應(yīng)用故事 | 薄片因瓦合金測(cè)試

因瓦合金也可簡(jiǎn)稱為 Invar，即含有35.4%鎳的鐵合金，常溫下具有很低的熱膨脹系數(shù)（-20℃~20℃之間，其平均值約1.6×10-6/℃），是精密儀器設(shè)備的結(jié)構(gòu)材料。

例如，在屏幕的生產(chǎn)制造流程中，金屬掩膜版是OLED蒸鍍環(huán)節(jié)中的核心生產(chǎn)耗材。因OLED生產(chǎn)過(guò)程中金屬掩膜版會(huì)存在較大的損耗，所以需要定期更換，是OLED生產(chǎn)成本的重要組成。目前，應(yīng)用于AMOLED產(chǎn)品的金屬掩膜版主要包括開口掩膜版（CMM）和精細(xì)金屬掩膜版（FMM）兩種。其中，Open Mask（CMM）是由厚度40um-200um的Invar36材料加工而成，主要用于在蒸鍍腔體中蒸鍍傳輸層、導(dǎo)電層材料。Fine Metal Mask（FMM）由厚度20um-30um的Invar36材料加工而成，主要是用于在蒸鍍腔體中蒸鍍有機(jī)發(fā)光材料。

因瓦合金最主要的特點(diǎn)就是低膨脹系數(shù)，為了應(yīng)對(duì)不同的應(yīng)用環(huán)境，因瓦合金被制備成不同的形狀，常規(guī)圓柱形樣品比較容易進(jìn)行測(cè)試，面對(duì)薄片狀樣品如何進(jìn)行測(cè)試呢？在本文中主要介紹了熱膨脹系數(shù)測(cè)試的儀器，如何測(cè)試薄片狀因瓦合金。

樣品處于一定的溫度程序下，施加一定的靜態(tài)載荷，測(cè)試樣品在測(cè)試方向上的尺寸隨溫度或時(shí)間的變化關(guān)系。

測(cè)試樣品名稱：因瓦合金

樣品描述：25um 薄片

溫度程序：RT-300℃，5 K/min

測(cè)量模式：拉伸，壓縮

樣品支架：石英支架

1#樣品在拉伸模式下熱膨脹系數(shù)重復(fù)性測(cè)試曲線

從樣品熱膨脹測(cè)試曲線上可以看到樣品呈現(xiàn)先收縮后膨脹走勢(shì)。然而問(wèn)題在于，因瓦合金在25-200℃不應(yīng)該出現(xiàn)收縮的情況，于是用DIL402Su進(jìn)行驗(yàn)證。此時(shí)我們采用了特殊的狹縫夾具。

1#樣品在壓縮模式下熱膨脹系數(shù)測(cè)試曲線

1#樣品在壓縮模式下熱膨脹系數(shù)的測(cè)試曲線展現(xiàn)出來(lái)的膨脹系數(shù)和趨勢(shì)基本符合客戶要求。

造成拉伸模式和壓縮模式測(cè)試曲線不同的原因

TMA拉伸模式進(jìn)行測(cè)試時(shí)，需對(duì)樣品進(jìn)行制樣。需要使用夾頭夾住樣品兩端。而當(dāng)夾頭材料的膨脹系數(shù)大于樣品熱膨脹系數(shù)時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致曲線收縮的情況出現(xiàn)。

1. 面對(duì)低膨脹薄片樣品的測(cè)試時(shí)，采用夾頭式測(cè)量方法，只要夾頭熱膨脹系數(shù)大于樣品熱膨脹系數(shù)，結(jié)果都會(huì)產(chǎn)生偏差。

2. 壓縮模式測(cè)試，樣品很薄的話，推桿頂住樣品，樣品容易發(fā)生彎曲影響測(cè)試結(jié)果。如果要進(jìn)行非常薄的樣品進(jìn)行過(guò)壓縮模式測(cè)試時(shí)，狹縫樣品槽是一個(gè)非常好的工具，尤其對(duì)于只能用壓縮模式來(lái)測(cè)的零膨脹薄片。

作者

劉少博

耐馳儀器公司應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室