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石英晶振的变量法以及薄膜微调工艺中变量关系

来源：CEOB2B晶振平台浏览：- 发布日期：2018-03-23 09:42:01【大中小】

5.2四变量方法

实际上,上一节中提出的不同工作环境下微调工艺的研究和石英晶振不同刻蚀方法微调工艺的研究是密不可分的。大气环境、真空环境、激光减薄和激光刻蚀图形, 相当于是四个相互独立的自变量,而最终的刻蚀量就是方程的因变量。可以用个等式来形象的表达这几个变量之间的关系,

其中x₁,x₂，x₃,x₄分别表示大气环境、真空环境、激光减薄和激光刻蚀图形这四个自变量,y则代表最终的刻蚀量。

用一个表格来形象的表达这几个变量之间的关系如表5.1所示。表中的空格处所要填写的就是在相应的刻蚀工艺下所能达到的频率微调量。

5.3实验介绍

5.3.1实验样本

标称10MHLz的未封装贴片晶振片进行频率微调实验。样本如图51所示。右边为未封装的晶片,透明的圆片为石英晶体,中间银白色不透明区域为银电极层。右边为未封装好的晶片。

5.3.2激光器

目前广泛用于激光调阻、激光频率微调系统的激光器主要是Nd:YAG声光调Q脉冲激光器[29]。这种激光器性能稳定可靠,其调Q工作方式可获得高的峰值功率输出。当调频时,在电极材料上看起来是形成一个连续的切口,而实质上该切口是由一系列脉冲激光烧蚀的圆孔部分叠加到一起而形成的,这些圆孔叠加程度是由Q开关来控制的。激光脉宽直接影响到频率值温补晶振的稳定性,脉宽太短, 电极材料不能被合适去除,而脉宽过长又将使热量过多地传导给电极材料引起切口过大。因而,选择适合调阻激光源要注意脉宽、模式、重频,平均功率及波长几项指标的搭配。

经研究,本课题采用华工激光厂生产的HGL-LSY50F灯泵浦固体激光器作为激光源。

HGL-LSY50F灯泵浦固体激光器技术参数如表5.2所示

以脉宽16ns,波长308nm的一氯化氙受激准分子激光器作为辐射源。图5.2所示为实验所用装置。其中,L1和L2是两片柱形透镜;Ml为平面镜;NDF( neutral density filters),中性滤光片;Lf,聚焦透镜;A,圆形缝隙;BS,光束分割器; Jm( Joule- meter),能量计;PM( Photo Multiplier),图像增效器;S,垂直狭缝; T,样品;E,偏转角。

氯化氙激光脉冲用于激起薄膜表面瞬时的光声信号。XeCl束流首先经过柱形透镜L1和L2整形,然后经过Lf聚焦后照射在石英晶体谐振器样品表面。圆形缝隙A离品约10cm,用于使样品表面得到统一的激光斑点。XeCl激光器的单脉冲能量, 通过NDF来调节,并由Jm能量计来测量。在样品表面上由于激光照射引起的光声波由 mirage detection来测量,其组成包括一个HeNe探针束与样品表面并列, 放置在距其几mm的地方。由于光声波引起的HeNe探针束的偏转角度ε由图像增效器( photomultiplier,PM)来测量,这个增效器的孔隙受50m宽的垂直狭缝S限制,以便更好的观察偏转角的细微变化。