微型石英晶体谐振器电极激光加工温度场仿真分析

以石英晶体谐振器电极银层的激光刻蚀调频加工过程为研究对象,综合考虑了被加工材料的热物理参数和相应边界条件,利用ANSYS有限元软件仿真模拟了脉冲激光刻蚀加工过程中谐振器电极银层温度场分布情况,分析了不同激光加工工艺参数对材料温度的影响.分析结果表明,温度随与热源中心距离增加而减小,温度场呈近似椭圆形扩散,最高温度随激光...     

空气阻尼对横向振动微谐振器的影响

在一维动力学模型的基础上,对横向振动微谐振器的振动性能进行了研究,并对计入空气阻尼和未计入空气阻尼两种情况进行了比较,在对空气阻尼的计算中,计入了稀薄气体效应.研究发现在低频驱动下,两种计算模型振动幅度非常接近,但是在驱动电压频率与横向振动微谐振器的固有频率接近时,两种模型振幅差别大大增加,振幅差增大的主要影响因素是空气阻尼的作用.同时发现空气阻尼对横向振动微谐振器的谐振频率影响很小.     

Y环单元FSS结构参数对频率特性的影响

利用谱域分析法,从Y环单元的臂长、臂宽、缝宽、加载介质的厚度及介电常数等方面,研究了Y环单元频率选择表面(Frequency Selective Surface简称FSS)结构参数对其频率响应特性的影响;采用镀膜和光刻技术制备出了相应的实验件,并在微波暗室进行测试,测试值与计算值基本一致。结果表明:臂长主要影响中心频率,臂长从3.8 mm增大到4.7 mm时,中心频率从11.9 GHz下降到8.9 GHz;单元间距主要影响带宽,单元间距从0.3倍波长增大到0.5倍波长时,-3 dB带宽从3.2 GHz减小到1.0 GHz;臂宽和缝宽在影响中心频率的同时也影响带宽;介质加载主要使中心频率降低,但是中心频率并非随着介质层厚度的增加单调减小;加载介质的厚度和介电常数都影响中心频率,但中心频率对介电常数的变化更为敏感;介质加载也影响中心频率处的功率传输,如果对加载介质进行合理的匹配能改善FSS的传输特性。     

不同电极材料对电火花加工表面粗糙度影响的试验研究

为了研究不同电极材料对加工表面粗糙度的影响,选用紫铜、石墨和钨铜合金三种电极,在煤油和混粉介质两种工作液中,设定电压为35V、脉冲宽度和脉间宽度均为50μs,用1A、5A、10A、15A等四种电流进行试验,对比分析加工工件的表面粗糙度,得出在煤油介质中紫铜电极加工的表面粗糙度最小、混粉介质中钨铜合金电极加工效果最好的结论;对表面形态和再铸层分析,得出石墨电极加工因再铸层区域厚导致表面粗糙度较大、钨铜合金电极加工的再铸层厚度较小使得表面粗糙度值较低等结论,为生产实践中电极材料选择提供试验依据。     

电极材料对电火花加工质量影响的分析

对电火花加工中电极材料的合理选取作了详细的分析和探讨，并用实验结果分析了电极材料性能对加工质量的影响，说明了电极材料是影响电火花加工质量的一个重要因素。     

电极丝及丝速和条纹对线切割的影响

文中在叙述线切割机床的电极丝种类、特性及直径的基础上，分析了走丝速度、电极丝往复运动引起的条纹对加工速度和表面粗糙度的影响。     

一种微机械谐振传感器的频率读出及分析方法

为了对微机械谐振传感器的振动信号频率进行读出及短期稳定度分析,文中以静电驱动的某微机械振动双框架陀螺为例,介绍了频率调制解调的接口信号读取方法,并利用频率计和软件插件对振动频率进行了采样,最后利用Al-lan方差分析了频率的短期稳定性.利用介绍方法测得实验室制作的微机械振动陀螺驱动模态谐振频率为13.552 kHz,7 min内频率偏差在±10 ppm(1 ppm=10-6)以内,稳定度达到应用要求.     

石英晶体横向场激励压电传感器的频率温度特性

为分析石英晶体横向场激励(lateral-field-excitation, LFE)压电传感器的频率温度特性,文中在厚度场激励(Thick-field-excitation, TFE)压电传感器计算频率温度系数方法基础上,增加一个电场方向的自由度,推导计算LFE压电传感器频率温度系数的公式,并使用该公式计算常用Y旋转切石英晶体横向场激励传感器的一阶、二阶和三阶温度系数,并将其与不考虑压电效应、厚度场激励的2种情况进行比较.通过计算发现,石英晶体在3种不同情况下的频率温度特性曲线基本重合,AT切和BT切石英晶体LFE压电传感器具有零温度系数.     

谐振面积与电极图案对质量传感器性能的影响

在p型(100)单晶Si基衬底上,利用磁控溅射设备完成直流溅射Mo/Ti布拉格反射层和射频反应溅射AlN压电层,用光刻微加工工艺设计了不同谐振面积与电极图案的Ti/Au上电极,在优化工艺条件下制备了氮化铝基体声波质量传感器,比较分析了不同电极图案和谐振面积对传感器性能的影响。研究表明,电极图案相同时,谐振面积为10 000(100×100)μm2的器件电学性能最好,谐振面积相同时,电极图案为圆形的损耗最小;内角为直角的正方形损耗最大,内角为钝角的五边形损耗居中。     

石英谐振式力传感器及几个工程问题的研究

本文介绍了一种高准确度石英谐振式力传感器,针对其在工程化过程中遇到的一系列问题,从理论到实验进行了研究,解决了组合式结构石英传感器的蠕变问题,并研究了传感器的稳定性与谐振器厚度及支撑状况的关系。     

AT切石英晶体频率力敏特性的实验研究

研究了石英晶体谐振器的力敏特征及晶体的活力与晶片的外形结构、电极尺寸、激励电平、振动模式的关系。实验表明，沿厚度方向剪切振动的AT切石英晶体谐振器的频率力敏特性与激励电平及电极大小无关，泛音振动下的频率力敏特性的增加与泛音次数的增加不成严格的倍数关系，晶体的活力与晶体外形、谐振频率及受力无关。     

石英晶体自动调频设备的研发

研制了一种机电设备,涉及电子装置常用的音叉式石英晶片的机械加工技术领域,是一种利用砂轮对石英晶片的频率和阻抗进行自动调整的装置。该设备包括振动盘送料机构,机械手回转机构,砂轮磨削机构和测试分料机构,再辅以电气控制,形成了整个机械加工自动化控制系统。该装置不仅加工精度高,而且自动化程度高,提高了生产效率,使用效果好,取得了良好的社会经济效益。     

石英谐振式力传感器及其稳定性的研究

介绍了一种高精度石英谐振式力传感器,对敏感器件——谐振器、膜片及力传递系数进行了研究、设计与计算,从理论到实验对传感器的稳定性进行了研究,指出增加谐振器厚度及改善谐振器支撑条件均可提高传感器的稳定性和临界载荷。     

高频高精度石英晶体元件电参数测量技术研究

在介绍π网络法石英晶体元件电参数测量原理的基础上,设计了一种频率高达200MH z的石英晶体元件电参数测量系统,分析了石英晶体元件和π网络的等效电路,采用自动网络分析方法计算出石英晶体元件的阻抗,并依次消除了系统误差和测量误差。实验证明,在1~200MH z频率范围内,系统对串联谐振频率测量误差在±1×1-0 6以内,重复测量一致性在±0.5×10-6以内。     

石英谐振式称重传感器的可靠性增长模型

石英谐振式称重传感器是一种新型的数字式传感器。文中通过对该传感器研制和生产中的可靠性增长试验,找到了传感器的系统缺陷,并通过修正传感器的结构来消除这种传感器的系统缺陷,使之可靠性水平（ＭＴＢＦ） 达到使用的要求。通过建立传感器老炼过程的可靠性增长模型,为生产过程的筛选次数提供依据。     

高固有频率构件分频共振时效的分析计算

利用力学、线性和非线性振动理论,对高固有频率构件进行振动时效的新方法－－分频共振的原理和应用进行了讨论。指出对同一构件进行振动时效处理,要达到相同的时效效果。分频共振方法所用的激振力比直接共振方法所用的激振力要大些。从理论上说明了分频的方法是行之有效的方法。     

石英晶体精密研磨技术的研究

通过实验，着重讨论了石英晶体的研磨机理及研磨速度，研磨压力和磨粒粒径对试件表面质量和研磨效率的影响，并确定了合理的精密研磨参数选用范围，实验采用修正环型环磨机，加工出表面粗糙度Ｒａｍａｘ０．７μｍ的石英晶体表面，为实现石英晶体的超精密抛光准备了必要的条件。     

Behavior of the Resonant Frequency Shift of the Quartz Crystal Microbalance in NaCl Solution

Abstract

We report the novel characteristics of the series resonant‐frequency shift (ΔF) of the single‐face sealed quartz crystal microbalance (QCM) in an electrolyte solution. In the present study, we used NaCl as an electrolyte. This study revealed that, in an electrolyte solution, the ΔF values vary linearly with an increase in the square root of the density‐viscosity product of the solution, and the immersion angle dependence of ΔF appears. Moreover, we have found that the intercept value of ΔF appears and is brought about by the electric double layer. We also suggest that the ΔF values are independent of the conductivity and the permittivity of the solution.     

石英晶片研磨加工的试验研究

在微电子领域,石英晶片主要用于制造石英晶振器件。石英晶片的质量直接影响晶振的性能与可靠性,而研磨是保证石英晶片表面质量的重要工艺措施。本文采用行星式双面研磨机对石英晶片进行了研磨加工试验,研究了研磨区压强对加工效率的影响。试验结果表明,在相同工艺条件下,材料去除量随着研磨区压强的增大而增大。     

双端调谐音叉石英谐振器的结构设计方法研究

叙述了双端调谐音叉石英振梁式重力传感器的结构和工作原理。根据石英谐振器的谐振频率公式和石英晶体的压电效应原理，确定了石英谐振器的主要结构尺寸和电极设置。应用有限元法计算了该谐振器的谐振频率，显示了一阶模态振型，这为设计不同用途的石英振梁式加速度传感器提供了理论依据。