Способ контроля толщины полимерной пленки

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

Опубликовано 150980, Бюллетень М 34

Дата опубликования описания 20. 09..80 (51)М. Кл з

Q 01 В 7/06

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений н открытий (53) УДК 658.64 (088.8) (72) Авторы изобретению

A. N. Скрыльников, A. Г. Баратов, Е. Б. Калинина и О. С. Сотникова (71) Заявитель (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ТОЛЩИНЫ ПОЛИМЕРНОЙ ПЛЕНКИ

Изобретение относится к области автоматического контроля толщины полимерных пленок и момет быть использовано для измерения толщины термопластического слоя в процессе проиэ5 водства фототермопластических носителей информации.

Известны следующие способа измерения полимерных пленочных покрытий на подложке: механический, токовихревой, оптический, обратного рассеяния-излучения. Механический способ предусматривает наличие индентора, вдавливаемого в материал покрытия,. и учет величины отпечатки (1) . Метод вихревых токов основан на различии электропроводности подложки и покрытия. Возбужденное переменное магнитное поле наводит вихревые токи в проводящей подложке, действие которых уменьшает индуктивность измерительной катушки t 2). Из оптических методов наиболее распространен интерференционный метод, заключающийся в том, что при монохроматическом освещении подложки, на которую наносится пленка диэлектрика, наблюдается периодическое изменение интенсивности отраженного света. Число экстремальных значений подсчитывается визуально или автоматически (3) . Метод обратного рассеяния р -излучения пригоден для нераэрушающего контроля в процессе нанесения полимерного покрытия на подложку из материала, порядковый номер элемента которого отличается от покрытия более чем на 3 единицы (4).

Однако применять указанные способы

1 для измерения толщины полимерного покрытия на многослойной основе в процессе нанесения методом полива иэ раствора невозможно по следующим причинам: механический способ нарушает целостность покрытия; метод вихревых токов невозможно применять из-эа наличия основы, представляющей собой структуру из нескольких слоев материалов с различными электрофиэическими параметрами; оптические методы измерения непригодны для статических измерений отдельных образцов из-за наличия сломной оптикомеханической системы, требующей периодической юстировки; оптический метод и метод обратного рассеяния 8-излучения нельзя применять для измерения многослойных струк"

763675

Формула изобретения

Н = А + BS, где Н- толщина пленки;

5- площадь сечения мениска;

A и  — коэффициенты линейного уравнез ния полимера.

55 бО

Тираж 801 Подписное филиал ППП Патент, г. жгород, ул. роектная, тур, имеющих различные оптические и физические свойства.

Автоматический непрерывный контроль толщины полимерного покрытия необходимо осуществлять в непосредственной близости от места полива для своевременной корректировки технологического процесса. Ни один из указанных способов не может быть применен для выполнения этой задачи.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ контроля толщины полимерной пленки на подложке в процессе нанесения раствора полимера на движущуюся подложку по поглощению Я -излучения пропорционально поверхностной массе материала j5).

Однако данный способ не обеспечивает достаточной точности, так как поверхностная масса подложки соизмерима с поверхностной массой наносимых полимерных покрытий.

Цель изобретения — унификация способа.для различных видов подложки.

Поставленная цель достигается тем, что контроль толщины полимерной пленки на подложке в процессе нанесения раствора полимера на движущуюся подложку осуществляют путем измерения площади сечения мениска, образующегося между подложкой и раствором полимера, и расчитывают толщину пленки по фор-. муле

Пример. Проводят контроль толщины пленки сополимера стирола с бутилметакрилатом на многослойной основе, состоящей из металлизированной

ПЭТФ пленки и фотополупроводникового слоя.

Нанесение слоя термопластического материала осуществляют методом полива при соприкосновении движущейся многослойной основы с раствором термопластического материала.

На барабане находится многослойная основа. Под барабаном помещена кювета с поливочным раствором. При вращении барабана основа соприкасается с поливочным раствором, часть раствора под действием сил смачивания увлекается и удерживается основой в процессе движения, образуя мениск. известно, что толщина нанесенного слоя при постоянной конструкции поливочного устройства зависит от вязкости поливочного раствора и скорости движения основы.

В то же время экспериментально установлено, что площадь сечения,мениска, перпендикулярного оси вращения

ВНИИПИ Заказ 6593/13

5 !

О

25 барабана, также зависит от вязкости раствора, образующего мениск и скорости движения основы. Уравнение зави-. симости представляет собой полином первой степени.

5"9,26 + 5,04,+ 2,1,+ 1,6,Х где S - площадь сечения мениска, см ;

Х,- кодированное значение скорости движения основы;

Х„- кодированное значение вязкости раствора.

Формула расчета толщины пленки по площади сечения мениска, перпендикулярного оси вращения барабана, следующая:

Н А +BS, где Н вЂ” толщина термопластической пленки;

A и  — коэффициенты линейного управления полимера.

Использование предлагаемого способа контроля позволяет измерять толщину полимерной пленки непосредственно в момент нанесения, что позволяет регулировать процесс с минимальным запаздыванием; измерять толщину полимерного покрытия независимо от структуры и свойств подложки.

Способ контроля толщины полимерной пленки на подложке в процессе нанесения раствора полимера на движущуюся подложку, касающуюся раствора полимера, отличающийся тем, что, с целью унификации способа для различных видов подложки, измеряют площадь сечения мениска, образующегося между подложкой и раствором полимера, и расчитывают толщину пленки по формуле

Н =A+BS, где Н вЂ” толщина пленки;

5 - площадь сечения мениска1

A и  †.коэффициенты линейного управления полимера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 27997, кл. С 03 В 15/12, 03.08.64.

2. Авторское свидетельство СССР

9 515932, кл. G 01 В 7/06, 01 .04.74.

3. Гудков В. М. и др. Интерференционный измеритель толщины диэлектрических пленок. - "Электронная техника", серия (Ц, 1972, с. 10-15.

4. Универсальный прибор для измерения толщины покрытий „Universollein"

setzbares Sckichtd.ickenme Bgегоt, Masch und Merkreng", 1973, 74„3 19, 36.

5. Основы технологии светочувствительных Фотоматериалов. Под. ред.

В. И. Щеберстова. М., "Химия", 1977, с. 271-272, 340-341 (прототип).