[發明專利]石英晶體厚度檢測裝置

有效

• 申請號: 202110237575.5
• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN113280725B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 劉玉棟;鞏向輝;田峻瑜;方華斌
• 申請（專利權）人: 歌爾微電子股份有限公司
• 主分類號: G01B7/06
• 分類號: G01B7/06
• 代理公司: 深圳市世紀恒程知識產權代理事務所 44287
• 代理人: 梁馨怡

本發明公開一種石英晶體厚度檢測裝置，石英晶體厚度檢測裝置包括檢測組件、石英晶體檢測電路以及控制電路，檢測組件包括兩個檢測極板，兩個檢測極板之間用于放置待檢測的石英晶片。石英晶體檢測電路分別與兩個檢測極板連接，用于檢測兩個檢測極板之間形成的電容的振蕩頻率。控制電路的數據輸入端與石英晶體檢測電路的輸出端連接，并用于根據振蕩頻率確定形成的電容的電容值，并根據電容值確定石英晶片的厚度。上述方案解決石英晶體厚度檢測精度較低的技術問題。

技術領域

本發明涉及檢測裝置的技術領域，特別涉及石英晶體厚度檢測裝置。

背景技術

我國石英晶片制造行業起步于上世紀50年代，一直處于依靠出口石英礦石和粗加工的石英晶體為主的階段。石英晶片厚度差異可以影響其振動頻率。石英晶片厚度差從11.3μm降低到1.7μm時,扭振頻率從279Hz降低到207Hz,減小26％振動頻率衰減十分嚴重，而石英晶片的穩定性直接影響電子產品的穩定性。當前，我國主要生產石英產品的地方是江蘇省東海縣，主要是由于當地具有品相極高的石英礦產。而我國石英產業與國外除去研磨設備造成制造精度上的差距，主要還是檢測設備的差距。隨著電子行業要求的機器周期越來越快。石英晶片要求的頻率越來越高。依靠人力測量顯得越來越力不從心，主要是人工檢測效率低下，且出現失誤次數要多于自動化設備；二是由于晶片頻率越高，厚度越薄，人工長時間反復拿捏容易碎裂，造成額外損失。行業內普遍長期依賴人工使用精度不高的機械量具(如游標卡尺等機械量具)進行分選。

發明內容

本發明的主要目的是提出一種石英晶體厚度檢測裝置，旨在解決石英晶體厚度檢測精度較低的技術問題。

為實現上述目的，本發明提出一種一種石英晶體厚度檢測裝置，所述石英晶體厚度檢測裝置包括：

檢測組件，包括兩個檢測極板，兩個檢測極板之間用于放置待檢測的石英晶片；

石英晶體檢測電路，所述石英晶體檢測電路分別與兩個所述檢測極板連接，用于檢測兩個檢測極板之間形成的電容的振蕩頻率；以及

控制電路，所述控制電路的數據輸入端與所述石英晶體檢測電路的輸出端連接，并用于根據所述振蕩頻率確定形成的電容，并根據所述電容值確定所述石英晶片的厚度。

可選地，所述石英晶體檢測電路根據下述公式確定兩個所述檢測極板之間的待檢測的石英晶片的厚度：

其中，ε＝ε_r·ε₀為待檢測的石英晶片的介電系數；ε₀為真空的介電系數；ε_r為待檢測的石英晶片的相對介電系數；S為第一檢測極板和第二檢測極板之間的有效面積；d_x為第一檢測極板和第二檢測極板之間的距離；δ為待檢測的石英晶片的標準厚度要求的最小數量單位；n_x為待檢測的石英晶片的厚度；C_x兩個檢測極板之間形成的電容。

可選地，所述石英晶體檢測電路根據下述公式確定兩個所述檢測極板之間的待檢測的石英晶片的厚度：

其中，為500組數據所得平均容值，C_res為寄生電容的數值，C_x為石英晶片實際電容值，n_x為待檢測的石英晶片的厚度，j、x均為大于或等于1的自然數。

可選地，兩個所述檢測極板均為覆銅板。

可選地，兩個所述檢測極板分別為第一檢測極板以及第二檢測極板，所述石英晶體檢測電路包括多個第一電感以及檢測芯片，所述石英晶體檢測電路包括多個第一電感、多個第一電容以及檢測芯片，所述第一電感的第一端、所述第一電容的第一端與所述第一檢測極板互連，其連接節點為所述檢測芯片的第一檢測端，所述第一電感的第二端、所述第一電容的第二端與所述第二檢測極板互連，其連接節點為所述檢測芯片的第二檢測端。