הפרוטוקול המוצג מסייע לקצר את הזמן הנדרש לייצור ובדיקה של דגימות חומר מיקרו-בקנה מידה ומספק הדרכה ברורה לבדיקה מיקרו מכנית של חומרי מתכת, החלה על תחומים הנדסיים רבים. טכניקה זו מאפשרת יישום תפוקה גבוהה ובדיקה של קיבוצים חומרים בקנה מידה זעיר. בנוסף, על ידי יצירת זרם מיקרו באמצעות פוטוליתוגרפיה, מיקום מחדש של החומר מופחת ויכולת התמרון של אחיזת מתיחה מיקרו סביב הדגימה משופרת.
למרות שיטה זו יושמה על מתודולוגיה דומה פלדה יכול לשמש עבור חומרים אחרים, כגון סיליקון כדי לשפר את העיצובים של מערכות מיקרו אלקטרומכניות או MEMs. חריטה רטובה ויישור מדגם אחיזה הם צעדים מאתגרים. מומלץ לבצע את החריטה הרטובה עם המדגם חם.
ליישור משופר, השתמש במיקרוסקופ הפועל מרוחק או במוקד כדי לוודא שהדגימה מופעלת. התחל על ידי חיתוך קטע של שישה מילימטרים מאזור העניין עם מסור או מסור להקה איטי. משתמשים בליטש חצי אוטומטי.
התחל ללטש את המדגם באמצעות נייר שוחק 400 חצץ על ידי שמירה על משטח שטוח. לאחר מכן עוברים בהדרגה לחלקיקי יהלום מיקרומטר אחד לסירוגין כיוון הליטוש ב -90 מעלות, בעקבות כל רמת חצץ. לאחר מכן השתמש מסור מהירות איטית כדי ליישר את החומר לחתוך אותו לתוך קטע דק 0.5 עד מילימטר אחד.
מניחים את המדגם על מתכנת ספין עם הצד המלוטש למעלה ולהשתמש באוויר דחוס כדי להסיר כל אבק או חלקיק על פני השטח, להחיל התנגדות תמונה לדגימה ולהפעיל את מתכנת ספין. לאחר קידוד לחמם את המדגם על צלחת חמה ב 65 צלזיוס במשך חמש דקות. ואז ב-95 מעלות צלזיוס ל-10 דקות.
כאשר המדגם התקרר לטמפרטורת החדר, השתמש במסכת תמונה עם מערך ריבועים בגודל 70 מיקרומטר בכל צד. כדי לחשוף את המדגם במשך 10 עד 15 שניות, בצפיפות כוח של 75 מילי ג'ול סנטימטר בריבוע. מחממים את הדגימה על הצלחת החמה כפי שהודגמה בעבר ומצננים אותה לטמפרטורת החדר.
לאחר מכן להטביע את המדגם פרופילן גליקו מונומתיל אתר, אצטט או PG MEA עם התבנית מול ולהרגיז אותו במשך 10 דקות. בתוך מכסה המנוע אדים, לחמם את המדגם בכוס על צלחת חמה ב 65 עד 70 מעלות צלזיוס במשך חמש דקות. מוסיפים כמה טיפות של החרוט המוכן כדי לכסות לחלוטין את משטח התבנית.
לאחר חמש דקות, להסיר את המדגם מן הכיס ולנטרל את החריט עם מים. לאחר החריטה הרטובה, בצע כרסום ראשוני על המדגם באמצעות כוח מרבי כדי להסיר כל חומר בתפזורת לא רצוי מהפלטפורמה, ולאחר מכן לעבור כוח נמוך יותר כדי להפוך מלבן עם ממדים מעט גדולים יותר מהנדרש עבור גיאומטריית הדגימה הסופית. הפחיתו עוד יותר את הכוח ובצעו חתכים חוצי-חצים שקרובים יותר לממדי הדגימה הזעמירים הסופיים.
סובב את הדגימה ב-180 מעלות ובצע את הטחינה הסופית באמצעות הספק נמוך כדי ליצור את גיאומטריית הדגימה הרצויה. טען את הדגימה ואת קצה הכניסה בהתקן כניסת הננו. התקן את מכונת כניסת הננו ב- SEM בעקבות המלצות היצרן תוך הימנעות מהטיית מכונה משמעותית.
בצע את פרוטוקול טעינת המתיחה הרצוי באוויר, הרחק מהדגימה כדי למנוע אירוע בלתי צפוי במהלך בדיקות המתיחה. לאחר מכן הזז לאט את קצה הכניסה למשטח המדגם. הזז ויישר את אחיזת המתיחה עם מדגם הבדיקה ובצע את בדיקת המתיחה.
בניתוח הייצוגי רנטגן לשבר ספקטרום משטח הפלדה המוכן הראה מבנה תבואה מרטינצ'י בעיקר כצפוי מחומר מתוח בעבר. ניתוח התנהגות תזוזת העומס של מדגם הפלדה של מיקרו מתיחה AM 174 pH, היה בעל חוזק מתיחה מקסימלי של 3, 145 מיקרו ניוטון בתזוזה של 418 ננומטר. עלייה נוספת בתזוזה הראתה את מישור הכשל היחיד במהלך בדיקת מתח של דגימת המיקרו המפוברקת, המתאימה לשבר של דגימת המיקרו מתצפיות SEM in-situ.
בבדיקת חומר מכני מיקרו במקום מאפשר תצפיות חזותיות של עיוות מדגם במהלך הטעינה ומסייע בהבנת התנהגות חומרית מורכבת וביצועים חומריים מדודים לאחר מכן. הגורם החשוב ביותר לזכור בעת ניסיון הליך זה הוא לחמם מראש את המדגם לפני החריטה הרטובה. בצע וכוון את תשומת הלב כדי לאמת את פרוטוקול הטעינה ולהבטיח מעורבות מדגם נאותה עם האחיזה לפני בדיקת הסטנסיל.
