Главная  Пьезоэлектрический резонатор 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [ 21 ] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38]

Толщина, мм

Частота вращения шпинделя,

об./мин

Давление, кПа

Масса дополнительного груза, кг

Количество подаваемой суспензии, Мл/мин

До 0,5

220 - 300

50 - 22

10-15

0,5-0.35

170 - 200

0,35-0,25

8-10

0.25-0,15

10 - 9

8-10

0,150.08

8-10

Таблица 4г

Кассеты

Материал

Толщина, Мм

Текстолит

Вининроз

Целлулоид

Гетинакс

Винипласт

Вининроз

Рентгенпленка

триацетатная

Рентгенпленка

Целлулоид

Гетинакс

3-0,5

0,2 , 0,2-0,1

0,08-0J

П2Г "° 8-10 мл через

T = As/c,

эоваль-

Шмфовальный порошок № 3, М40 М20

М14 . . ; ......

М10 . ......

М7 . .- - .

120 100

70 35 20

в процессе шлифовки производят перекладку элементов. При м четные элементы из кассеты / перекладывают на место четных элементов кассеты /, те, в свою очередь, перекладывают на место четных элементов кассеты V и т. д.

После окончаиия шлифовки элементы снимают со станка с помощью контактного съемника и промывают в теплой проточной воде. Шлифовку кристаллических элементов по плоскости до толщины 0,15 и 0,08 мм производят двусторонней шлифовкой, как й в предыдущем случае. При 10 кассетах элементы перекладывают следующим образом: четные элементы из кассеты / перекладывают на место четных элементов кассеты V, те, в свою очередь, перекладывают на место четных элементов кассеты IX и т. д.

Кристаллические элементы, поступающие на операцию сошли-фовки клина, должны .иметь разброс в партии элементов, замерен-Jbix по толщине в центре элемента, не более 0,03 мм, припуск по олшине к окончательному размеру не менее 0,6 мм, отмеченную базовую сторону.

Для односторонней сошлифовки клина кристаллические элементы закладывают в отверстия кассет, базовой стороной вяиз, на доводочные шестерни, которые устанавливают на нижний притир; элементы н нижний притир смачивают шлифовальной суспензией. После установки верхнего притира станок пускают в ход, и клин ошлифовывается.

Исправление угла среза кристаллических элементов производится на плоскошлифовальных станках алмазным шлифовальным кругом. Шлифовку производят с применением охлаждающей жидкости.

Шлифовальная суспензия из шлифовальных порошков и микропорошков, предназначенная для шлифовки кристаллических элементов из кварца. Шлифовальная суспензия представляет собой iMecb однородной консистенции. Применяют шлифовальный поро-:иок № 3 и микропорошки от М.28 до М5. Технологический процесс

фиготовления суспензии заключается в том, что 1 кг шлифовального материала смешивают с 3 л воды (1:3) до получения однородной суспензии. При этом не должно быть слипшихся комочков

ерен шлифовального материала. После приготовления суспенз1ии i.e помещают в смеситель.

Шлифовальный материал отмеряют стаканом, пользуясь сле-.[ующими данными, характеризующими объем в миллилитрах, занимаемый 1 кг порошка:

№ 3........... 580

М40 ........... 560

М28 ............ 580

М20 ........... 640

М14........... 760

М10........... 800

М7........... 840

4.8. ШЛИФОВКА И ПОЛИРОВКА ПРЯМОУГОЛЬНЫХ КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ ДЛЯ ПРЕЦИЗИОННЫХ РЕЗОНАТОРОВ СРЕЗА ух11 + 35°

Обработку этих элементов начинают с шлифовки предварительного контура шлифовальными порошками № 4 и № 3. Затем кристаллические элементы шлифуют по толщине с обеих сторон Шлифовальным порошком № 3 и микропорошком М.28. Окончательную обработку по контуру производят шлифпорошком № 3 и икропорошком М20. Все операции шлифовки и обработки кон-Урного размера выполняют по методике и технологии, описанным § 4.6 и 4.7. Фаски для этого типа элементов наносят под углом на специальном приспособлении, рассмотренном в § 4.6 (см. 5-80 129



рнс. 4.8, а). Размер фаски по гипотенузе (скосу) должен быть цж более 1,5 мм. Фаску шлифуют последовательно микропорошками М28, М14 и МЮ. F F

После нанесения и шлифовки фаски ее полируют на суконном полировальнике специальным шлифовальным микропорошком-. »фокусом (полиритом). Качество полировки проверяют через четы,! рехкратную лупу. Операции шлифовки и полировки повторяют ё другой стороны стопки. После полировки фасок стопку элементов расклеивают, промывают и сушат. Затем микропорошками произ. водят дальнейшую шлифовку по плоскости с большой точностью Элементы наклеивают на стеклянную шайбу диаметром 300 мм локрытую смолой или мастикой.

Блок (так называется шайба с наклеенными элементами) шлифуют на латунной планшайбе станков типа полуавтоматов, приме-няемых в оптической промышленности. Шлифовку производят микропорошком М28, снимая при этом слой 0,02 мм и выдерживая плоскопараллельность 5 мкм, затем микропорошком М14, снимая слой 0,015 мм и выдерживая плоскопараллельность 2 мкм, и, наконец, микропорошком МЮ, снимая слой 0,01 мм и выдерживая плоскопараллельность 1 мкм. Толщмеу контролируют микрометром, периодически снимая блок с планшайбы полуавтомата. (Перед каждым измерением толщины блок промывают и сушат.) Далее полируют отшлифованную сторону элементов. Блок кристаллических элементов полируют на смоляном полировальнике сус-.пензией крокуса или полирнта на оптическом полуавтомате. Поли-.ровкой снимают слой толщиной 5 мкм. Толщину проверяют оптиметром. Качество полировки контролируют специальными оптическими методами.

После достижения нужной степени полировки блок кристаллических элементов расклеивают для посадки на так называемый оптический контакт. Перед посадкой элементов на оптический контакт тщательно протирают спиртом их полированную поверхность и специальную контактную пластину (план). Затем кристаллические элементы накладывают на поверхность контактной пластины и полируют до окончательного размера. Предварительно элементы на оптическом контакте покрывают нитролаком для предохранения от проникновения влаги, иначе они могут отойти от контакта.

Шлифовку и полировку второй стороны производят таким же способом. После этого протертый спиртом элемент проверяют по частоте.

4.9. ШЛИФОВКА И ПОЛИРОВКА КРУГЛЫХ ПЛОСКИХ КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ СРЕЗОВ

yxl/+S5° и yxlJ-49°

Предварительная шлифовка кристаллических элементов по контуру и шлифовка по толщине выполняются по методике и технологии, описанным в § 4.6. Отшлифованные с необходимым припус-130

ом кристалличесиие элементы нужно скруглить, для этого их -клеивают в стопки по 100-150 шт. Стопку шлифуют на план-[цайбе вручную шлифпорошком № 8, получая 8-гранную, а затем 1б-гранную форму, до готового размера с припуском 1,0 мм± 4:0,1 мм, выдерживая эллиптичность 0,05 мм.

К стопке кристаллических элементов приклеивают наклеечную муфту и закрепляют ее на торце шпинделя станка для ручной шлифовки. Стопку элементов скругляют с помощью латунной обнимки в виде хомутика шлифпорошком № 3, оставляя припуск 0,5 мм к заданному диаметру. Абразивную суспензию наносят кистью на стопку элементов и охватывающей обжимкой водят вдоль вращающейся на шпинделе станка стопки, равномерно распределяя абразивную суспензию по всей шлифуемой поверхности. Замеры производят микрометром. Дальнейшее округление с припуском 0,2 мм к заданному диаметру производят микропорошком М28. Окончательную шлифовку до заданного диаметра выполняют микропорошками М14 и М7 с припуском 0,1 мм. После каждого перехода стопку кристаллических элементов тщательно промывают для удаления абразивных порошков.

Для скругления также используют специальные стайки, где стопка элементов зажимается и обрабатывается по принципу обработки деталей на токарном станке алмазным кругом.

После расклейки стопки элементов на них наносят с двух сторон фаски. На круглые элементы фаски наносят в сферическо\1 шлифовальнике с радиусом сферы /?оф==60-90 мм. Шлифовку фаски производят микропорошком МЮ. Для этого прижимают элемент к поверхности вращающегося сферического шлифовальника. Шлифовальник периодически смазывают абразивной суспензией. Таким образом наносят фаску нужного радиуса и ширины.

После тщательной промывки кристаллические элементы готовы для дальнейшей обработки.

Фаски имеют большое значение для качества работы пьезоэлементов. Сложность изготовления высококачественного пьезоэлемента в основном заключается 3 исполнении фаски. Фаски нужны для поглощения отраженных волн, возни- кающих во время работы пьезоэлемента. Во время колебания пьезоэлемента от его центра распространяются круговые волны, которые, дойдя до фаски, поглощаются.

В случае неверного выполнения фаски часть волн не поглощается, а отражается, и эти отраженные волны, встречаясь с волнами, идущими к фаске, создают сложную интерференцию волн, в результате чего колебания затухают и пьезоэлемент теряет активность. Изменением фаски устраняется этот дефект работы пьезоэлемента. При неправильном исполнении фасок увеличивается также температурный коэффициент частоты вследствие возникновения паразитных колебаний.

При изготовлении круглых пьезоэлементов нужно выдерживать следующие соотношения между диаметром пьезоэлемента D и толщиной пьезоэлемента d:

при Dld>50 пьезоэлемент хорошо возбуждается, активен, если при этом Соблюдена хорошая плоскопараллельность;

при /)/d=20-50 пьезоэлемент возбуждается плохо, в этом случае необходимо нанести на пьезоэлемент специальные фаски;

при D/d<2Q пьезоэлемент возбуждается хорошо, если иа ием нанесены °бычные фаски и он изготовлен с выпуклостью, линзообразным. 5» 131



круглые кристаллические элементы диаметром 9-13 мм Ж клеивают мастикой на стеклянную планшайбу диаметром 300 мм1 к которой приклеивают гнездо для поводка. Блок шлифуют ца1 шайбе оптического полуавтомата микропорошком М28, снимая слой 0,06-0,07 мм, затем микропорошком М14, снимая слой 0,03-. 0,04 мм, и микропорошком М10, снимая слой 0,02-0,03 мм. Абра зивную суспензию наносят на шлифовальную шайбу кистью.

Далее на смоляном полировальнике крокусом или полиритом .производят предварительную полировку или просветление поверхности элементов. Термин «просветление» употребляется в оптической технологии, это - поверхностная полировка на сукне, которая снимает натяжения с поверхности элементов, возникающие во время шлифовки.

Отшлифованные и просветленные элементы наклеивают на план просветленной стороной и затем шлифуют, полируют или просветляют вторую сторону. И здесь полировку производят на смоляном полировальнике, а просветление - на сукне полиритом Полировочную смолу наносят на разогретую планшайбу.

Плоскопараллельность плана проверяют оптиметром, по диаметру плана она должна быть «е хуже ±0,005 мм (5 мкм). После охлаждения планшайбы в течение 30 мин сухим льдом или в холодильнике кристаллические элементы отклеивают.

зависимости от назначения кварцевых резонаторов и требований к ним кристаллические элементы подвергаются дальнейшей обработке - полировке - на оптическом контакте. Для этого оставляют припуск к заданной толщине 0,005 мм (5 мкм). Блоки с посаженными на оптический контакт элементами могут полироваться до окончательного размера в сепараторе (так называется стеклянная шайба с тремя отверстиями для блоков), что значительно ускоряет процесс полировки.

Двусторонняя полировка круглых плоских высокочастотных кристаллических элементов выполняется также на специальных доводочно-полировальных станках эксцентрикового типа (см. § 4.4) и обеспечивает получение кварцевых резонаторов среза «/x +p на частоты свыше 20 МГц на основной гармонике. При этом сокращается ряд таких операций, как наклейка элементов на колодки, посадка элементов на оптический контакт, а также работа со смолой и наклеенной мастикой.

Окончательно обработанные элементы должны удовлетворять следующим требованиям: разность по толщине 0,18-0,9 мкм, чистота поверхности V14. Поступающие на двустороннюю полировку элементы должны иметь припуск по толщине на полировку не менее 4 мкм, разброс по основной частоте в партии не более ±Ы0-з основной частоты, чистоту поверхности не менее V10-Процесс двусторонней полировки высокочастотных пластин выполняется в помещениях с производственной гигиеной второй категории «Б».

Двусторонняя полировка плоских кристаллических элементов частотой свыше 20 МГц окисью железа или двуокисью церия. Ин-

-генсивность полировки поверхности кристаллических элементов, уложенных в кассеты, и необходимая точность по частоте контролируются периодическими замерами элементов с помощью генератора и частотомера. Продолжительность полировки определяется скоростью съема кварца (в микрометрах в час) и припуском перед началом полировки. Чистота поверхности после полировки должна быть V14.

На операцию полировки кристаллические элементы поступают после травления или окончательной шлифовки. К полировальнику предъявляются следующие требования: натяжка подложки по-пировальника должна быть равномерной, без морщин, отклонение плоскости полировальника из релина не более 1-3 мкм. Элементы одной партии должны иметь разброс по частоте не более ±1-10-3 основной частоты; у них не должно быть трещин, сколов, царапин.

Для полировки элементов с разнотолщинностью 0,3 мкм и вы-" ше следует пользоваться полировальниками с подложкой из капроновой ткани, а с разнотолщинностью ниже 0,3 мкм - полировальниками с подложкой из релина.

Масса в (граммах) верхнего полировальника вЫбирается в зависимости от толщины обрабатываемых элементов:

Толщина кристаллического элемента, мкм;

40-50 ............... 450-570

60 ................ 680

70-80 ............... 810-1200

Подбираются кассеты нужной толщины; при этом толщина кассет должна быть меньше окончательной толщины кристаллического элемента на 5-20 мкм. Вновь изготовленные кассеты необходимо притирать в течение 1-2 мин, предварительно смазав полировальники полировальной суспензией.

Технологический процесс. Режим обработки выбирается в соответствии с частотой полируемых элементов согласно табл. 4.6.

Таблица 4.6

Частота полированных элементов. МГц

Толщина кассеты, мкм

Частота вращения дисков, об./мин

Давление, кПа

Скорость съема, мкмУч

20-26 26-30 30-40

60+5 45+5

35+5

120-180 100-120 80 - 100

8-10

5 - 6 4

1,9 1,3 0,8-1,0

Примечание. Разброс полированных элементов по частоте составляет ±1-10- «сновной частоты.

(Толщина кассеты выбирается равной 0,8-0,9 конечной толщины обрабатываемых элементов.)

Кристаллические элементы помещают в гнезда кассеты; на поверхность кассеты с элементами, а также на рабочую поверхность верхнего полировальника наносят суспензию, затем .верхний полировальник кладут на элементы. Включают станок и устанавлива-



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [ 21 ] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38]

0.0009