[發(fā)明專利]一種月面塵埃沉積質(zhì)量原位探測器及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210308857.4
• 申請日: 2022-03-25
• 公開（公告）號: CN114674917B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王永軍;李得天;王鹢;張海燕;孔風(fēng)連;莊建宏;李存惠;趙呈選
• 申請（專利權(quán)）人: 蘭州空間技術(shù)物理研究所
• 主分類號: G01N29/02
• 分類號: G01N29/02;G01N29/036;G01N5/00
• 代理公司: 北京元理果知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11938
• 代理人: 饒小平

1.一種月面塵埃沉積質(zhì)量原位探測器，其特征在于，包括測量石英晶體微天平、諧振電路以及參考石英晶體微天平，其中：

所述測量石英晶體微天平與所述參考石英晶體微天平設(shè)置在同一平面上；

所述測量石英晶體微天平與所述諧振電路連接；

所述參考石英晶體微天平內(nèi)部設(shè)置有溫度傳感器；

所述測量石英晶體微天平包括第一晶片支架、測量石英晶片、金屬電極以及粘性薄膜，其中：

所述測量石英晶片設(shè)置在第一晶片支架的內(nèi)部，兩端與第一晶片支架固定連接；

所述測量石英晶片的上下兩側(cè)均沉積有金屬電極；

所述測量石英晶片上金屬電極的表面印制有粘性薄膜；

所述參考石英晶體微天平包括第二晶片支架、參考石英晶片、金屬電極以及粘性薄膜，其中：

所述參考石英晶片設(shè)置在第二晶片支架的內(nèi)部，兩端與第二晶片支架固定連接；

所述參考石英晶片的上下兩側(cè)均沉積有金屬電極；

所述參考石英晶片上金屬電極的表面印制有粘性薄膜；

所述測量石英晶片與所述參考石英晶片的基頻相差≤500Hz。

2.如權(quán)利要求1所述的月面塵埃沉積質(zhì)量原位探測器，其特征在于，所述測量石英晶體微天平的金屬電極與所述諧振電路連接。

3.如權(quán)利要求1所述的月面塵埃沉積質(zhì)量原位探測器，其特征在于，所述溫度傳感器貼附在所述參考石英晶片下金屬電極的表面。

4.如權(quán)利要求1所述的月面塵埃沉積質(zhì)量原位探測器，其特征在于，所述粘性薄膜為低飽和蒸氣壓的H型阿皮松真空脂。

5.一種制造權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的月面塵埃沉積質(zhì)量原位探測器的方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：選擇高純度石英晶體，按與石英晶體主光軸成35°16′切割(即AT切形)加工，制備一組石英晶片，石英晶片的加工厚度為0.15-0.2mm，直徑為0.75-1.25cm；

步驟2：將切削好的石英晶片依次用丙酮、無水乙醇、酒精和去離子水，各進(jìn)行15min的超聲清洗，去除表面有機(jī)污染物和其他雜質(zhì)，然后用干燥的壓縮氮?dú)獯蹈墒⒕?/p>

步驟3：利用光刻膠在石英晶片上做掩膜，接著光刻顯影出石英晶片的電極和電極引線部分的圖形，然后將該晶片放置在本底真空度為10^-4Pa的物理氣相沉積腔室，以氬氣為工作氣體，通過磁控濺射法濺射金靶沉積電極和引線；

步驟4：通過調(diào)節(jié)濺射參數(shù)，將金屬電極及引線厚度限制在200±50nm，隨后取出石英晶片，在丙酮溶液中浸泡，將光刻膠的部分脫落，僅留濺射沉積的金屬電極和引線；

步驟5：將低飽和蒸氣壓的H型阿皮松真空脂加熱軟化制成漿料，利用刮片將真空脂印刷到放置在高密絲網(wǎng)下石英晶片的電極上面，厚度為15-25μm，面積為0.3-0.4cm²；

步驟6：對印制有粘性薄膜的一組石英晶片進(jìn)行基頻監(jiān)測和溫頻特性研究，最終選擇在室溫下基頻相差≤500Hz的兩個(gè)晶片分別做成測量石英晶片和參考石英晶片；

步驟7：將鉑電阻元件作為高精度的溫度傳感器，貼附在參考石英晶片的下金屬電極的表面，用來實(shí)時(shí)監(jiān)測環(huán)境熱輻射導(dǎo)致的晶片溫度變化；

步驟8：將測量石英晶片和參考石英晶片分別固定安裝在晶片支架上，并將測量石英晶片的電極引線和諧振電路接通，構(gòu)成完整的月面塵埃沉積質(zhì)量原位探測器。