[发明专利]薄膜材料的测试系统及测试方法

说明书

本发明实施例公开了一种薄膜材料的测试系统及测试方法，其中测试系统包括支撑框架和拉力设备；支撑框架包括位于两端的固定部，以及用于连接位于两端的固定部的保护条，固定部和保护条围成一镂空结构，位于两端的固定部用于固定测试结构的两端；拉力设备上设置有夹具，夹具用于夹持支撑框架上位于两端的固定部和测试结构的两端进行拉伸测试。本发明使得薄膜材料的单轴拉伸测试简单，降低了对拉力设备和夹具的特殊要求。

技术领域

本发明涉及单轴拉伸测试领域，具体涉及薄膜材料的测试系统及测试方法。

背景技术

现有针对薄膜样品进行单轴拉伸测试时，利用微加工技术形成测试结构，将测试结构与支撑梁相连，通过移动平台和拉力设备进行单轴拉伸测试。但是该方法的缺点是由于悬空的测试结构有支撑梁相连，测试结构承受的力还需要计入支撑梁变形的影响，因此可能导致额外的误差；而且由于测试结构变形不能太大，因此不适宜测试大变形的材料；另外，整个测试装置需要放在扫描电子显微镜(SEM)中进行观察测量，不适合常规操作，限制了其应用范围。

现有技术中，针对金属材料、多层复合材料、高聚物材料的测试较多，针对介电材料、尤其是针对低介电常数(Low-K/Ultra-Low-k)材料的进行测试的非常少。在90纳米节点以下的芯片中，为降低RC延迟，引入铜布线和Low-K/Ultra Low-K材料作为电介质。Low-K材料比较脆弱，容易在芯片后续封装过程中出现失效破坏，因此掌握其基本力学性质非常重要。误差小、最直接的方法是单轴拉伸实验。实际产品使用中的Low-K材料尺寸非常微小，其微观力学性能与宏观材料力学性能有明显差异，因此采用大体积样品进行测试的方法不能满足器件设计中精确分析的要求。由于Low-K材料本身特性，以及采用化学气相沉积或旋涂的方法制备，厚度非常微小，数微米以下，因此用一般方法制备样品进行测试非常困难。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了测试系统及测试方法，以解决现有技术中薄膜材料的单轴拉伸测试方法复杂，以及测试困难的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种薄膜材料的测试系统，该测试系统包括支撑框架和拉力设备；

支撑框架包括位于两端的固定部，以及用于连接位于两端的固定部的保护条，固定部和保护条围成一镂空结构，位于两端的固定部用于固定测试结构的两端；

拉力设备上设置有夹具，夹具用于夹持支撑框架上位于两端的固定部和测试结构的两端进行拉伸测试。

可选地，测试结构包括薄膜材料和载体，载体位于薄膜材料的两端，且位于薄膜材料的同一表面，载体粘结在支撑框架的两个固定部，以将测试结构固定在支撑框架上。

可选地，保护条与固定部通过卡口或者螺栓连接。

第二方面，本发明实施例提供了一种基于第一方面所述的测试系统的测试方法，包括：

将测试结构的两端固定在支撑框架的位于两端的固定部上；

将支撑框架的位于两端的固定部，以及测试结构的两端夹持在拉力设备的夹具上；

断开支撑框架上的保护条；

通过拉力设备对测试结构进行单轴拉伸测试。

可选地，测试结构包括薄膜材料和载体，载体位于薄膜材料的两端，且位于薄膜材料的同一表面，将测试结构的两端固定在支撑框架的位于两端的固定部上具体为：

将载体粘结在支撑框架的两个固定部。

第三方面，本发明实施例提供了一种测试结构，包括薄膜材料和载体，载体位于薄膜材料的两端，且位于薄膜材料的同一表面。

可选地，测试结构上设置有至少一个位移标识，位移标识为测试结构上的突起结构，用于测试结构的定位。