[發(fā)明專利]基于方阻測量的激光清洗方法及激光清洗系統(tǒng)有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010595516.0 | 申請日： | 2020-06-24 |
| 公開（公告）號： | CN111570419B | 公開（公告）日： | 2021-05-04 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 白楊;查榕威 | 申請（專利權(quán)）人： | 西北大學(xué) |
| 主分類號： | B08B7/00 | 分類號： | B08B7/00;B08B13/00;G01D21/02 |
| 代理公司： | 北京前審知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11760 | 代理人： | 張靜 |
| 地址： | 710069 *** | 國省代碼： | 陜西;61 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 基于 測量 激光 清洗 方法 系統(tǒng) | ||
1.一種基于方阻測量的激光清洗方法，所述方法包括以下步驟：
第一步驟中，安裝激光清洗機(jī)和四探針探頭以對準(zhǔn)待清洗樣品，四探針探頭連接電阻儀，
第二步驟中，調(diào)節(jié)激光清洗機(jī)參數(shù)，所述參數(shù)包括激光清洗機(jī)的功率、脈沖寬度、脈沖重復(fù)頻率、振鏡掃描速度、物鏡焦距和離焦量，
第三步驟中，基底樣品和待清洗樣品放置在三維平臺上，四探針探頭向下移動壓緊樣品表面，分別測量出基底樣品和待清洗樣品的方阻，記錄探針壓力和樣品的表面溫度，基底樣品為表面無氧化層的金屬，待清洗樣品為表面有氧化物的金屬，
第四步驟中，設(shè)定單次清洗的掃描次數(shù)，對樣品進(jìn)行n次激光清洗，n為自然數(shù)，
第五步驟中，等已清洗樣品靜置自然冷卻后，在所述探針壓力和所述表面溫度下，電阻儀測量出激光清洗后樣品的方阻，
第六步驟中，計(jì)算相對清洗率Φ：
其中Ra、Rb和Rn分別為基底樣品的方阻值、待清洗樣品的方阻值和第n次清洗后的方阻值，當(dāng)相對清洗率Φ大于等于預(yù)定值時(shí)，判斷為清洗干凈；當(dāng)相對清洗率Φ小于預(yù)定值，已清洗樣品作為下一次的待清洗樣品，重復(fù)第四步驟到第六步驟，直到Φ大于等于預(yù)定值，結(jié)束清洗。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，第一步驟中，四探針探頭之間的間距均為2mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，第二步驟中，激光清洗機(jī)為激光光源的波長為1064nm的脈沖光纖激光器，激光清洗機(jī)的功率為0-100W，脈沖寬度為30ns、60ns或200ns，脈沖重復(fù)頻率為100kHz-1000kHz，掃描速度為0-5000mm/s。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，第五步驟中，基于測量的方阻計(jì)算樣品方阻的平均值，基于平均值計(jì)算相對清洗率。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，第六步驟中，預(yù)定值為90％。
6.一種基于權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的激光清洗方法的激光清洗系統(tǒng)，其包括，
三維平移臺，其承載待清洗樣品；
激光清洗機(jī)，其安裝于大升降垂臂以朝向所述三維平移臺可移動，所述激光清洗機(jī)可調(diào)節(jié)地朝所述待清洗樣品表面發(fā)射激光以清洗所述表面；
四探針探頭，其安裝于小升降垂臂以朝向所述三維平移臺可移動以壓緊待清洗樣品的表面，所述四探針探頭連接電阻儀以測量待清洗樣品表面的方阻數(shù)據(jù)，
壓力傳感器，其安裝于小升降垂臂以測量所述四探針探頭壓緊的待清洗樣品表面的壓力數(shù)據(jù)，
紅外溫度傳感器，其安裝于小升降垂臂以測量所述四探針探頭壓緊的待清洗樣品表面的溫度數(shù)據(jù)，
處理單元，其連接所述激光清洗機(jī)、壓力傳感器、紅外溫度傳感器和電阻儀，響應(yīng)于所述壓力數(shù)據(jù)，處理單元發(fā)送壓力信號到所述四探針探頭以調(diào)節(jié)其與基底樣品和待清洗樣品的表面之間的壓力，響應(yīng)于所述溫度數(shù)據(jù)，處理單元發(fā)送測量信號到所述電阻儀以測量方阻數(shù)據(jù)，
所述處理單元基于所述方阻數(shù)據(jù)計(jì)算出相對清洗率，當(dāng)相對清洗率大于等于預(yù)定值時(shí)，判斷為清洗干凈；當(dāng)相對清洗率Φ小于預(yù)定值，已清洗樣品作為下一次的待清洗樣品，重復(fù)第四步驟到第六步驟，直到Φ大于等于預(yù)定值，結(jié)束清洗。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的激光清洗系統(tǒng)，其中，激光清洗機(jī)包括，
激光器，其參數(shù)可調(diào)節(jié)以發(fā)射預(yù)定參數(shù)的激光脈沖，
掃描振鏡，其接收光隔離器射出的激光脈沖并掃描在樣品的表面，
物鏡，其接收所述掃描振鏡射出所述激光脈沖并會聚在樣品的表面。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的激光清洗系統(tǒng)，其中，四探針探頭的材質(zhì)為球型鍍金磷銅合金，緩沖彈簧壓力為0-500g。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的激光清洗系統(tǒng)，其中，四探針探頭的最外側(cè)的兩根探針接入電阻儀的恒流源的電流輸出孔上，內(nèi)側(cè)的兩根探針連接所述電阻儀的電壓表的輸入孔上。
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