Способ изготовления упругого подвеса из кварцевого стекла

(19 51) 5 РЕТЕ К АВТОРСКО ЕЛЬСТВУ 8тельский 1 л эм 3 афъ, 1авек 00авй ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(71) Научно-исследова институт физических измерений(56) Способ изготовления упругого подвесаиз кварцевого оптического стекла. Сборникрефератов НИОКР, сер. ХИ, вып. 11, 1987,Техн. описания 4 л, 14,08.87,(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ .УПРУГОГОПОДВЕСА ИЗ КВАРЦЕВОГО СТЕКЛА(57) Изобретение относится к технологии изготовления кварцевых подвесов акселероИзобретение относится к способам изготовления травлением из неорганических диэлектрических материалов, преимущественно упругих чувствительных элементов датчиковой аппаратуры, и может быть использовано в микроэлектронной технике и приборостроении.Цель изобретения- повышение механической прочности подвеса маятника за счет снижения концентраторов напряжений в шейках рабочих перемычек и уменьшения подтрава за счет увеличения равномерности травления,Это достигается тем, что после двусторонней полировки заготовки кварцевого подвеса размерное травление проводят в два этапа на первом этапе селективным травлением формируют с обеих сторон заготовки в области паза, отделяющего подвижную часть подвеса от основания канавки одинаковой глубины. суммарную величину метров размерным травлением, Сущность изобретения заключается в том, что селективное травление кварца проводят в два этапа: на.первом с обеих сторон заготовки одновременно в зоне паза подвеса формируют канавки на глубину, суммарную величину которых назначают равной номинальной толщине рабочих перемычек, затем на втором этапе одновременно травят канавки и рабочие перемычки до момента соприкосновения в процессе травления смежных стенок канавок паза, причем в процессе, формирован 1 ая рабочих перемычек увеличивают диск ретно зону травления рабочих перемычек пропорционально глубине травления,которых задают равной 1,2-1,3 от номинальной толщины рабочих перемычек подвеса, На втором этапе производят одновременно селективное травление паза и рабочих перемычек до момента сквозного протрава паза, В процессе травления заготовке кварца сообщают возвратно-поступательные винто- образные движения в направлении наименьшего гидродинамического сопротивления заготовки кварца в условиях ламинарного обтекания травителем заготовки.В процессе оформления рабочих перемычек дискретно увеличивают зону травления ее в. направлении длины перемычки пропорционально глубине травления,Отличительным признаком предлагаемого способа является оформление размерного травления в два этапа, на первом травят с обеих сторон заготовки канавки в области паза на глубину, суммарная величина кото 1815251рых равна номинальной толщине рабочей перемычки подвеса.Этот признак позволяет предварительно задать окончательную толщину рабочей перемычки с обеспечением ее контроля простыми технологическими средствами - микрометром. Кроме того, формирование паза и .рабочих перемычек одновременно в течение воемени сквозного протрава паза позволяет обеспечить точность получения заданной толщины рабочей перемычки и упрощает технологию получения подвеса,Формирование рабочей перемычки подвеса с плавным утонением при.переходе от "массивной" части подвеса к рабочей части перемычки за счет дискретного увеличения зоны травления в направлении длины рабочей перемычки пропорционально глубине травления позволяет повысить механическую прочность маятника за счет исключения концентраторов напряжения, исключает обрывы токопроводящей пленки напыляемой на рабочие перемычки и одновременно понижает подтравы за счет последовательного применения селективного травления с различными масками,Сообщение в процессе травления заго-, товке кварца возвратно-поступательного винтообразного движения в направлении наименьшего гидродинамического сопротивления заготовки в условиях ламинарного обтекания травителем заготовки обеспечивает достижение равномерного травления заготовки кварца в том числе рабочих перемычек за счет эффективного удаления продуктов травления из зоны травления и . доступа в зону травления травителя, Винто- образные возвратно-поступательные движения заготовки в ламинарном режиме в отличие от вращательного слабо изменяют тепловое поле жидкости травителя и в то же время эффективно удаляют продукты травления из зоны травления.П р и м е р. Заготовку кварцевого стекла КУ 1 в виде брусков 50 х 50 режут на бруски квадратного сечения с припуском для обточки по диаметру для формирования пластин заготовок в размер 025, толщиной 0,7 мм, После шлифовки, доводки и полировки заготовок получают пластины 825, п=0,500 мм с классом шероховатости 82 0,050.Затем поочередно на обе поверхности пластин заготовок формируют защиту и проводят селективное травление,В кварцевой заготовке толщиной 500 мм селективным травлением формируют паз в виде канавок одинаковой глубины, суммарная величина которых равна 1,2 - 1,3 номинальной толщине рабочей перемычке40 45 копроводящей дорожки. Для перемычек столщиной 20 мкм и при толщине заготовки 500 мкм достаточно применения трех фото- шаблонов с шириной окна 1,5; 2,0 и 2,5 мм при номинальной длине рабочей перемычки, равной 1,5 мм,Травление заготовки заканчивают после сквозного протравливания паза, Момент образования сквозного протрава в пазе может определяться с помощью различньх датчиков фиксирующих нарушениесплошности материала кварца в зоне травления, например электроконтактных.Травление заготовок кварца заявляемым способом проводят в бифторид аммония подогреваемым до 751 С в динамическомрежиме, Травление проводят в реакционном сосуде из фторопласта, в котором помещают фторопластовую кассету с заготовками, приводимую в движение в процессе селективного травления. подвеса. В качестве травителя используют бифторид аммония, в качестве защитной маски хром-медь-хром толщиной 1,5-2 мкм - структуру напыляемую на обе поверхности 5 кварцевой заготовки.Селективное травление проводят в бифториде аммония в течение 20 мин, поэтому в технологии изготовления предусмотрено гальваническое наращивание слоя меди 10 толщиной 12 мкм на напыленный предварительно слой Сг-Сц-Сг. Гальваническое наращивание меди проводят в электролите пропусканием тока, электрод подключает к ободу подвеса - неподвижной части подвеса.15 При изготовлении подвеса для исключения поломок рабочих перемычек предусмотрено формирование трех технологических перемычек между, подвижной и неподвижной частями, удаляемых после формирования схемы на 20 подвесе электронным лучом.Номинальная толщина рабочей перемычки маятника 20 мкм. Затемудаляют защитный слой травлением в растворах соляной, серной, азотной кислот в воде, Вновь формируют защитный слой и проводят селективное травление канавок под рабочие перемычки подвеса и дальнейшее травление канавок образующих паз подвесаПри травлении канавки под перемычку З 0 применяют вначале селективное травлениес шириной шаблона равной, рабочей длине перемычки, затем дискретно, путем смены шаблона увеличивают ширину окна шаблона в направлении длины перемычки и снова З 5 проводят травление канавок паза и перемычек. Глубину травления на каждом шаге травления выбирают из условия заданной кривизны поверхности перехода зоны пере-.мычки предназначенной под напыление то1815251 Составитель В.КафтанатьевТехред М.Моргентал Корректор,М.Куль Редактор Заказ 1617 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Положительным эффектом изобретения является повышение качества изготовления кварцевых подвесов, снижение трудоемкости изготовления за счет применения групповой технологии операций нанесения защиты и травления,Формула изобретения Способ изготовления упругого подвеса иэ кварцевого стекла, включающий двухстороннюю полировку заготовки кварцевОго стекла, формирование паза, отделяющего подвижную часть подвеса от основания и рабочих перемычек, формирование вакуумным напылением металлической пленки емкостного преобразователя на обеих сторонах подвижной части подвеса, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения механической прочности подвеса маятника за счет снижения концентраторов напряжений в шейках рабочих перемычек и уменьшения подтрава за счет увеличения равномерности травления, сначала селективным травлением одновременно на обеих поверхностях заготовки в области паза формиру ют канавки одинаковой глубины,суммарную величину которых задают равной 1.2-1,3 от номинальной толщины рабочей перемычки подвеса, затем проводят .одновременно селективное травление рабо чих перемычек с противоположных поверхностей заготовки и канавок паза до момента соприкосновения смежных стенок канавок.и дотравливание рабочих перемычек до окончательной толщины, причем травление 15 проводят дискретно не менее 2-х раз, накаждом этапе травления увеличивают площадь травления в направлении длины перемычки в зависимости от глубины травления, а заготовке сообщают воэвратно-поступа тельные винтообразные движения.