени цвету кйдкокристаппическ ой ппенки на свободных от покрытия эталонной и исспедуемой ппэнками участках подложки судят о постоянстве тепнового потока через подложку, впияющего на точность измерения. Геппоемкость жидкэкристаппической пленки в десятки ряз меньше теппоемкосги термопар, поэтому применение жидкокрис. яппического термоиндикятора ведет к снижению погрешности, присущей прототипу из-за искажения теплового попя термоиндикятэрами»

Погрешностью за счет теппоотдачи на воздух можно пренебречь, поскольку измеряют коэффициент теппопроводности исспедуемого этапонного покрытия, площади которых равны, а тепловые активности бпизки по вепичине.

Предварительные подсчеты показали, что применение данного способа определения теппофизических параметров тонких изоляционных ппенок по сравнению с известным способом позвопяет повысить точность из мерения бопее чем в три раза.бпягодаря испопьзованию одного термоиндикатора в виде жидкокристяппическойппенки дпя измерения температуры подпожки, температур на поверхности исспедуемой и этапсннэ."; пленок и контропя постоянства теплового потока через подпожку, который эбпадяет малой инерционностью, высокой чувствительностью и точностью; искпючению необходимости измерять температуру окружающей среды и исключению погрешности от выравнивания температур, так как BTGIIOHHBH и исспедуемая пленки не соприкасаются и находятся в равных условиях по теппоотдаче.

Д (T-7х)hх х ( э

l0 где 4 „ - известный коэффициент теппоПроводности этапонного покрытия (ппенки);

)- толщины ) эталонного и исследуемого иокрайий (aneHoK); Ц -. температура подложки; 5

"P "(- темп ратура на поверхности иссле) дуемого и эталонного покрытий., ° н » акой способ можно осуществить с помощью устройства, содержашегэ подпожку; с нанесенными на нее исследуемой и эталон- " ной ппенками, имеющую участки, свободные

or, покрытия, и жидкокристаппическую ппенку. Участки пэгчожки с нанесенными исследуемой и эталонной ппенками выполнены равными по ппощади, не касаются друг друга и чередуются с участками подпожки, свободнымии от и окры тия.

На чертеже показано устройство для осуществления предлагаемого способа.

Устройство состоит из подпожки 1, на которую начесены этапон яя 2 и исспедуемяя 3 пленки, свободных or покрытия участков 4 подножки и жидкокристаллической пленки 5.

Измерение теппофизических свойств тонкиК изэпяционных пленок осуществпяется спедующим образом.

Постоянный тепловой поток через подложку может поддерживаться разпичными известными способами.. В выпопненном эксперименте постоянство теплового потока через подпожку поддерживалось тем, что подложка помещапась на массивную метаппическую подставку, погруженную в маслованну с постоянной температурой.

40 . Более высокой точности измерения можно достигнуть путем нанесения нескольких одинаковых исспедуемых пленок я одну подложку с определением резупьтя1я как среднего арифметического.

45 Одновременное исспедование нескольких ппенок различных материапов, нанесенных ня одну и ту же подпожку, значительно сокращает технопогическэе время исспедования теппофизических свойств пленок. определяют у

1 . Сп ос эб определения тепп эфизических параметров топких изэпяционных ппенок в стационарных успэвиях, заключающийся в

roM, что исследуемую и зтапонную ипенки н- носят на и эдп эжку, измеряют их топщи

® ны, ср ilAHIIBãют их IIBpRM..rphI, пропускают ва т ппового потока через подпожку с помощью: той же ппенки) опредепяют перепады температур ия исследуемой и эталонной ппенкахпо отношению к подложке и по полученным данным рассчитывают необходимый теипофизический параметр, например коэффициент теппопроводности исспедуемого мятериана по формуле;

С помощью жидкокристаллического индикаторя 5 холестерического типа, эбиадяюшего высокой чувствитепьностью к изменению теплового потока, опре,лпяют .репады температур, создаваемые эталонным 2 и исследуемым 3 покрытиямидТ и оТ

3 АК

Коэффициент теппоп эвэдности по фо мупе

А, A Ò é„ где Т, T =Т -- Т

Х 1 У

Формула изобоетения

569926

Составитель В. Возжепник ов

Редактор О. Стенина Техред ð,. Богдан Корректор М. Демчик

Заказ 3282/35 Тираж 1 101 Подписное

UHHHllH Государственного комитета Совета Министров СССР по депам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Г!роектная, 4постоянный тепловой поток со стороны подложки и регистрируют перепады температур, о т и и ч а ю шийся тем, что, с цеяью п овышения точности измерения и использования дпя измерения одного термоиндикатора, исследуемую, атапонную пленки и подложку покрывают жидкокристаллической пленкой и по изменению цвета последней при одновременном контроле постоянства теплового потока через подложку с помощью той же 10 пленки определяют перепады температур на исследуемой и эталонной пленках по отноше- нию к подпожке и по полученным данным рассчитывают необходимый теппофизический параметр, например коаффициент теппопро- 15 водности исследуемого материала по формуле а (Т-Т )h где Хх — известный коэффициент теплопро- 0 водности атапонного покрытия . (пленки);

- тоншины эталонного и исследуемого покрытий (пленок);

- температура подложки;

Т„, f> - температура на поверхности иссле-, дуемого и эталонного покрытий.

2. Устройство дпя осу;.:ествпения способа по п. 1, содержащее подложку с нанесенными на нее исследуемой и эталонной пленками, отпичаюшееся тем,что оно содержит участки подложки, свободные

or покрытия, причем площади подложки с нанесенными исследуемой и этапонной пленками выпопнены равными по величине, участки с найесенными исследуемой и эталонной пленками,. не касаются друг друга и чередуются с участками подложки, свободными от покрытия.

Источники информации, принятые во вни-, мание при экспертизе!

1. Волькенштейн В. С. Скоростной метод определения теплофизических характе ристик материалов. Л., Энергия, 1 971, с.66.

2. Новиченок Л. Н. Исследование .тепнофизическиххарактеристиК тонкоспойных полимерных покрытий. Геппо и массообмен в неньютоновских жидкостях. М., "Энергия

1968, с. 217.

3. ABtopcKoe свидетельство No 279119, кп. 501 N 25/18, 1970.