應用故事 | 薄片因瓦合金測試

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

例如，在屏幕的生產制造流程中，金屬掩膜版是OLED蒸鍍環節中的核心生產耗材。因OLED生產過程中金屬掩膜版會存在較大的損耗，所以需要定期更換，是OLED生產成本的重要組成。目前，應用于AMOLED產品的金屬掩膜版主要包括開口掩膜版（CMM）和精細金屬掩膜版（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發光材料。

因瓦合金最主要的特點就是低膨脹系數，為了應對不同的應用環境，因瓦合金被制備成不同的形狀，常規圓柱形樣品比較容易進行測試，面對薄片狀樣品如何進行測試呢？在本文中主要介紹了熱膨脹系數測試的儀器，如何測試薄片狀因瓦合金。

樣品處于一定的溫度程序下，施加一定的靜態載荷，測試樣品在測試方向上的尺寸隨溫度或時間的變化關系。

測試樣品名稱：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重復性測試曲線

從樣品熱膨脹測試曲線上可以看到樣品呈現先收縮后膨脹走勢。然而問題在于，因瓦合金在25-200℃不應該出現收縮的情況，于是用DIL402Su進行驗證。此時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測試曲線

1#樣品在壓縮模式下熱膨脹系數的測試曲線展現出來的膨脹系數和趨勢基本符合客戶要求。

造成拉伸模式和壓縮模式測試曲線不同的原因

TMA拉伸模式進行測試時，需對樣品進行制樣。需要使用夾頭夾住樣品兩端。而當夾頭材料的膨脹系數大于樣品熱膨脹系數時，將會導致曲線收縮的情況出現。

1. 面對低膨脹薄片樣品的測試時，采用夾頭式測量方法，只要夾頭熱膨脹系數大于樣品熱膨脹系數，結果都會產生偏差。

2. 壓縮模式測試，樣品很薄的話，推桿頂住樣品，樣品容易發生彎曲影響測試結果。如果要進行非常薄的樣品進行過壓縮模式測試時，狹縫樣品槽是一個非常好的工具，尤其對于只能用壓縮模式來測的零膨脹薄片。

作者

劉少博

耐馳儀器公司應用實驗室