Способ акустического контроля материалов на наличие микротрещин
Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов и может быть использовано для контроля пластин кремния при производстве микросхем. Целью изобретения является повьш1ение чувствительности и достоверности контроля материалов за счет обеспечения возможности регистрации сигналов в широком спектре частот. На одном из торцов образца возбуждают объемные гиперзвуковые акустические колебания, которые распространяются по образцу и принимаются преобразователем на другом торце . Затем образец подвергают циклической нагрузке. В момент появления микротрещин возникают сигналы акустической эмиссии, которые модулируют гиперзвуковые колебания как по амплитуде , так и по фазе. Из принятых модулированных гиперзвуковых колебаний гетеродинным методом вьщеляют сигналы акустической эмиссии, по которымсудят о наличии микротрещин. 1 ил. S (Л оо о 1чЭ 00
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (11) 2184 А1 (51) 4 G 01 N 29/04
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. В»
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3959956/25-28 (22) 05. 10.85 (46) 07.04.87. Бюл. и 13 (72) В.П.Макаров, В.M.Êóçèí, П.И.Василевский, В.В.Асташин и С.В.Абрамов (53) 620. 179. 16 (088.8) (56) Грешников В.А., Дробот 10.Б.
Акустическая эмиссия. — M. 1976, с. 148-149. (54) СПОСОБ АКУСТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ
МАТЕРИАЛОВ НА НАЛИЧИЕ МИКРОТРЕЩИН (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов и может быть использовано для контроля пластин кремния при производстве микросхем. Целью изобретения являет" ся повьппение чувствительности и достоверности контроля материалов за счет обеспечения возможности регист.— рации сигналов в широком спектре частот. На одном из торцов образца возбуждают объемные гиперзвуковые акустические колебания, которые распространяются по образцу и принимаются преобразователем на другом торце. Затем образец подвергают циклической нагрузке. В момент появления микротрещин возникают сигналы акустической эмиссии, которые модулируют гиперзвуковые колебания как по амплитуде, так и по фазе. Из принятых модулированных гиперзвуковых колебаний гетеродинным методом выделяют сигналы акустической эмиссии, по которым. судят о наличии микротрещин. 1 ил.
1 13021
Изобретение относится к области неразрушающего контроля материалов и может быть использовано для контроля пластин кремния при производстве микросхем. 5
Целью изобретения является повышение чувствительности и достоверности контроля материалов за счет обеспечения возможности регистрации сигналов в широком спектре частот.
На чертеже представлено устройство, реализующее способ акустического .контроля материалов на наличие микротрещин.
Устройство содержит, например, 15 два канала из последовательно соединенных приемного преобразователя 1 акустических колебаний, усилителя 2 высокой частоты, смесителя 3, усилителя 4 промежуточной частоты, детек- 20 тора 5 промежуточной частоты, фильтра б промежуточной частоты, усилителя 7, детектора 8 и фильтра 9, к выходу детектора 5 подключен измеритель
10 уровня несущей частоты. Кроме того, устройство содержит общие для двух каналов последовательно соединенные. излучающий преобразователь 1 1 гиперзвуковых колебаний, высокочастотный генератор 12 и гетеродинный генера- 30 тор 13, выход которого подключен к одному из входов смесителя 3.
Устройство работает в двух режимах †. настройки и измерения.
В режиме настройки сигнал высоко- 35 частотного генератора 12 подается на преобразователь 11 акустических колебаний, который возбуждает в,исследуемом образце материала объемные гиперзвуковые колебания. 40
Распространяясь по образцу, колебания достигают. преобразователей 1 и преобразуются ими в электрический сигнал. Эффективность взаимного преобразования акустической и электри- 45 ческой энергии достигает максимума на частоте основного акустического резонанса преобразователей, поэтому в режиме настройки определяют оптимальное значение частоты высокочас- 50 тотного генератора 12. Синхронно с высокочастотным генератором 12 перестраивается и гетеродинный генератор
13 так, чтобы разность их частот была постоянной. Принимаемые преобра- 55 зователями сигналы усиливаются усилителями 2 высокой частоты (это могут быть и резонансные и широкополосные усилители) и подаются на сме84 2 сители 3, которые вьделяют из этих сигналов и сигнала гетеродина промежуточную частоту,на которой происходит основное усиление сигнала усилителями 4. Затем сигналы детектируются детекторами 5 и подаются на измерители 10 уровня несущей частоты. Режим настройки, таким образом, сводится к выбору частоты высокочастотного генератора 12 для обеспечения максимального уровня несущей частоты и оптимального отношения сигналов в обоих каналах измерения, В режиме измерения исследуемый образец подвергают нагрузке (механической или термической), вызывающей в материале сигналы АЭ. Эти сигналы моделируют гиперзвуковые сигналы.
После фильтра б промежуточной частоты сигналы акустической эмиссии, представляющие собой подобие пачек синусоидальных импульсов, усиливаются усилителями 7„ повторно детектируются детекторами 8 и фильтруются фильтрами 9 с постоянными времени, обеспечивающими вьделение огибающих пачек импульсов, поступают затем на выходы устройства для последующей обработки, В зависимости от свойств и размеров материала возбуждающий (высокочастотный) и гетеродинный генераторы могут синхронно перестраиваться, сохраняя разность частот между ними равной одной промежуточной частоте.
Возможность синхронной перестройки генераторов позволяет принимать сигналы, лежащие в широком спектре частот, что исключает пропуск сигналов
АЭ.
В случае использования фазового метода приема существует возможность исключения влияния паразитной амплитудной модуляции гиперзвуковых колебаний, возникающих при обработке материала, и, следовательно, осуществления контроля каества в процессе производства.
Формула и з обретения
Способ акустического контроля материалов на наличие микротрещин, заключающийся в том, что нагружают контролируемый материал, принимают возникающие при этом сигналы акустической эмиссии и по ним судят о возникновении микротрещин,, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повыЩВФА7Ю
Составитель В.Евстратов
Техред М.Ходанич Корректор Л.Патай
Редактор О.Юрковецкая
Заказ 1211/43
Тираж 777 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðîä, ул.Проектная,4
3 1302184 4 щения чувствительности и достовернос- ковые сигналы, модулированные сигнати контроля, в материале возбуждают лами акустической эмиссии, выделяют объемные гиперзвуковые акустические из них гетеродинным методом сигналы колебания на резонансной частоте пре- акустической эмиссии и по ним судят образователей, регистрируют гиперзву- 5 о возникновении микротрещин.
