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晶振片的使用、维护与回收
导读：真空镀膜技术在越来越多的领域使用，如何监控淀积的膜厚是镀膜领域重要的一环，目前较多采用的是石英晶体振荡监控法和光学膜厚监控法。本期我们为您介绍如何正确选择晶振片。
一、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。
二、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如下：
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，高化学温定性，易于沉积。适合于镀低应力膜料，入镀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。
为了提高晶振片的稳定性，增加电极膜与石英晶片的附着强度，根据经验总结在镀电极材料之前，先镀一层镉（Cr）效果更好。
四、应用
1.镀低应力膜料时，选择镀金晶振片最常见的镀膜是镀Al、Au、Ag、Cu，这些膜层几乎没有应力，在室温下镀膜即可。膜层较软，易划伤，但不会裂开或对基底产生负作用。建议使用镀金晶振片用于上述镀膜，经验证明，可以在镀金晶振片镀60000埃金和50000埃银的厚度。
2.使用镀银或银铝合金镀高应力膜层 Ni、Cr、Mo、Zr、Ni-Cr、Ti、不锈钢这些材料容易产生高应力，膜层容易从晶体基片上剥落或裂开，以致出现速率的突然跳跃或一系列速率的突然不规则正负变动。有时，这些情况可以容忍，但在一些情况下，会对蒸发源的功率控制有不良作用。
3.使用银铝合金晶振片镀介质光学膜 MgF2、SiO2、Al2O3、TiO2膜料由于良好的光学透明区域或折射率特性，被广泛用于光学镀膜，但这些膜料也是最难监控的，只有基底温度大于200度时，这些膜层才会与基底有非常良好的结合力，所以当这些膜料镀在水冷的基底晶振片上，在膜层凝结过程会产生巨大的应力，容易使晶振片在1000埃以内就回失效。这时候，选用合金晶振片将是最好的选择，将大大减少调频机会。实验室显示，使用合金晶振片监视氟化镁，有效寿命比镀金的长100%。如果把冷却水的温度从20度提高到50 度，晶振片的寿命更可以再延长一倍。
五、使用维护
1.总是用摄子来挟住晶振片的边缘，不要碰晶振片中心，因为晶振片振动的活跃中心，任何灰层，油污都会降低晶振片的振动能力。新的晶振片使用之前应在酒精(分析纯即可)中浸泡1分钟左右，之后用塑料镊子夹取并用无尘纸或洁净的绸布将酒精擦拭干净，同时用蘸有酒精的无尘纸或绸布将晶振座擦拭干净，组装晶振片之前用吹气球将晶振片、晶振座及探头的接触弹簧上可能残留的灰尘、纸屑等吹掉﹐晶振片装好后再一次用吹气球吹晶振片的表面，去除散落的灰尘。(有人建议用低压过滤的氮气或不含油的空气吹晶振片的表面，去除散落的灰尘﹐本人认为吹气球即可﹐方便经济又快捷。)切记不要用手指直接接触晶振片以免留下油渍。
2.保持晶振片的清洁。不要让镀膜材料的粉末接触晶振片的前后中心位置。任何晶体和夹具之间的颗粒或灰层将影响电子接触，而且会产生应力点，从而改变晶体振动的模式。
3.晶振座经过多次镀膜后其表面会沉积较厚的膜，如果不将其除去，由于离子轰击产生的反溅射会影响晶振片的测试精度。可以先用喷砂或用打砂纸方法将膜层除去，之后用酒精浸泡5分钟左右，如果能用超声波振荡清洗一下，效果会更好，最后再将其放入110℃烤箱中烘烤15分钟，即可使用。
4.保持足够的冷却水使晶振头温度在20-50度。如果可以将温度误差保持在1-2度范围内，效果更佳。
六、回收利用
用过的晶振片可以重新利用，主要方法有两种：
1.彻底除去晶振片上的膜层和电极，重新邮回厂家镀上电极。
2.利用金电极不溶于硫酸等强酸的特点自行处理，将晶振片上的膜层除去部分，重新利用。
使用再处理晶振片时注意以下事项：
1）银铝合金溶于各种酸，不适合再处理。
2）酸祛除晶振片膜层时，必然对基底或外观有一定影响，初始频率也会改变，放入晶控仪中会发现初始读数改变或显示寿命降低，这些不会影响晶振片的基本功能，但晶振片的寿命会大大降低。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。这样的情况，当镀氟化镁一会儿，沉积速率或膜厚会显示不规则的跳跃，镀锆或铬时我们也常常会遇到类似的问题。
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