专利名称：Sc切型石英晶片x射线定向系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种应用X射线衍射原理为石英晶片定向的光机电一体化定向系统，尤其是一种SC切型石英晶片的X射线定向系统。
背景技术：
随着电子信息时代的到来，为电子产品配套的电子元件及功能件也越来越精密，国内外现有的石英晶体材料品质已经远远不能满足日益发展的电子设备功能要求，提高电子产品的精度，关键是提高电子材料的精度，SC切型石英晶体是目前普通石英晶体的升级换代产品，是未来电子产品向高精尖发展的主要方向。SC切型石英晶片属于双旋转厚度切变模式，对它的定向非常复杂。国内生产SC切型石英晶体的企业，由于缺乏有效的定向手段，往往依靠经验数据进行生产；直到将SC切型石英晶片封装成器件后，通过检测器件的技术指标才能得知SC切晶片的真实加工精度，但这时已经无法改变器件的品质了，因此导致产品合格率极低，给生产企业造成了极大的浪费。其结果是这种高附加值的产品在国内无法得到规模化生产。解决SC切型石英晶片的定向问题是规模化生产高质量SC切型器件产品的关键技术之一。
发明内容本发明的主要目的就在于提供一套能够对SC切型石英晶片进行快速定向的系统。该系统通过小功率X射线管发生的X射线，经过单色器和计算机软件处理后，能够获得Kα1单一谱线下的SC切型石英晶片4个方向的回摆曲线，通过对回摆曲线的特征提取得到SC切型石英晶片的测角精度，从而实现对SC切型石英晶片的定向检测。
采用的技术方案是SC切型石英晶片X射线定向系统，包括工作台，其特征在于所述的工作台上设置有X射线发生器、衍射线探测器、晶片样品旋转台及计算机控制系统；所述的X射线发生装置中设置有X射线管和单色器，X射线管的出口射线照射在直立的单色器上，去掉Kβ及连续谱线，剩下的较单色化的Kα射线照射在晶片样品旋转台上的被测晶片上，并与被测晶片中心交于一点，产生晶片衍射线，晶片衍射线被X射线探测器接收；所述的计算机系统，包括数据采集器、工业用PC机、打印机及应用软件；所述探测器的输出信号经数据采集器后进入工业用PC机，由应用软件进行去掉Kα2谱线处理后得到样品晶片的回摆曲线。以SC切型石英晶片的每一个边为基准分别进行测量，得到4条回摆曲线；对回摆曲线分别进行处理，得到SC切型石英晶片在(yxwl)3/1表示下的4个测角如g1，g2，g3，g4；综合上述4个角度，得到SC切型石英晶片的定向精度。
上述的晶片样品旋转台由一步进电机借助精密蜗轮副减速带动，步进电机由工业用PC机的输出信号经一控制器予以控制。
上述的X射线发生器中的X射线管为30KV·2mA，铜靶X射线管。
上述的采集器模拟量采样频率不小于3600次/秒。
本发明具有不破坏样品、无污染、快捷、测量精度高等优点。
图1为本发明的系统图。
图2为应用软件的程序流程图。
具体实施方式
本发明的SC切型石英晶片X射线定向系统包括工作台、工作台上的设置有X射线发生器2、衍射线探测器3、晶片样品旋转台4、步进电机5及计算机系统；晶片样品旋转台4是围绕其底部转轴旋转的旋转平台，由步进电机5和控制器6驱动。晶片7垂直设置在样品旋转台4上。X射线发生器2中的X射线管8和其衍射线探测器3分设于样品旋转台4的左右两侧，X射线管8的射线经过单色器1后，较单色化后的X射线出口对准晶片的中心，与其垂直面相交成一角度。衍射线探测器3的输出信号传送至数据采集器9，经过数据采集后将数字信号传送给计算机系统，计算机系统包括工业用PC机10、数据采集器9、打印机11和应用软件12组成。工作时探测器3放置在2θ角度处不动，样品旋转台4在步进电机5驱动下借助精密蜗轮副13减速旋转，晶片7在其理论峰值θ角两侧足够宽的范围内自动扫描。数据采集器9对衍射线探测器3电信号进行高速数据采集，每1角度秒(1/3600度)采集一次数据，将模拟信号变成数字信号送入PC机10，由应用软件12对所输入的数字信号进行计算和分析。应用软件系统12进行去除Kα2谱线处理后得到样品晶片的回摆曲线(Rocking Curve)；应用软件系统12提取回摆曲线的特征值，经过模型计算得到SC切型晶片某一实际测角如g1角。按照上述步骤依次得到测角g2，g3和g4，经过应用软件系统7综合计算，得到SC切型石英晶片的定向精度。
权利要求
1.SC切型石英晶片X射线定向系统，包括工作台，其特征在于所述的工作台上设置有X射线发生器、衍射线探测器、晶片样品旋转台及计算机控制系统；所述的X射线发生装置中设置有X射线管和单色器，X射线管的出口射线照射在直立的单色器上，去掉Kβ及连续谱线，剩下的较单色化的Kα射线照射在晶片样品旋转台上的被测晶片上，并与被测晶片中心交于一点，产生晶片衍射线，晶片衍射线被X射线探测器接收；所述的计算机系统，包括数据采集器、工业用PC机、打印机及应用软件；所述探测器的输出信号经数据采集器后进入工业用PC机，由应用软件进行去掉Kα2谱线处理后得到SC切型石英晶片以某一边为基准的回摆曲线。
2.根据权利要求1所述的SC切型石英晶片X射线定向系统，其特征在于所述的SC切型石英晶片定向原子面为(hkl)＝(132)，以此为基准计算得到SC切型石英晶片的标准测角；通过SC切型石英晶片以每一个边为基准的晶面回摆曲线，得到SC切型石英晶片的实际测角，经过综合处理，得到SC切型石英晶片的定向精度。
3.根据权利要求1所述的SC切型石英晶片X射线定向系统，其特征在于所述的晶片样品旋转台由一步进电机借助精密蜗轮副减速带动，步进电机由工业用PC机的输出信号经一控制器予以控制。
4.根据权利要求1所述的SC切型石英晶片X射线定向系统，其特征在于所述的X射线发生器中的X射线管为30KV·2mA，铜靶X射线管。
5.根据权利要求1所述的SC切型石英晶片X射线定向系统，其特征在于所述的采集器模拟量采样频率不小于3600次/秒。
全文摘要
SC切型石英晶片X射线定向系统，包括工作台，其特征在于所述的工作台上设置有X射线发生器、衍射线探测器、晶片样品旋转台及计算机控制系统；所述的X射线发生装置中设置有X射线管和单色器，X射线管的出口射线照射在直立的单色器上，去掉K
文档编号G01R31/00GK1888927SQ20061004720
公开日2007年1月3日 申请日期2006年7月17日 优先权日2006年7月17日
发明者关守平, 赵久 申请人:关守平, 赵久