專利名稱：Sc切型石英晶片x射線定向系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用X射線衍射原理為石英晶片定向的光機(jī)電一體化定向系統(tǒng)，尤其是一種SC切型石英晶片的X射線定向系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著電子信息時(shí)代的到來(lái)，為電子產(chǎn)品配套的電子元件及功能件也越來(lái)越精密，國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的石英晶體材料品質(zhì)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足日益發(fā)展的電子設(shè)備功能要求，提高電子產(chǎn)品的精度，關(guān)鍵是提高電子材料的精度，SC切型石英晶體是目前普通石英晶體的升級(jí)換代產(chǎn)品，是未來(lái)電子產(chǎn)品向高精尖發(fā)展的主要方向。SC切型石英晶片屬于雙旋轉(zhuǎn)厚度切變模式，對(duì)它的定向非常復(fù)雜。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)SC切型石英晶體的企業(yè)，由于缺乏有效的定向手段，往往依靠經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行生產(chǎn)；直到將SC切型石英晶片封裝成器件后，通過(guò)檢測(cè)器件的技術(shù)指標(biāo)才能得知SC切晶片的真實(shí)加工精度，但這時(shí)已經(jīng)無(wú)法改變器件的品質(zhì)了，因此導(dǎo)致產(chǎn)品合格率極低，給生產(chǎn)企業(yè)造成了極大的浪費(fèi)。其結(jié)果是這種高附加值的產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)無(wú)法得到規(guī)?；a(chǎn)。解決SC切型石英晶片的定向問(wèn)題是規(guī)?；a(chǎn)高質(zhì)量SC切型器件產(chǎn)品的關(guān)鍵技術(shù)之一。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的主要目的就在于提供一套能夠?qū)C切型石英晶片進(jìn)行快速定向的系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過(guò)小功率X射線管發(fā)生的X射線，經(jīng)過(guò)單色器和計(jì)算機(jī)軟件處理后，能夠獲得Kα1單一譜線下的SC切型石英晶片4個(gè)方向的回?cái)[曲線，通過(guò)對(duì)回?cái)[曲線的特征提取得到SC切型石英晶片的測(cè)角精度，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)SC切型石英晶片的定向檢測(cè)。
采用的技術(shù)方案是SC切型石英晶片X射線定向系統(tǒng)，包括工作臺(tái)，其特征在于所述的工作臺(tái)上設(shè)置有X射線發(fā)生器、衍射線探測(cè)器、晶片樣品旋轉(zhuǎn)臺(tái)及計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)；所述的X射線發(fā)生裝置中設(shè)置有X射線管和單色器，X射線管的出口射線照射在直立的單色器上，去掉Kβ及連續(xù)譜線，剩下的較單色化的Kα射線照射在晶片樣品旋轉(zhuǎn)臺(tái)上的被測(cè)晶片上，并與被測(cè)晶片中心交于一點(diǎn)，產(chǎn)生晶片衍射線，晶片衍射線被X射線探測(cè)器接收；所述的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集器、工業(yè)用PC機(jī)、打印機(jī)及應(yīng)用軟件；所述探測(cè)器的輸出信號(hào)經(jīng)數(shù)據(jù)采集器后進(jìn)入工業(yè)用PC機(jī)，由應(yīng)用軟件進(jìn)行去掉Kα2譜線處理后得到樣品晶片的回?cái)[曲線。以SC切型石英晶片的每一個(gè)邊為基準(zhǔn)分別進(jìn)行測(cè)量，得到4條回?cái)[曲線；對(duì)回?cái)[曲線分別進(jìn)行處理，得到SC切型石英晶片在(yxwl)3/1表示下的4個(gè)測(cè)角如g1，g2，g3，g4；綜合上述4個(gè)角度，得到SC切型石英晶片的定向精度。
上述的晶片樣品旋轉(zhuǎn)臺(tái)由一步進(jìn)電機(jī)借助精密蝸輪副減速帶動(dòng)，步進(jìn)電機(jī)由工業(yè)用PC機(jī)的輸出信號(hào)經(jīng)一控制器予以控制。
上述的X射線發(fā)生器中的X射線管為30KV·2mA，銅靶X射線管。
上述的采集器模擬量采樣頻率不小于3600次/秒。
本發(fā)明具有不破壞樣品、無(wú)污染、快捷、測(cè)量精度高等優(yōu)點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)圖。
圖2為應(yīng)用軟件的程序流程圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的SC切型石英晶片X射線定向系統(tǒng)包括工作臺(tái)、工作臺(tái)上的設(shè)置有X射線發(fā)生器2、衍射線探測(cè)器3、晶片樣品旋轉(zhuǎn)臺(tái)4、步進(jìn)電機(jī)5及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；晶片樣品旋轉(zhuǎn)臺(tái)4是圍繞其底部轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，由步進(jìn)電機(jī)5和控制器6驅(qū)動(dòng)。晶片7垂直設(shè)置在樣品旋轉(zhuǎn)臺(tái)4上。X射線發(fā)生器2中的X射線管8和其衍射線探測(cè)器3分設(shè)于樣品旋轉(zhuǎn)臺(tái)4的左右兩側(cè)，X射線管8的射線經(jīng)過(guò)單色器1后，較單色化后的X射線出口對(duì)準(zhǔn)晶片的中心，與其垂直面相交成一角度。衍射線探測(cè)器3的輸出信號(hào)傳送至數(shù)據(jù)采集器9，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)采集后將數(shù)字信號(hào)傳送給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括工業(yè)用PC機(jī)10、數(shù)據(jù)采集器9、打印機(jī)11和應(yīng)用軟件12組成。工作時(shí)探測(cè)器3放置在2θ角度處不動(dòng)，樣品旋轉(zhuǎn)臺(tái)4在步進(jìn)電機(jī)5驅(qū)動(dòng)下借助精密蝸輪副13減速旋轉(zhuǎn)，晶片7在其理論峰值θ角兩側(cè)足夠?qū)挼姆秶鷥?nèi)自動(dòng)掃描。數(shù)據(jù)采集器9對(duì)衍射線探測(cè)器3電信號(hào)進(jìn)行高速數(shù)據(jù)采集，每1角度秒(1/3600度)采集一次數(shù)據(jù)，將模擬信號(hào)變成數(shù)字信號(hào)送入PC機(jī)10，由應(yīng)用軟件12對(duì)所輸入的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行計(jì)算和分析。應(yīng)用軟件系統(tǒng)12進(jìn)行去除Kα2譜線處理后得到樣品晶片的回?cái)[曲線(Rocking Curve)；應(yīng)用軟件系統(tǒng)12提取回?cái)[曲線的特征值，經(jīng)過(guò)模型計(jì)算得到SC切型晶片某一實(shí)際測(cè)角如g1角。按照上述步驟依次得到測(cè)角g2，g3和g4，經(jīng)過(guò)應(yīng)用軟件系統(tǒng)7綜合計(jì)算，得到SC切型石英晶片的定向精度。
權(quán)利要求
1.SC切型石英晶片X射線定向系統(tǒng)，包括工作臺(tái)，其特征在于所述的工作臺(tái)上設(shè)置有X射線發(fā)生器、衍射線探測(cè)器、晶片樣品旋轉(zhuǎn)臺(tái)及計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)；所述的X射線發(fā)生裝置中設(shè)置有X射線管和單色器，X射線管的出口射線照射在直立的單色器上，去掉Kβ及連續(xù)譜線，剩下的較單色化的Kα射線照射在晶片樣品旋轉(zhuǎn)臺(tái)上的被測(cè)晶片上，并與被測(cè)晶片中心交于一點(diǎn)，產(chǎn)生晶片衍射線，晶片衍射線被X射線探測(cè)器接收；所述的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集器、工業(yè)用PC機(jī)、打印機(jī)及應(yīng)用軟件；所述探測(cè)器的輸出信號(hào)經(jīng)數(shù)據(jù)采集器后進(jìn)入工業(yè)用PC機(jī)，由應(yīng)用軟件進(jìn)行去掉Kα2譜線處理后得到SC切型石英晶片以某一邊為基準(zhǔn)的回?cái)[曲線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SC切型石英晶片X射線定向系統(tǒng)，其特征在于所述的SC切型石英晶片定向原子面為(hkl)＝(132)，以此為基準(zhǔn)計(jì)算得到SC切型石英晶片的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)角；通過(guò)SC切型石英晶片以每一個(gè)邊為基準(zhǔn)的晶面回?cái)[曲線，得到SC切型石英晶片的實(shí)際測(cè)角，經(jīng)過(guò)綜合處理，得到SC切型石英晶片的定向精度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SC切型石英晶片X射線定向系統(tǒng)，其特征在于所述的晶片樣品旋轉(zhuǎn)臺(tái)由一步進(jìn)電機(jī)借助精密蝸輪副減速帶動(dòng)，步進(jìn)電機(jī)由工業(yè)用PC機(jī)的輸出信號(hào)經(jīng)一控制器予以控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SC切型石英晶片X射線定向系統(tǒng)，其特征在于所述的X射線發(fā)生器中的X射線管為30KV·2mA，銅靶X射線管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SC切型石英晶片X射線定向系統(tǒng)，其特征在于所述的采集器模擬量采樣頻率不小于3600次/秒。
全文摘要
SC切型石英晶片X射線定向系統(tǒng)，包括工作臺(tái)，其特征在于所述的工作臺(tái)上設(shè)置有X射線發(fā)生器、衍射線探測(cè)器、晶片樣品旋轉(zhuǎn)臺(tái)及計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)；所述的X射線發(fā)生裝置中設(shè)置有X射線管和單色器，X射線管的出口射線照射在直立的單色器上，去掉K
文檔編號(hào)G01R31/00GK1888927SQ20061004720
公開(kāi)日2007年1月3日 申請(qǐng)日期2006年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月17日
發(fā)明者關(guān)守平, 趙久 申請(qǐng)人:關(guān)守平, 趙久