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Kategorie: Kratzprüfung | Kohäsives Versagen

 

Mechanische Eigenschaften von Siliziumkarbid-Waferbeschichtungen

Das Verständnis der mechanischen Eigenschaften von Siliziumkarbid-Wafer-Beschichtungen ist entscheidend. Der Herstellungsprozess für mikroelektronische Bauelemente kann über 300 verschiedene Verarbeitungsschritte umfassen und zwischen sechs und acht Wochen dauern. Während dieses Prozesses muss das Wafersubstrat in der Lage sein, den extremen Bedingungen der Herstellung standzuhalten, da ein Versagen in jedem Schritt zu Zeit- und Geldverlusten führen würde. Die Prüfung von HärteUm sicherzustellen, dass es nicht zu einem Ausfall kommt, müssen Haftung/Kratzfestigkeit und COF/Verschleißrate des Wafers bestimmte Anforderungen erfüllen, um den Bedingungen während des Herstellungs- und Anwendungsprozesses standzuhalten.

Mechanische Eigenschaften von Siliziumkarbid-Waferbeschichtungen

Mikrokratztest von Polymerbeschichtungen

Kratztests hat sich zu einer der am häufigsten angewandten Methoden zur Bewertung der Kohäsions- und Haftfestigkeit von Beschichtungen entwickelt. Die kritische Last, bei der eine bestimmte Art des Versagens der Beschichtung mit zunehmender Belastung auftritt, gilt weithin als zuverlässiges Instrument zur Bestimmung und zum Vergleich der Adhäsions- und Kohäsionseigenschaften der Beschichtungen. Der am häufigsten verwendete Eindringkörper für die Ritzprüfung ist der konische Rockwell-Diamant-Eindringkörper. Wird die Kratzprüfung jedoch an einer weichen Polymerbeschichtung durchgeführt, die auf einem spröden Substrat wie einem Siliziumwafer aufgebracht ist, neigt der konische Eindringkörper dazu, durch die Beschichtung zu pflügen und Rillen zu bilden, anstatt Risse oder Delaminationen zu erzeugen. Die spröden Siliziumplättchen brechen, wenn die Belastung weiter zunimmt. Daher ist die Entwicklung einer neuen Technik zur Bewertung der Kohäsions- oder Adhäsionseigenschaften von weichen Beschichtungen auf einem spröden Substrat von entscheidender Bedeutung.

Mikrokratztest von Polymerbeschichtungen

ASTM D7187 Temperatureffekt durch Nanoscratching

Nach ASTM D7187 spielt die Kratz- und Abriebfestigkeit des Lacks eine entscheidende Rolle für seine Endanwendung. Autolacke, die anfällig für Kratzer sind, lassen sich nur schwer und kostspielig warten und reparieren. Um die beste Kratz- und Marmorierfestigkeit zu erreichen, wurden verschiedene Beschichtungsarchitekturen für Grundierung, Basislack und Klarlack entwickelt. Nanoscratch-Prüfung wurde als Standardtestmethode zur Messung der mechanischen Aspekte des Kratz-/Marschverhaltens von Lackbeschichtungen entwickelt, wie in ASTM D7187 beschrieben. Während des Kratztests treten verschiedene elementare Verformungsmechanismen, nämlich elastische Verformung, plastische Verformung und Bruch, bei unterschiedlichen Belastungen auf. Sie ermöglicht eine quantitative Bewertung der plastischen Beständigkeit und der Bruchfestigkeit der Farbbeschichtungen.

ASTM D7187 Temperatureffekt durch Nanoscratching

Versagen von gerillten Stent-Beschichtungen durch Nano-Scratch-Tests

Der medikamentenfreisetzende Stent ist ein neuer Ansatz in der Stenttechnologie. Er besitzt eine biologisch abbaubare und biokompatible Polymerbeschichtung, die langsam und kontinuierlich Medikamente an die lokale Arterie abgibt, um die Verdickung der Intima zu hemmen und zu verhindern, dass die Arterie erneut blockiert wird. Eines der größten Probleme ist die Ablösung der Polymerbeschichtung, die die medikamentenfreisetzende Schicht trägt, vom Stentsubstrat aus Metall. Um die Haftung dieser Beschichtung auf dem Substrat zu verbessern, wird der Stent in verschiedenen Formen gestaltet. In dieser Studie befindet sich die Polymerbeschichtung am Boden der Rille auf dem Maschendraht, was die Messung der Adhäsion zu einer enormen Herausforderung macht. Um die Grenzflächenfestigkeit zwischen der Polymerbeschichtung und dem Metallsubstrat quantitativ zu messen, ist eine zuverlässige Technik erforderlich. Die besondere Form und der kleine Durchmesser des Stentgewebes (vergleichbar mit einem menschlichen Haar) erfordern eine ultrafeine seitliche X-Y-Genauigkeit, um die Testposition zu bestimmen, sowie eine ordnungsgemäße Kontrolle und Messung der Belastung und Tiefe während des Tests.

Versagen von gerillten Stent-Beschichtungen durch Nano-Scratch-Tests

Makrokratzer-Haftung

Versagen der Makrohaftung von DLC

Bits und Lager. Unter solch extremen Bedingungen ist eine ausreichende Kohäsions- und Adhäsionsfestigkeit des Beschichtungs-/Substratsystems von entscheidender Bedeutung. Um das beste Metallsubstrat für die angestrebte Anwendung auszuwählen und ein einheitliches Beschichtungsverfahren für DLC zu etablieren, ist die Entwicklung eines zuverlässigen Verfahrens zur quantitativen Bewertung der Kohäsion und des Adhäsionsversagens verschiedener DLC-Beschichtungssysteme entscheidend.

Kohäsions- und Adhäsionsfestigkeit von DLC durch Makrokratztests

Korrosionsbeständigkeit der Beschichtung nach Kratztests

Die korrosionsbeständigen Beschichtungen sollten über eine ausreichende mechanische Festigkeit verfügen, da sie häufig abrasiven und erosiven Anwendungsumgebungen ausgesetzt sind. Zum Beispiel nutzen die abrasiven Ölsande das Innere der Rohre ständig ab, was die Integrität der Rohre nach und nach beeinträchtigt und zu einem Ausfall führen kann. In der Automobilindustrie findet Korrosion an der Stelle von Kratzern auf dem Auto statt.
Farbe, insbesondere bei Frost im Winter, wenn Salze auf die Straßen aufgebracht werden. Daher ist ein quantitatives und zuverlässiges Instrument zur Messung der
Der Einfluss von Kratztests auf Schutzbeschichtungen und deren Korrosionsbeständigkeit ist notwendig, um die am besten geeignete Beschichtung für die beabsichtigte Anwendung auszuwählen.

Korrosionsbeständigkeit der Beschichtung nach Kratztests

Mikrokratzer-Tiefenmessung mit 3D-Profilometrie

In dieser Anwendung wird das Nanovea ST400 Profilometer wird verwendet für Tiefenmessung einer Reihe von Mikrokratzern, die mit Nanovea erzeugt wurden Mechanischer Tester im Scratch-Modus. In Sekundenschnelle liefert das Profilometer mit einem einzigen Liniendurchlauf im 2D-Modus Flächen- und Tiefenmessungen.

Tiefenmessung von Mikrokratzern mit 3D-Profilometrie