晶振片基本知识

2019-04-25


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1. 什么是晶振片( Crystal Sensor )

薄薄圆圆的晶振片,来源于多面体石英棒,先被切成闪闪发光的六面体棒,再经过反复的切割和研磨,石英棒最终被做成一堆薄薄的(厚0.23mm,直径13.98mm)圆片,每个圆片经切边,抛光和清洗,最后镀上金属电极(正面全镀,背面镀上钥匙孔形),经过检测,包装就可以出厂使用。晶体的质量和寿命不仅影响速率和厚度测量的准确性,更重要的是还决定着受控制的过程能否成功完成。


2. 晶振片( Crystal Sensor )的工作原理

石英晶体若在晶片的两侧施加机械压力,则在晶片相应的方向上将产生电场,这种物理现象称为压电效应。如果在晶片的两极上加交变电压,晶片就会产生机械振动,同时晶片的机械振动又会产生交变电场。


3. 晶振片( Crystal Sensor )的分类

现在市场上常用的有两种频点,标称频率分别为5.000MHz、6.000MHz,根据膜厚控制仪的探头设计不同,采用不同的电极形状。


4. 晶振片( Crystal Sensor )的应用

石英晶振片是晶振膜厚控制仪系统中的速率和厚度传感元件。这些晶体用于所有标准监控器或控制器以及单、双或多晶体传感器的真空应用


5. 晶振片( Crystal Sensor )的电极材料

晶振片的电极对膜厚监控至关重要,目前市场上提供三种标准电极材料:金、银和合金。 用户所镀的材料不同,需选用不同的电极材料产品。

金:是最广泛使用的传统材料,它具有低接触电阻,高化学稳定性,易于沉积。适合于镀低应力膜料,如镀Al Au Ag Cu。

银:适合于镀高应力膜料,如Ni、Cr、Mo、Zr、Ni-Cr、Ti、不锈钢等。

银铝合金:适合于镀介质光学膜,MgF2、SiO2、Al2O3、TiO2等膜料。


6. 晶振片( Crystal Sensor )膜厚监控原理

石英晶体法监控膜厚,主要是利用了石英晶体的压电效应和质量负荷效应。当晶振片上镀了某种膜层,使晶振片的厚度增加,则晶振片的固有频率会相应的变化。

晶体的基频越高,控制的灵敏度也越高,但基频过高时,晶体片会做得很薄,很薄的晶体片易碎,一般选用AT切型频率5~10MHz。采用AT切晶体片,其振动频率对质量的变化极其灵敏,但却不敏感于温度的变化,具有精度高、灵敏度好等独特的优势,非常适合于真空薄膜淀积中的膜厚监控。


7. 晶振片( Crystal Sensor )再利用

(1)银或银铝合金溶于各种酸,不适合再处理利用,必需彻底除去晶振片上的膜层和电极,重新寄回我司镀上电极。

(2)金不溶于硫酸,用户可以自已进行处理,去掉晶振片上膜层,清洗干净再利用,但重复利用次数不易太多,否则质量稳定性降低影响使用。


8.晶振片清洗配方: 

20%氟化氢铵水溶液,浸泡6小时以上,浸泡后投入酒精擦拭,去水即可。


爱特斯生产的相关膜料:


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4.晶振片(CrystalSensor)的应用

5.晶振片(CrystalSensor)的电极材料

6.晶振片(CrystalSensor)膜厚监控原理

晶体的基频越高,控制的灵敏度也越高,但基频过高时,晶体片会做得很薄,很薄的晶体片易碎,一般选用AT切型频率5~10MHz。采用AT切晶体片,其振动频率对质量的变化极其灵敏,但却不敏感于温度的变化,具有精度高、灵敏度好等独特的优势,非常适合于真空薄膜淀积中的膜厚监控。

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