[發(fā)明專利]一種石英音叉和基座的連接結(jié)構(gòu)、連接方法及其應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010060372.9
• 申請日: 2020-01-19
• 公開（公告）號: CN111256673B
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發(fā)明（設計）人: 朱京;張琳琳;林立男
• 申請（專利權(quán)）人: 北京晨晶電子有限公司
• 主分類號: G01C19/5621
• 分類號: G01C19/5621;G01C19/5628
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11250
• 代理人: 李亞南

1.一種石英音叉與基座的連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括孤島、凸臺以及設置兩者之間用于將兩者相互連接的金屬連接層，所述孤島設置于石英音叉中心，所述凸臺設置于基座表面；

所述金屬連接層由多層金屬膜層鍵合而成，所述多層金屬膜層沿孤島靠近凸臺的方向上依次包括層疊設置的Cr層、第一Au層、Sn層和第二Au層；

所述多層金屬膜層的面積大于孤島與凸臺的相交面積；

所述多層金屬膜層厚度為9.5-10.5μm；優(yōu)選地，Cr層的厚度為19-21nm，第一Au層的厚度為5700-6300nm，Sn層的厚度為3800-4200nm，第二Au層的厚度為9.5-10.5nm；所述多層金屬膜層不與其他Au電極相連接。

2.權(quán)利要求1所述的石英音叉和基座的連接結(jié)構(gòu)在石英音叉陀螺中的應用。

3.一種石英音叉陀螺，其特征在于，包括權(quán)利要求1所述的石英音叉和基座的連接結(jié)構(gòu)。

4.一種石英音叉與基座的連接方法，其特征在于，包括如下步驟：

在石英音叉中心的孤島上形成多層金屬膜層；

將石英音叉的孤島與基座的凸臺對準后，進行微組裝，通過金屬連接層連接石英音叉和基座；

所述微組裝，包括如下步驟：

將石英音叉的孤島與基座的凸臺對準后置于鍵合設備中，然后抽真空至不大于5×10^-3Pa后，充入N₂到不大于8×10⁴Pa，并重復至少1次；

從(30±10)℃升溫至(220±10)℃，升溫時間1-5min；

在(220±10)℃保持1-2min；

從(220±10)℃升溫至(310±10)℃，升溫時間1-10min；

在(310±10)℃保持5-30min；

從(310±10)℃降溫至(50±10)℃，降溫時間5-30min；

從(50±10)℃升溫至(200±10)℃，升溫時間1-5min；

在(200±10)℃保持1-5min；

從(200±10)℃降溫至(30±10)℃，降溫時間1-5min，完成微組裝。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的連接方法，其特征在于，在石英音叉中心的孤島上形成多層金屬膜層，包括如下步驟：

S1：在石英音叉中心的孤島上依次沉積Cr層和第一Au層；

S2：對Cr層和第一Au層所形成的結(jié)構(gòu)進行圖形化；

S3：在S2得到的結(jié)構(gòu)上制備Sn層和第二Au層，得到多層金屬膜層；

優(yōu)選地，步驟S1中，所述沉積為磁控濺射沉積；

步驟S2中，所述圖形化為采用光刻工藝S1得到的結(jié)構(gòu)進行精確定義，然后采用濕法刻蝕工藝形成目標圖形；

步驟S3具體為，采用光刻工藝對S2中得到的結(jié)構(gòu)進行精確定義，然后使用熱蒸發(fā)方式沉積Sn層和第二Au層，最后采用光刻膠剝離工藝得到多層金屬膜層。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的連接方法，其特征在于，所述微組裝，升溫及保持溫度時，真空度保持小于8×10⁴Pa；

所述在石英音叉中心的孤島上形成多層金屬膜層時，沉積Cr層和第一Au層以及沉積Sn層和第二Au層時，其真空度保持不大于5×10^-3Pa。