真空鍍膜技術在越來越多的領域使用,如何監控淀積的膜厚是鍍膜領域重要的一環,目前較多采用的是石英晶體振蕩監控法和光學膜厚監控法。 本期我們為您介紹如何正確選擇晶振片。
原 理
石英晶體法監控膜厚,主要是利用了石英晶體的壓電效應和質量負荷效應。當晶振片上鍍了某種膜層,使晶振片的厚度增加,則晶振片的固有頻率會相應的變化。
晶體的基頻越高,控制的靈敏度也越高,但基頻過高時,晶體片會做得很薄,很薄的晶體片易碎,一般選用AT切型頻率5~10MHz。采用AT切晶體片,其振動頻率對質量的變化極其靈敏,但卻不敏感于溫度的變化,具有精度高、靈敏度好等獨特的優勢,非常適合于真空薄膜淀積中的膜厚監控。(相關閱讀可以查看YXC揚興官網《選擇晶振的五點注意要求》)
分 類
現在市場上常用的有兩種頻點,標稱頻率分別為5.000MHz、6.000MHz,根據膜厚控制儀的探頭設計不同,采用不同的電極形狀如下:
電 極 材 料
晶振片的電極對膜厚監控至關重要,目前市場上提供三種標準電極材料:金、銀和合金。 用戶所鍍的材料不同,需選用不同的電極材料產品。
金:是最廣泛使用的傳統材料,它具有低接觸電阻,高化學溫定性,易于沉積。適合于鍍低應力膜料,入鍍Al Au Ag Cu。
銀:適合于鍍高應力膜料,如Ni、Cr、Mo、Zr、Ni-Cr、Ti、不銹鋼等。
銀鋁合金:適合于鍍介質光學膜,MgF2、SiO2、Al2O3、TiO2等膜料。
為了提高晶振片的穩定性,增加電極膜與石英晶片的附著強度,根據經驗總結在鍍電極材料之前,先鍍一層鎘(Cr)效果更好。
注 意 事 項
1、新的晶振片使用之前應在分析純中浸泡約1分鐘,然后用塑料鑷子夾取并用無塵紙或潔凈的綢布將分析純擦拭干凈,同時用蘸有酒精的無塵紙或綢布將晶振座擦拭干凈,組裝晶振片之前用吹氣球將晶振片、晶振座及探頭的接觸彈簧上可能殘留的灰塵吹掉,任何晶體和夾具之間的顆粒或灰層將影響電子接觸,而且會產生應力點,從而改變晶體振動的模式,晶振片裝好后再一次用吹氣球吹晶振片的表面,去除散落的灰塵。
2、更換安裝晶振片時用攝子挾住晶振片的邊緣,不要用手指接觸晶振片中心,避免留下油漬,否則會降低晶振片的振動能力。
3、晶振座經過多次鍍膜后其表面會沉積較厚的膜,如果不將其除去,由于離子轟擊產生的反濺射會影響晶振片的測試精度。可以先用噴砂或用打砂紙方法將膜層除去,之后用酒精浸泡5分鐘左右,用超聲波超聲清洗一下,效果會更好,最后再將其放入110℃烤箱中烘烤15分鐘,即可使用。
4、在淀積過程中,基頻頻率最大下降量允許2~3%,約幾百KHz。若下降太多,振蕩器不能穩定工作,產生跳頻現象,如果此時繼續淀積膜層,就會出現停振。故晶振片上膜層鍍到一定厚度以后,就應該更換新的晶振片。
5、蒸發速率出現明顯異常時必須更換晶振片。
6、晶振片的表面明顯出現膜脫落或起皮的現象也需更換。
7、保持足夠的冷卻水使晶振頭溫度在20~50度范圍效果更佳。
晶 振 片 再 利 用
1、銀或銀鋁合金溶于各種酸,不適合再處理利用,必需徹底除去晶振片上的膜層和電極,重新寄回我司鍍上電極。
2、金不溶于硫酸,用戶可以自已進行處理,去掉晶振片上膜層,清洗干凈再利用,但重復利用次數不易太多,否則質量穩定性降低影響使用。
推薦閱讀