CN113376961A - 一种石英音叉的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种石英音叉的加工方法,包括以下步骤:a:将配制后的处理液倒入烧杯内,同时将石英音叉元件均匀的布置在烧杯内,将烧杯放入超声波槽内进行超声,超声后排出烧杯内处理液,将烧杯内的石英音叉元件用冷热交替纯水流水冲洗,再用去离子水流水冲洗,并进行二次超声;b:采用真空溅射和真空热蒸发对基本元件进行镀膜;c:采用光刻机将石英音叉元件第一面进行光刻;d:将第一面光刻后的石英音叉元件放入腐蚀液中;e:采用光刻机套刻第二面音叉图形,采用黑白十字标记套准;f:将第二面光刻后的基本元件放入腐蚀液中,剥离除光刻胶;g:采用氢氟酸和氟化铵溶液对基本元件进行化学腐蚀。
Description
技术领域
本发明涉及音叉加工技术领域,尤其是涉及一种石英音叉的加工方法。
背景技术
石英音叉具有体积小、成本低、功耗小、可靠性高、抗过载能力强及可批量生产等优点,使其适用于战术武器指导、微小卫星姿态控制、微小飞行器导航、作战平台稳定控制及微小型机器人等军事领域,又可广泛应用于汽车稳定控制系统、相机防抖系统、医疗仪器、运动机械及玩具等民用领域。Cr/Au掩模工序是制作石英音叉的中药工序,影响石英音叉元件Cr/Au掩模的因素很多,主要有石英音叉元件的表面质量即清洁处理、制备薄膜的加工工艺及参数,制作出优良的Cr/Au掩模是石英音叉整个工艺的基础,现有Cr/Au掩模应力较大、附着力差、耐腐蚀性差。
发明内容
本发明为了克服现有技术的不足,提供一种石英音叉的加工方法,Cr/Au掩模的应力小、附着力强、耐腐蚀性好,最终制备出来的石英音叉质量好。
为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:一种石英音叉的加工方法,包括以下步骤:
a:对石英音叉元件清洁,将配制后的处理液倒入烧杯内,同时将石英音叉元件均匀的布置在烧杯内,将烧杯放入超声波槽内进行超声,超声后排出烧杯内处理液,将烧杯内的石英音叉元件用冷热交替纯水流水冲洗,再用去离子水流水冲洗,将冲洗后的石英音叉元件和C2H5OH倒入烧杯内二次超声,二次超声后排出C2H5OH并对石英音叉元件烘干;
b:镀制Cr/Au掩模,将清洁完成后的石英音叉元件固定在掩模夹具上,采用真空溅射和真空热蒸发对基本元件进行镀膜,对基本元件镀制两层金属膜,第一层为Cr膜,第二层为Au膜;
c:光刻音叉第一面,采用光刻机将石英音叉元件第一面进行光刻;
d:音叉第一面掩模刻蚀,将第一面光刻后的石英音叉元件放入腐蚀液中;
e:套刻音叉第二面,采用光刻机套刻第二面音叉图形,采用黑白十字标记套准;
f:音叉第二面掩模刻蚀,将第二面光刻后的基本元件放入腐蚀液中,剥离除光刻胶;
g:石英化学腐蚀,采用氢氟酸和氟化铵溶液对基本元件进行化学腐蚀。
优选的,所述步骤a中的处理液为500mlH202和500ml纯水及250mlHCL,超声波槽内水平面与烧杯内处理液面位于同一平面上,烧杯位于超声波槽内往复移动;热水温度为50-70℃,冷水温度为0-2℃,热水冷水交替冲洗时间为10min;离子水流水冲洗为8min,一次超声时间为30min,二次超声时间为10min。
优选的,所述步骤b中的掩模夹具以5r/min的速率匀速自传,热蒸发源为多个,溅射源呈10°角进行上下连续摆动。
优选的,所述步骤g中的氢氟酸和氟化铵配比为体积比2:1,对基本元件腐蚀分两步,先慢速腐蚀,然后提高腐蚀温度至80℃,并增加氢氟酸的浓度。
优选的,所述慢速腐蚀温度为60℃,腐蚀时间为40h。
优选的,所述增加氢氟酸的浓度,氢氟酸和氟化铵配比为体积比1:1,腐蚀时间为50h。
优选的,所述步骤d中腐蚀好的音叉膜图形与光刻用的掩模版图形对准,第一面音叉掩模图形尺寸与掩模版图形尺寸一致。
本发明具有以下优点:本发明通过石英音叉元件均匀的布置在烧杯内使其能够充分的与处理液接触,使石英音叉的表面清理的更为干净,通过移动烧杯使超声波槽内水移动,便于声波的传递,再次提高烧杯内的石英音叉元件表面清洁度,通过热水温度为50-70℃,冷水温度为0-2℃,热水冷水交替冲洗时间为10min,使石英音叉元件表面杂质能够热胀冷缩,使杂质更容易从石英音叉元件上脱落,通过流动的水能够冲洗石英音叉元件,避免石英音叉元件表面杂质造成二次污染,使石英音叉元件清洁更为干净,便于对其后续的加工,通过真空溅射和真空热蒸发结合方式及掩模夹具以5r/min的速率匀速自传,热蒸发源为多个,溅射源呈10°角进行上下连续摆动,对石英音叉元件进行镀膜,掩模夹具镀膜时自传,使石英音叉元件镀膜后表面平整、光亮、镀层均匀全面,提高了石英音叉元件动态震动时的长期稳定性和可靠性,石英音叉表面腐蚀均匀,损伤小;通过对石英音叉元件分两步腐蚀,以避免对石英音叉元件去棱角时最后形成尖棱,然后提高腐蚀液的温度并增加氢氟酸的浓度,增强腐蚀的各向异性,以有效地去掉棱角,得到的石英音叉轮廓尺寸良好,侧面较为光滑;通过对石英音叉元件双面分别去刻音叉图形,采用光刻机套刻第二面音叉图形,采用黑白十字标记套准,即若正面掩膜板上的标记为透光的,则反面第一面音叉图形的标记不透光,这样正反面的对准标记的光刻机投影屏幕上是黑白套准,而且光刻第一面时得到的黑线条宽度小于掩膜板上白线条的,这种黑白套准方式可以减少人为对准误差,因此双面音叉图形的套准精度可以做到小于3μm,石英音叉的双面掩膜图形的好坏直接影响音叉腐蚀后叉指侧面的形状,若图形线条有锯齿,则腐蚀后的叉指侧面就有起伏,若双面掩膜提醒对准不好,腐蚀后的叉指侧面就会产生错位,通过上述设置能够避免上述位于的出现,双面光刻对准误差小,即音叉图形对准很好,腐蚀的侧面平整。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的侧面示意图。
图3为图2中的A-A线的剖视图。
图4为图3中的F处放大图。
图5为图3中的B-B线的结构剖视图。
图6为图5中的A处放大图。
图7为图5中的D处放大图。
图8为图3中的C-C线的剖视图。
图9为图8中的B处放大图。
图10为图3中的D-D线的剖视图。
图11为图10中的E-E线的剖视图。
图12为图11中的C处放大图。
图13为图3中的F-F线的剖视图。
图14为图13中的G处放大图。
图15为图8中的G-G线的剖视图。
图16为图15中的E处放大图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好的理解本发明方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
实施例一:
一种石英音叉的加工方法,包括以下步骤:
a:对石英音叉元件清洁,采用专用的清洗设备完成,将配制后的处理液倒入烧杯内,同时将石英音叉元件均匀的布置在烧杯内,将烧杯放入超声波槽内进行超声,超声后排出烧杯内处理液,将烧杯内的石英音叉元件用冷热交替纯水流水冲洗,再用去离子水流水冲洗,将冲洗后的石英音叉元件和C2H5OH倒入烧杯内二次超声,二次超声后排出C2H5OH并对石英音叉元件烘干;
b:镀制Cr/Au掩模,将清洁完成后的石英音叉元件固定在掩模夹具上,采用真空溅射和真空热蒸发对基本元件进行镀膜,对基本元件镀制两层金属膜,第一层为Cr膜,第二层为Au膜;
c:光刻音叉第一面,采用光刻机将石英音叉元件第一面进行光刻;
d:音叉第一面掩模刻蚀,将第一面光刻后的石英音叉元件放入腐蚀液中;
e:套刻音叉第二面,采用光刻机套刻第二面音叉图形,采用黑白十字标记套准;
f:音叉第二面掩模刻蚀,将第二面光刻后的基本元件放入腐蚀液中,剥离除光刻胶;
g:石英化学腐蚀,采用氢氟酸和氟化铵溶液对基本元件进行化学腐蚀。
优选的,所述步骤a中的处理液为500ml H202和500ml纯水及250mlHCL,超声波槽内水平面与烧杯内处理液面位于同一平面上,烧杯位于超声波槽内往复移动;热水温度为50℃,冷水温度为0℃,冷水中有冰晶析出,可提高冷水的冲击力,提高整体的冲洗效果,有效的去除石英音叉元件表面的杂质,通过热水冷水交替冲洗时间为10min;离子水流水冲洗为8min,一次超声时间为30min,二次超声时间为10min。
优选的,所述步骤b中的掩模夹具以5r/min的速率匀速自传,热蒸发源为多个,溅射源呈10°角进行上下连续摆动。
优选的,所述步骤g中的氢氟酸和氟化铵配比为体积比2:1,对基本元件腐蚀分两步,先慢速腐蚀,然后提高腐蚀温度至80℃,并增加氢氟酸的浓度。
优选的,所述慢速腐蚀温度为60℃,腐蚀时间为40h。
优选的,所述增加氢氟酸的浓度,氢氟酸和氟化铵配比为体积比1:1,腐蚀时间为50h。
优选的,所述步骤d中腐蚀好的音叉膜图形与光刻用的掩模版图形对准,第一面音叉掩模图形尺寸与掩模版图形尺寸一致。
实施例二:
一种石英音叉的加工方法,包括以下步骤:
a:对石英音叉元件清洁,采用专用的清洗设备完成,将配制后的处理液倒入烧杯内,同时将石英音叉元件均匀的布置在烧杯内,将烧杯放入超声波槽内进行超声,超声后排出烧杯内处理液,将烧杯内的石英音叉元件用冷热交替纯水流水冲洗,再用去离子水流水冲洗,将冲洗后的石英音叉元件和C2H5OH倒入烧杯内二次超声,二次超声后排出C2H5OH并对石英音叉元件烘干;
b:镀制Cr/Au掩模,将清洁完成后的石英音叉元件固定在掩模夹具上,采用真空溅射和真空热蒸发对基本元件进行镀膜,对基本元件镀制两层金属膜,第一层为Cr膜,第二层为Au膜;
c:光刻音叉第一面,采用光刻机将石英音叉元件第一面进行光刻;
d:音叉第一面掩模刻蚀,将第一面光刻后的石英音叉元件放入腐蚀液中;
e:套刻音叉第二面,采用光刻机套刻第二面音叉图形,采用黑白十字标记套准;
f:音叉第二面掩模刻蚀,将第二面光刻后的基本元件放入腐蚀液中,剥离除光刻胶;
g:石英化学腐蚀,采用氢氟酸和氟化铵溶液对基本元件进行化学腐蚀。
优选的,所述步骤a中的处理液为500ml H202和500ml纯水及250mlHCL,超声波槽内水平面与烧杯内处理液面位于同一平面上,烧杯位于超声波槽内往复移动;热水温度为60℃,冷水温度为1℃,热水冷水交替冲洗时间为10min;离子水流水冲洗为8min,一次超声时间为30min,二次超声时间为10min。
优选的,所述步骤b中的掩模夹具以5r/min的速率匀速自传,热蒸发源为多个,溅射源呈10°角进行上下连续摆动。
优选的,所述步骤g中的氢氟酸和氟化铵配比为体积比2:1,对基本元件腐蚀分两步,先慢速腐蚀,然后提高腐蚀温度至80℃,并增加氢氟酸的浓度。
优选的,所述慢速腐蚀温度为60℃,腐蚀时间为40h。
优选的,所述增加氢氟酸的浓度,氢氟酸和氟化铵配比为体积比1:1,腐蚀时间为50h。
优选的,所述步骤d中腐蚀好的音叉膜图形与光刻用的掩模版图形对准,第一面音叉掩模图形尺寸与掩模版图形尺寸一致。
实施例三:
一种石英音叉的加工方法,包括以下步骤:
a:对石英音叉元件清洁,采用专用的清洗设备完成,将配制后的处理液倒入烧杯内,同时将石英音叉元件均匀的布置在烧杯内,将烧杯放入超声波槽内进行超声,超声后排出烧杯内处理液,将烧杯内的石英音叉元件用冷热交替纯水流水冲洗,再用去离子水流水冲洗,将冲洗后的石英音叉元件和C2H5OH倒入烧杯内二次超声,二次超声后排出C2H5OH并对石英音叉元件烘干;
b:镀制Cr/Au掩模,将清洁完成后的石英音叉元件固定在掩模夹具上,采用真空溅射和真空热蒸发对基本元件进行镀膜,对基本元件镀制两层金属膜,第一层为Cr膜,第二层为Au膜;
c:光刻音叉第一面,采用光刻机将石英音叉元件第一面进行光刻;
d:音叉第一面掩模刻蚀,将第一面光刻后的石英音叉元件放入腐蚀液中;
e:套刻音叉第二面,采用光刻机套刻第二面音叉图形,采用黑白十字标记套准;
f:音叉第二面掩模刻蚀,将第二面光刻后的基本元件放入腐蚀液中,剥离除光刻胶;
g:石英化学腐蚀,采用氢氟酸和氟化铵溶液对基本元件进行化学腐蚀。
优选的,所述步骤a中的处理液为500ml H202和500ml纯水及250mlHCL,超声波槽内水平面与烧杯内处理液面位于同一平面上,烧杯位于超声波槽内往复移动;热水温度为70℃,冷水温度为2℃,热水冷水交替冲洗时间为10min;离子水流水冲洗为8min,一次超声时间为30min,二次超声时间为10min。
优选的,所述步骤b中的掩模夹具以5r/min的速率匀速自传,热蒸发源为多个,溅射源呈10°角进行上下连续摆动。
优选的,所述步骤g中的氢氟酸和氟化铵配比为体积比2:1,对基本元件腐蚀分两步,先慢速腐蚀,然后提高腐蚀温度至80℃,并增加氢氟酸的浓度。
优选的,所述慢速腐蚀温度为60℃,腐蚀时间为40h。
优选的,所述增加氢氟酸的浓度,氢氟酸和氟化铵配比为体积比1:1,腐蚀时间为50h。
优选的,所述步骤d中腐蚀好的音叉膜图形与光刻用的掩模版图形对准,第一面音叉掩模图形尺寸与掩模版图形尺寸一致。
本发明还公开了一种用于对石英音叉元件的清洗设备,如图1-16所示,包括超声波槽1、设于超声波槽上方的电动导轨2、固定设于超声波槽上用于驱动电动导轨升降的液压缸3、可移动设于电动导轨上的滑座4、固定设于滑座上的烧杯5、设于超声波槽上的热储水箱6及冷储水箱7、可移动设于超声波槽上的第一密封板8及第二密封板9、可移动贯穿设于第一密封板上的第一空心管10、可移动贯穿设于第二密封板上的第二空心管11、等距阵列且两端分别插入第一空心管和烧杯内的多个第一连接管12、等距阵列且两端分别插入第二空心管和烧杯内的多个第二连接管13、设于超声波槽上的进气腔14、设于超声波槽底部的多个吹气孔15、设于吹气孔内的橡胶喷嘴16、固定设于超声波槽上的第三密封板17、贯穿可移动设于第三密封板上且分别固定设于第一密封板和第二密封板上的空心板18、设于空心板一端的第四密封板19、固定设有第三密封板上用于驱动第四密封板移动的第一气缸20、设于热储水箱上的第一排水管21、设于冷储水箱上的第二排水管22、设于热储水箱内的第一过滤板23、设于冷储水箱内的第二过滤板24、设于第一空心管内的第一电磁阀25、设于第二空心管内的第二电磁阀26、设于滑座上的第三空心管27及第四空心管28;多个所述第一连接管由上到下内径依次变大设置;多个所述第二连接管由上到下内径依次变大设置;把需要清理的石英音叉元件等距间隔放于烧杯内,通过液压缸驱动电动导轨下降,使滑座及其上的烧杯一起下降,使烧杯位于超声波槽内,通过第三空心管向烧杯内注入处理液,处理液注入完成后,通过电动导轨驱动滑座往复移动,使烧杯位于超声波槽内往复移动,超声完成后通过第三空心管把位于烧杯内的处理液吸走,向烧杯内注入热水,启动第一空心管内的第一电磁阀,使烧杯内的热水通过多个第一连接管进入第一空心管内,第一空心管内的热水进入热储水箱内,通过第一过滤板对热水进行过滤,经过过滤后的热水通过第一排水管排出,对第一排水管排出的热水进行再次加热达到需求的温度,便于下次使用,烧杯位于超声波槽内往复移动一次后停止对烧杯内加入热水,启动第二电磁阀,关闭第一电磁阀,向烧杯内注入冷水,使烧杯内的冷水通过多个第二连接管进入第二空心管内,第二空心管内的冷水进入冷储水箱内,经过第二过滤板进行过滤,过滤后的冷水从第二排水管排出,对第二排水管排出的冷水进行再次冷却,便于下次使用,烧杯位于超声波槽内往复移动一次后停止对烧杯内注入冷水,冷水与热水交替注入烧杯内;烧杯位于超声波槽内往复移动过程中,使第一密封板和第二密封板往复移动,使空心板往复移动,空心板远离超声波槽时,第一气缸驱动第四密封板向上移动,使空心板一端打开,使外部的空气可以通过空心板进入进气腔内,空心板靠近超声波槽移动时,第一气缸驱动第四密封板向下移动,使空心板一端关闭,即对空心板一端进行密封,使进气腔内的空气通过吹气孔内的橡胶喷嘴喷出,对超声波槽内的液体进行曝气处理,提高超声波槽内的液体流动,提升对石英音叉元件的清洗效果,进气腔内的压强达到一定程度后橡胶喷嘴才能开启,避免超声波槽内的液体进入进气腔内;对烧杯内的石英音叉元件冷热水交替冲洗完成后,通过第四空心管向烧杯内注入去离子水,继续对石英音叉元件进行冲洗,通过上述设置整体清洗连贯,更换烧杯内的液体时不需要从超声波槽内取出,即可边进行超声波边进行更换液体,通过烧杯位于超声波槽内往复移动过程中也能使超声波槽内的液体流动,通过多个第一连接管设置能够使烧杯内的液体快速的排出,第二连接管设置同理,排出液体的量越往下排量越大,使重于液体的杂质能够快速的排走,同时轻于液体的杂质也能够排走,避免对石英音叉元件造成二次污染。
所述烧杯5包括本体51、与本体配合的放料架52、设于本体上的第一密封条53及第二密封条54、设于放料架上的第三密封条55及第四密封条56、可移动贯穿设于放料架上的两个第一导向柱57和两个第二导向柱58及两个第三导向柱59、固定设于两个第一导向柱上的第五密封条510、固定设于两个第二导向柱上的第六密封条511、固定设于两个第三导向柱上的第七密封条512、两端分别固定设于放料架和第五密封条上的第一弹簧513、两端分别固定设于放料架和第六密封条上的第二弹簧514、两端分别固定设于放料架和第七密封条上的第三弹簧515、转动设于放料架上的第一齿轮516、一端固定设于第五密封条上且与第一齿轮啮合设置的第一齿条517、一端固定设于第六密封条上且与第一齿轮啮合设置的第二齿条518、一端固定设于第七密封条上且与第一齿轮啮合设置的第三齿条519;通过对烧杯进行组装,便于石英音叉元件的放料和取料,通过放料架向本体方向移动,最终使第一密封条与第三密封条贴在一起,对二者连接处进行密封,使第二密封条和第四密封条贴在一起,对二者连接处进行密封,使第五密封条顶在本体上,第五密封条对二者连接处进行密封,放料架继续移动时,使第一弹簧被压缩,使第一齿条带动第一齿轮转动,使第二齿条和第三齿条相对远离移动,使第六密封条和第七密封条相对远离移动,二者分别顶住本体上,本体与放料架二者连接处进行密封,通过上述设置避免第一密封条至第七密封条磨损,同时能够起到很好的密封作用,通过第一导向柱至第三导向柱设置提高了第五密封条至第七密封条的移动直线度。
所述烧杯5还包括设于放料架第三密封条上的穿孔520、与穿孔对应固定设于第一密封条上的固定杆521、可移动设于固定杆上的滑块522、转动设于滑块上的转杆523、一端固定设于转杆上的第四弹簧524及第五弹簧525、两端分别固定设于固定杆和转杆上的第六弹簧526、转动设于本体上的棘轮527、两端分别固定设于棘轮和滑块上的拉绳528、一端转动设于本体上的扭杆529、一端固定设于扭杆上且与棘轮配合的卡板530、固定设于棘轮上的把手531;放料架向本体方向靠近过程中,使转杆与固定杆位于同一直线上,使固定杆一端能够穿过穿孔,使转杆整体能够穿过穿孔,转动转杆,使转杆与固定杆垂直,转动把手使棘轮转动,使拉绳绕在棘轮上,使滑块及转杆一起向第三密封条方向靠近,使转杆一端顶住第三密封条,通过第四弹簧和第五弹簧设置对第三密封条产生推力,提高整体的固定的适配性,更好的配合第五密封条至第七密封条使用,使第一密封条至第七密封条密封的更好,通过卡板设置使棘轮只能单向转动,反向转动扭杆,使卡板脱离棘轮,使棘轮可以反向转动,即放松对放料架的固定工作。
所述烧杯5还包括固定设于本体上的基座532、转动设于基座上的空心运输带533、设于基座上的进水孔534、转动设于基座上且与空心运输带啮合设置的第二齿轮535、固定设于超声波槽上的第二气缸536、固定设于第二气缸上的第四齿条537、等距设于空心运输带上的多个喷水管538、固定设于放料架上的第三过滤板539;通过进水孔向基座注入热水或冷水,机座内的热水或冷水进入空心运输带上,空心运输带内的热水或冷水通过多个喷水管喷出,落入烧杯内,烧杯位于超声波槽内时通过第二气缸驱动第四齿条移动,使第四齿条与第二齿轮啮合,烧杯往复移动过程中,使第二齿轮位于第四齿条上滚动,使第二齿轮转动,使空心运输带运转,使多个喷水管运转,使热水或冷水均匀的落入烧杯内,能够对烧杯内的石英音叉元件更为全面的冲洗。
所述烧杯5还包括等距间隔固定设于本体上的多个第一方形空心管540、与多个第一方形空心管一一对应固定设于放料架上的多个第二方形空心管541、设于第二方形空心管上的放料槽542、贯穿可移动设于第一方形空心管和第二方形空心管上的第一移动板543和第二移动板544及第三移动板545、设于放料槽处的四个第一空腔546和四个第二空腔547及四个第三空腔548、可移动设于第一空腔内的第一推板549、可移动设于第二空腔内的第二推板550、可移动设于第三空腔内的第三推板551、固定设于第一推板上的第一支杆552、固定设于第二推板上的第二支杆553、固定设于第三推板上的第三支杆554、转动设于第一支杆前端的第一滚珠555、转动设于第二支杆前端的第二滚珠556、转动设于第三支杆前端的第三滚珠557、两端固定设于第一推板和第二方形空心管上的第七弹簧558、固定设于第二推板和第二方形空心管上的第八弹簧559、固定设于第三推板和第二方形空心管上的第九弹簧560、等距环形分布设于放料槽处的多个第一通孔561和多个第二通孔562及多个第三通孔563、等距间隔设于第一移动板上的多个第四滚珠564、等距间隔设于第二移动板上的多个第五滚珠565、等距间隔设于第三移动板上的多个第六滚珠566、两端固定设于第四滚珠和第一移动板上的第十弹簧567、两端固定设于第五滚珠和第二移动板上的第十一弹簧568、两端固定设于第六滚珠和第三移动板上的第十二弹簧569;所述第四滚珠位于相邻第五滚珠和第六滚珠中间,所述第五滚珠位于相邻第四滚珠和第六滚珠中间,所述第六滚珠位于相邻第五滚珠和第四滚珠中间;烧杯整体位于超声波槽内往复移动过程中,当第一移动板至第三移动板一端顶住超声波槽侧壁时,烧杯整体继续移动,相当于第一移动板至第三移动板位于第一方形空心管和第二方形空心管上移动,第十弹簧推动第一推板移动,使第一空腔内的液体从多个第一通孔喷出,后续第一推板通过第七弹簧对其进行复位,第一推板复位时使烧杯内的液体进入第一空腔内,同理第十一弹簧推动第二推板移动,第十二弹簧推动第三推板移动,第十弹簧至第十二弹簧依次推动第一推板至第三推板移动,通过第四滚珠至第六滚珠减少第十弹簧至第十二弹簧与第一推板至第三推板之间的磨损,通过第四滚珠至第六滚珠对第一移动板至第三移动板进行限位,即烧杯停止移动使,第一移动板至第三移动板不进行移动,第一推板移动过程中电动第一支杆移动,使第一支杆带动石英音叉元件移动,提高石英音叉元件该端面与放料槽端面之间的距离,便于该处的杂质从石英音叉元件上脱离,同时多个第一通孔喷出的液体能够作用该处,对石英音叉元件清理的更为干净,通过第一滚珠设置减少石英音叉元件与第一支杆之间的接触和磨损,同理第二支杆和第三支杆移动使石英音叉元件清理的更为全面干净;烧杯位于超声波槽内往复移动使,超声波内的液体会往复的经过多个第一方形空心管和第二方形空心管,所述石英音叉元件放于第二方形空心管上的放料槽内,使每个石英音叉元件超声波处理一致,通过放料槽对石英音叉元件进行限位,通过上述设置避免石英音叉元件从放料槽内脱落,即放料槽与石英音叉元件配合的更紧密,且不影响石英音叉元件的清理工作,通过上述对石英音叉元件的清理全面且干净,使最终制作出的石英音叉质量好。
Claims (7)
1.一种石英音叉的加工方法,其特征在于:包括以下步骤:
a:对石英音叉元件清洁,将配制后的处理液倒入烧杯内,同时将石英音叉元件均匀的布置在烧杯内,将烧杯放入超声波槽内进行超声,超声后排出烧杯内处理液,将烧杯内的石英音叉元件用冷热交替纯水流水冲洗,再用去离子水流水冲洗,将冲洗后的石英音叉元件和C2H5OH倒入烧杯内二次超声,二次超声后排出C2H5OH并对石英音叉元件烘干;
b:镀制Cr/Au掩模,将清洁完成后的石英音叉元件固定在掩模夹具上,采用真空溅射和真空热蒸发对基本元件进行镀膜,对基本元件镀制两层金属膜,第一层为Cr膜,第二层为Au膜;
c:光刻音叉第一面,采用光刻机将石英音叉元件第一面进行光刻;
d:音叉第一面掩模刻蚀,将第一面光刻后的石英音叉元件放入腐蚀液中;
e:套刻音叉第二面,采用光刻机套刻第二面音叉图形,采用黑白十字标记套准;
f:音叉第二面掩模刻蚀,将第二面光刻后的基本元件放入腐蚀液中,剥离除光刻胶;
g:石英化学腐蚀,采用氢氟酸和氟化铵溶液对基本元件进行化学腐蚀。
2.根据权利要求1所述的一种石英音叉的加工方法,其特征在于:所述步骤a中的处理液为500mlH202和500ml纯水及250mlHCL,超声波槽内水平面与烧杯内处理液面位于同一平面上,烧杯位于超声波槽内往复移动;热水温度为50-70℃,冷水温度为0-2℃,热水冷水交替冲洗时间为10min;离子水流水冲洗为8min,一次超声时间为30min,二次超声时间为10min。
3.根据权利要求1所述的一种石英音叉的加工方法,其特征在于:所述步骤b中的掩模夹具以5r/min的速率匀速自传,热蒸发源为多个,溅射源呈10°角进行上下连续摆动。
4.根据权利要求1所述的一种石英音叉的加工方法,其特征在于:所述步骤g中的氢氟酸和氟化铵配比为体积比2:1,对基本元件腐蚀分两步,先慢速腐蚀,然后提高腐蚀温度至80℃,并增加氢氟酸的浓度。
5.根据权利要求4所述的一种石英音叉的加工方法,其特征在于:所述慢速腐蚀温度为60℃,腐蚀时间为40h。
6.根据权利要求4所述的一种石英音叉的加工方法,其特征在于:所述增加氢氟酸的浓度,氢氟酸和氟化铵配比为体积比1:1,腐蚀时间为50h。
7.根据权利要求1所述的一种石英音叉的加工方法,其特征在于:所述步骤d中腐蚀好的音叉膜图形与光刻用的掩模版图形对准,第一面音叉掩模图形尺寸与掩模版图形尺寸一致。
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