专利名称：一种应用于石英晶振片的旋转镀膜装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及石英晶振气体传感器的镀膜设备，特别是一种应用于石英晶振片 的旋转镀膜装置。
背景技术：
随着科技的进步、各种层出不穷的新材料、新技术造福于人类的同时，也给人类的 健康带来了危害。研究表明，许多突发性疾病都是人们的生活工作环境受到有害气体的污 染而造成的。随着个人安全意识和环保意识的提高，人们对自身的生活环境、工作环境的质 量日益重视，因此对生活环境和作业场所各种有毒、有害气体的检测和对污染气体的检测 与监控都提出了更高的要求。与传统的气体检测方法如气相层析法相比，气体传感器具有 工作电路简单、易携带、易操作、成本低等优点，更适用于气体的实地检测和实时监测。因 此，具有高灵敏度的石英晶振气体传感器受到了越来越高的重视。目前，石英晶振气体传感器中应用的气敏膜主要有金属薄膜、金属氧化物薄膜、 有机高分子敏感膜等。常用的涂膜方法有擦涂法、滴涂法、蘸涂法及真空镀膜法等。金属 和金属氧化物薄膜主要用真空溅射的方法制备，少数的金属氧化物薄膜可制成溶胶凝胶， 然后再利用涂抹干燥法制得。擦涂法镀膜的方法常使用棉签或毛笔等蘸取待镀液体，然后涂在石英晶振表面， 但由此制备的石英晶振气敏膜表面薄厚不均，容易留下涂膜的痕迹和杂质，使石英晶振气 敏膜的频率稳定性下降，造成石英晶振不起振；此外，这种方法也不能准确控制涂膜量。滴涂法是用注射器或移液枪选取定量的待镀液体，将石英晶振片平放，液体滴到 石英晶振表面，待其慢慢干燥后即成气敏膜。该方法可以较准确的控制镀膜量，且易操作， 并且成膜效果较好，但成膜不均勻。蘸涂法的操作过程，相比较前两种方法操作过程更简单。用手拿住石英晶振的引 线，将干燥备用的晶振片浸没在烧杯中的镀膜材料中，停留数秒后取出，轻轻甩一下，甩去 多余的溶液，然后使石英晶振片朝上，镀膜溶液在重力作用下会自上而下均勻覆盖在晶振 的表面。该方法不易控制镀膜量且对操作技能要求较高，但形成的薄膜比较均勻，所以这是 一种实验室经常使用的石英晶振镀膜方法。真空镀膜法是在在真空环境下，将石英晶振片固定在底座上，把待涂的敏感膜材 料(一般为金属、合金或化合物)在晶振片的进行蒸发(或溅射)，使其沉积在晶振片的表 面而成膜。真空镀膜法形成的薄膜非常均勻，但是工艺复杂，需要专门的镀膜装置，且抽真 空的过程花费的时间非常多，差不多每次抽真空需要2个小时左右，每次抽真空只能镀一 面，则完成石英晶振两面镀膜过程将花费大量的时间。该方法只适用于金属或是高温后不 分解的小分子化合物气敏膜的制备，不适用于高分子化合物气敏膜的制备。
实用新型内容本实用新型的目的是针对上述存在问题，提供一种应用于石英晶振片的旋转镀膜装置，该装置结构简单、易于操作、适用性强，可在石英晶振片上快速、均勻地形成敏感膜， 方便快捷而且镀膜成本低廉，适合大规模的批量生产。本实用新型的技术方案一种应用于石英晶振片的旋转镀膜装置，包括密封室、旋转镀膜器和气温控制系 统；密封室为长方体结构，密封室上面中心设有进液口，侧面分别设有进气口和出气口，在 密封室内进气口处设有挡板；旋转镀膜器位于密封室内，由旋转机构、镀膜盘和石英晶振片 固定部分组成，旋转机构包括电机、旋转轴、基座和电机无极调速器，电机固定于基座上并 通过基座固定于密封室底板中心，旋转轴端部固定有法兰盘，电机通过导线与固定于密封 室外部的电机无极调速器连接，镀膜盘包括转盘和托盘，转盘为圆筒型结构，转盘的筒壁上 设有两个穿线孔，托盘为圆形平板，转盘固定于托盘的中心，托盘中心通过螺栓与旋转轴端 部的法兰盘固定，石英晶振片固定部分包括两个硅胶管、接线端子和紧固螺栓，两个硅胶管 分别穿过转盘筒壁上的两个穿线孔并与转盘固定，石英晶振片的两根引线分别穿过两个硅 胶管伸入接线端子并通过紧固螺栓固定，石英晶振片固定部分通过接线端子与托盘固定； 气温控制系统包括鼓风机、电加热器、热电偶和电器控制仪表，鼓风机出口通过管道与密封 室的进气口连接，电加热器设置于鼓风机出口与密封室的进气口之间的管道内，热电偶固 定于密封室内，鼓风机、电加热器和热电偶通过导线与电器控制仪表连接。所述密封室为30CmX15CmX8Cm的长方体，其进气口和出气口的直径为Icm ；转盘 的外径为2. 5cm-3. 0cm、壁厚为0. 5cm、高为0. 5cm_l. Ocm ；托盘的直径为5cm_6. 5cm ；底座 直径为 7. 5cm,高为 4. Ocm-4. 5cm。本实用新型的工作机理本实用新型采用旋转镀膜法，即将石英晶振固定在按一 定转速旋转的镀膜盘上，用移液枪吸取定量的镀膜溶液从石英晶振片上方滴下，在离心力 的作用下均勻地向四周散开，形成良好的敏感薄膜。可通过调节电机无极调速器选择镀膜 所需要的旋转速度。热电偶感应载装容器中空气的温度，当空气的温度低于设定温度时， 信号反馈给电器控制仪表，电器控制仪表根据反馈的信号从而控制鼓风机上的加热电网打 开，将从进风口注入的空气加热，最终使密封室中的空气达到设定温度。当空气温度高于 设定温度，则电器控制仪表控制鼓风机吹冷风，最终使密封室中的空气达到设定温度。该装置的优点是结构简单、易于操作、适用性强，可在石英晶振片上快速、均勻地 形成敏感膜，方便快捷而且镀膜成本低廉，适合大规模的批量生产；采用温度调节器，可以 调节出适用于不同敏感膜的温度条件，从而可以进行多种种类敏感膜的制备。
图1为该旋转镀膜装置的结构示意图。图2为该旋转镀膜装置的A-A剖视图。图中1.密封室 2.进液口 3.进气口 4.出气口 5.挡板 6.电机7.旋 转轴8.基座9.电机无极调速器10.法兰盘11.转盘12.托盘13-1、II.硅胶管 14.接线端子15-1、II.紧固螺栓16.石英晶振片17.鼓风机18.电加热器19.热 电偶20.电器控制仪表具体实施方法实施例一种应用于石英晶振片的旋转镀膜装置，包括密封室1、旋转镀膜器和气温控制系 统；密封室1为长方体结构，密封室1上面中心设有进液口 2，侧面分别设有进气口 3和出 气口 4，在密封室1内进气口处设有挡板5 ；旋转镀膜器位于密封室1内，由旋转机构、镀膜 盘和石英晶振片固定部分组成，旋转机构包括电机6、旋转轴7、基座8和电机无极调速器 9，电机6固定于基座8上并通过基座8固定于密封室1底板中心，旋转轴7端部固定有法 兰盘10，电机6通过导线与固定于密封室1外部的电机无极调速器9连接，镀膜盘包括转 盘11和托盘12，转盘11为圆筒型结构，转盘11的筒壁上设有两个穿线孔，托盘12为圆形 平板，转盘11固定于托盘12的中心，托盘12中心通过螺栓与旋转轴7端部的法兰盘10固 定，石英晶振片固定部分包括两个硅胶管13-1、II、接线端子14和紧固螺栓15-1、II，两个 硅胶管13-I、II分别穿过转盘11筒壁上的两个穿线孔并与转盘11固定，石英晶振片16的 两根引线分别穿过两个硅胶管13-1、II伸入接线端子14并通过紧固螺栓15-1、II将引线 固定，接线端子14通过焊接固定在托盘12上；气温控制系统包括鼓风机17、电加热器18、 热电偶19和电器控制仪表20，鼓风机17出口通过管道与密封室1的进气口 3连接，电加热 器18设置于鼓风机出口与密封室的进气口之间的管道内，热电偶19固定于密封室1内，鼓 风机17、电加热器18和热电偶19通过导线与电器控制仪表20连接。该实施例中，密封室为30CmX15CmX8Cm的长方体，其进气口和出气口的直径为 Icm ；转盘的外径为3. 0cm、壁厚为0. 5cm、高为1. Ocm ；托盘的直径为5 cm ；底座为长方体， 边长为8cm，高为km。石英晶振片选用(深圳易百惠科技公司生产的AT切型的石英晶振 片)，石英晶振片中两根引线之间的距离为0. 5cm ；电机选用(天津大明电机股份有限公司 生产的40H12-6. 5电机)，电机的转速为200r/min-3000r/min ；热电偶选用(无锡惠鑫热 工仪表有限公司生产的WROK系列铠装热电偶)，其温度感应范围为10°C -80°C。实践证明该装置结构简单、易于操作、适用性强，可在石英晶振片上快速、均勻地 形成敏感膜，应用效果良好。
权利要求1.一种应用于石英晶振片的旋转镀膜装置，其特征在于包括密封室、旋转镀膜器和 气温控制系统；密封室为长方体结构，密封室上面中心设有进液口，侧面分别设有进气口和 出气口，在密封室内进气口处设有挡板；旋转镀膜器位于密封室内，由旋转机构、镀膜盘和 石英晶振片固定部分组成，旋转机构包括电机、旋转轴、基座和电机无极调速器，电机固定 于基座上并通过基座固定于密封室底板中心，旋转轴端部固定有法兰盘，电机通过导线与 固定于密封室外部的电机无极调速器连接，镀膜盘包括转盘和托盘，转盘为圆筒型结构，转 盘的筒壁上设有两个穿线孔，托盘为圆形平板，转盘固定于托盘的中心，托盘中心通过螺栓 与旋转轴端部的法兰盘固定，石英晶振片固定部分包括两个硅胶管、接线端子和紧固螺栓， 两个硅胶管分别穿过转盘筒壁上的两个穿线孔并与转盘固定，石英晶振片的两根引线分别 穿过两个硅胶管伸入接线端子并通过紧固螺栓与接线端子固定，石英晶振片固定部分通过 接线端子与托盘固定；气温控制系统包括鼓风机、电加热器、热电偶和电器控制仪表，鼓风 机出口通过管道与密封室的进气口连接，电加热器设置于鼓风机出口与密封室的进气口之 间的管道内，热电偶固定于密封室内，鼓风机、电加热器和热电偶通过导线与电器控制仪表 连接。
2.根据权利要求1所述应用于石英晶振片的旋转镀膜装置，其特征在于所述密 封室为30CmX15CmX8Cm的长方体，其进气口和出气口的直径为Icm;转盘的外径为 2. 5cm-3. 0cm、壁厚为0. 5cm、高为0. 5cm_l. Ocm ；托盘的直径为5cm_6. 5cm ；底座直径为 7. 5cm,高为 4. Ocm-4. 5cm。
专利摘要一种应用于石英晶振片的旋转镀膜装置，包括密封室、旋转镀膜器和气温控制系统；旋转镀膜器位于密封室内，由旋转机构、镀膜盘和石英晶振片固定部分组成，旋转机构包括电机、旋转轴、基座和电机无极调速器，镀膜盘包括转盘和托盘，托盘中心通过螺栓与旋转轴端部的法兰盘固定，石英晶振片固定部分包括两个硅胶管、接线端子和紧固螺栓，气温控制系统包括鼓风机、电加热器、热电偶和电器控制仪表，并通过导线连接。该装置的优点是结构简单、易于操作、适用性强，可在石英晶振片上快速、均匀地形成敏感膜，方便快捷而且镀膜成本低廉，适合大规模的批量生产。
文档编号B05C9/14GK201855781SQ20102051865
公开日2011年6月8日 申请日期2010年9月7日 优先权日2010年9月7日
发明者周艳, 张嘉琪, 杨春兰, 王晓丽, 王非, 田思思, 胡英, 车路祺, 郑嗣华 申请人:天津理工大学