Son zamanlarda, SARK-110 Antenna Analyzer tasarımcısı Melchor.Varela, SARK-110 Antenna Analyzer’ın yazılım paketi ile birlikte kullanılmasına yönelik bir şirketle iş birliği başvurusunda bulundu – Z-Scope*SRK. Kendi tarafında, spesifikasyonlarına göre özel bir firmware oluşturdu.
Aşağıda SARK-110 Antenna Analyzer kullanarak ölçüm tekniği hakkında bir genel bakış sağlanmaktadır.
GİRİŞ
İnce filmler, fizik ve mühendislikte giderek daha önemli hale gelmiştir. Sanayide, iletişim, otomotiv endüstrisi, enerji üretimi, enerji tasarrufu ve elektrikli cihazlarda çeşitli kaplamalar gibi alanlarda uygulamaları bulunmaktadır. İnce filmler ayrıca mikroelektronik ve yarı iletken cihazlarda yoğun bir şekilde kullanılmaktadır. İnce film endüstrisi, bilim insanları ve mühendisler uygulamalar buldukça hızla büyümektedir. Bu alan, cihazları ve sistemleri daha küçük ve daha ince hale getirmeye çalıştıkça daha da canlı hale gelecektir.
İnce filmlerin en önemli uygulama alanlarından biri enerji depolamadır. Mevcut trend, enerjiyi süperkapasitörlerde depolamaktır. Süperkapasitörlerin avantajları, küçük bir hacimde yüksek miktarda elektrik depolama yetenekleri ve kısa şarj süreleridir. Bu, elektrikli araçlar, uzaktan kumandalı sistemler veya taşınabilir cihazlar gibi uygulamalar için çok önemlidir.
Karbon veya metalize film, süperkapasitör üretiminde yoğun bir şekilde kullanılmaktadır (aşağıdaki resme bakınız). Metal kaplama kalınlık profili, kaliteyi artırmak ve malzeme israfını önlemek için dikkatlice ölçülmektedir. Bu kalınlık profili, ürün kalitesi için belirleyici bir faktördür ve bazen ticari sır niteliğindedir.
Bir sarılmış süperkapasitörün şematik yapısı (kaynak: https://en.wikipedia.org/wiki/Supercapacitor)
1.Terminal, 2.Güvenlik ventili, 3.Sızdırmazlık diski, 4.Alüminyum kutu, 5.Pozitif kutup, 6.Ayrıcı, 7.Karbon elektrot, 8.Kolektör, 9.Karbon elektrot, 10.Negatif kutup
İNCE FİLM KALINLIĞINI ÖLÇME TEKNİKLERİ
İnce filmlerin kalınlığını ölçmek için birkaç teknik bulunmaktadır. Burada yalnızca metalik filmlerle ilgileniyoruz. En basit olanı, metalik kalınlık profilini ölçmek için filmi kesmektir. Diğer bir teknik, metal ağırlığını belirlemek ve kalınlığı elde etmek için dikkate alınan yüzeye bölmektir. Bunlar mutlak tekniklerdir ve genellikle güvenilirdir, ancak yıkıcıdır ve zaman alıcıdır.
İnce metalik filmin kalınlığını ölçmek için yıkıcı olmayan yöntemler arasında optik yöntemler sıklıkla kullanılmaktadır. Bunlar, spektral yansıma, elipsometri veya şeffaflık ölçümüne dayanmaktadır.
Aşağıdaki fotoğraflarda görüldüğü gibi, bazı optik aletler masaüstü ekipmanlardır ve laboratuvar kullanımı için tasarlanmıştır.
Sciensoria, ince metalik filmleri ölçmek için yeni bir alet geliştirmiştir: Z-Scope*SRK. Bu, eddy akımı prensibine dayanan bir el tipi alettir. Ölçüm, filmin bir tarafından gerçekleştirilir ve böylece geniş levhaların ölçülmesine olanak tanır. Sonuç, bir saniyeden daha kısa bir sürede elde edilir ve manuel olarak tutulurken bile çok stabildir.
Eddy akımı ölçüm prensibi iyi bilinmektedir: metalik levhaya alternatif bir manyetik alan uygulanır ve içinde eddy akımları oluşturur. Eddy akımları, bir prob gibi hizmet eder ve levhanın özelliklerini ortaya çıkarır: kalınlık, elektriksel iletkenlik, mesafe vb. Doğru ayarlandığında, bir eddy akımı aracı ince metalik katman kalınlığını ölçmek için çok etkilidir. Aşağıdaki örnek, eddy akımı yönteminin birkaç optik yöntemle iyi bir şekilde korele olduğunu göstermektedir.
DENYSEL SONUÇLAR
Aşağıdaki fotoğraf, 3 metalize film örneğini göstermektedir. Soldan sağa, daha az veya daha fazla şeffaf olduklarını görebiliriz. Bu, metalik katmanın kalınlığından kaynaklanmaktadır: metalik katman ince olduğunda film daha şeffaftır ve tersine.
Metalik katman ince olduğunda, optik yöntemler uygulanabilir ve iyi bir sonuç elde edilebilir. Ancak, metalik katman 1 mikrometreye ulaştığında, opak hale gelir ve optik yöntemler metal kalınlığına artık duyarlı değildir. Örneğin, soldaki 1. örnek lazer ışığı ile tamamen opaktır.
Optik yöntemlerin aksine, eddy akımı yöntemi birkaç milimetreye kadar metalik katman kalınlığına duyarlıdır. Genel olarak, ince metalik bir kaplama katmanının kalınlığı 1 mikrometre altındadır. Bu nedenle, eddy akımı ve optik yöntemler tamamlayıcıdır ve geniş bir kalınlık aralığını kapsamak için birlikte kullanılabilir.
Elde edilen eddy akımı sinyalleri, şekil 2’deki görüntülerle güçlü bir şekilde korele olmaktadır. Gördüğümüz gibi, soldaki 1. örnek tamamen opaktır; bu, yüksek genlikli sinyale karşılık gelir. Sonraki 2 örnek daha az opaktır; bunlar, bir sonraki daha zayıf sinyallere karşılık gelir. Bu 2 örnekte, sağ yarı daha şeffaftır ve bu da daha düşük bir kalınlığı ortaya çıkarır. Bu, her sinyalde genlikte bir azalmaya karşılık gelir. İlk sinyal de azalan bir genliğe sahiptir; bu, üretici tarafından istenen kalınlık profiline mükemmel bir şekilde karşılık gelir, ancak bunu görüntüde göremiyoruz. Gerçekten de, metalik katman çok kalındır ve ışığın geçmesine izin vermez, bu nedenle metalik kalınlıktaki azalmayı göremiyoruz. Aksine, eddy akımı yöntemi bu kalınlığa duyarlıdır ve kalınlık varyasyonunu gözlemlemeye olanak tanır. Bu durumda, eddy akımı yöntemi, optik yöntemlere kıyasla üstünlüğünü göstermektedir.
Eddy akımı yöntemi dolaylı bir yöntemdir ve bu nedenle kalibre edilmesi gerekmektedir. Bu nedenle Sciensoria, her Z-Scope*SRK ile birlikte bir yazılım paketi olan WinEC(™) sunmaktadır. Yazılım, kullanıcıların aracı standart ölçüm aletlerine göre kalibre etmelerine ve lift-off etkisini bastırmalarına yardımcı olur.
SONUÇ
Eddy akımı yöntemi, ince metalik kaplama katmanlarının kalınlığını ölçmek için etkili bir alternatif yöntemdir. Bu yöntem, yalnızca daha hızlı ve daha kolay kullanılmakla kalmaz, aynı zamanda ölçülen katman opak olduğunda optik yöntemlerden daha etkilidir. Bu, Z-Scope*SRK’yı mevcut standart araçlara ideal bir tamamlayıcı ölçüm aracı haline getirir.
Bu gönderi, bu linkedin gönderisinde Minh-Quang Sciensoria tarafından orijinal olarak paylaşılmıştır.