O cristal monitor de quartzo é um sistema essencial para medição e controlo com base em cristal de quartzo.
O cristal permite deposições de película fina precisas e repetíveis.
A microbalança de cristal de quartzo (QCMs) é um dispositivo microelectrónico utilizado em câmaras de deposição a vácuo para medir a espessura de película fina em substratos. Isto é feito utilizando a resposta de frequência fornecida pelo cristal de quartzo durante o processo de revestimento. Esta mudança de frequência pode ser associada à quantidade de material de revestimento sobre a superfície do cristal.
Os cristais de quartzo apresentam espessura ao nível de Ångström (1 Angstrom é equivalente a 0,00000000393701 Polegadas ou 0,0000001 Milímetros). O seu nível de precisão e precisão é significativo porque desvios de espessura tão pequenos quanto 10 Angstroms podem ter um grande efeito no desempenho do produto.
A implicação deste processo no sistema de controlo e a sua limitação é um passo importante para o desenvolvimento de produtos inovadores e novos. A importância dos sensores de cristal de quartzo tem vindo a aumentar nos últimos vinte anos, uma vez que os dispositivos ópticos, eléctricos e magnéticos mais avançados exigem um sensor capaz de processar as medições correctas.
Algumas das indústrias que utilizam este processo nos seus processos de produção : óptica, semicondutor, célula solar, e visor de película fina (OLED).
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- Sensores de cristal de quartzo de 6 MHz compatíveis com os monitores, controladores e microbalanças da INFICON
- Tamanho: 14 mm (0,550 pol.)
- Frequência: 6 MHz
- Cristais de quartzo de 5 MHz também estão disponíveis.
- Tamanho: 12,4 mm (0,489 pol.)
- Frequência: 5 MHz
Seleção de Gráfico de Eletrodo
| Electrode Material | Application Type | Electrode Chart Selection | Main Property |
|---|---|---|---|
| Gold | Standard | Infinite | Most common, adapted for most applications |
| Silver | Sputtering Type | Depends on oxidation and exposure to sulfur content in air (tarnishing effect) | Highest thermal conductance. Adapted when better heat transfer to cooled sensor body is needed. |
| Alloy | High Stress Coatings, Optical films, high stress semiconductor materials | Shorter than gold, two times more than Silver, with time alloy oxidize | Higher Activity values compared to Gold and Silver |
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O que é Monitor de Cristal de Quartzo?
Sensores de QCM (microbalanço de cristal de quartzo) medem a variação de massa por unidade de área ao mensurar as mudanças na frequência do ressonador de um cristal de quartzo usando suas propriedades piezoelétricas. As mudanças na frequência ocorrem linearmente com a massa (ou espessura). Sistemas de monitoramento de cristal de quartzo são componentes essenciais das câmaras de vácuo para deposição de filmes finos, geralmente utilizadas na produção em massa.
É muito importante controlar a temperatura, pois a frequência de ressonância pode variar significativamente com a temperatura. Existem diferentes tipos de cristais, dependendo de sua tolerância à temperatura.
Normalmente, trabalham no nível de Ångström (Ordem de 10-10). Pequenas variações de espessura, como 10 Ångströms ou menos, podem ter um grande efeito no desempenho do produto. As medições do sensor QCM têm melhorado cada vez mais nos últimos anos. Hoje em dia, dispositivos ópticos, elétricos e magnéticos avançados requerem um sensor de processo capaz de medir espessuras de camadas com uma resolução de 1 Ångstrom de forma confiável.
Como se parece um sistema típico de QCM?
Dentro da câmara de vácuo, o sensor é colocado próximo ao substrato para medir a espessura do filme. É importante conhecer sua faixa de frequência de operação e a qualidade do eletrodo deste cristal. A câmara de vácuo deve ter uma carcaça controlada por temperatura com a função de regular a temperatura do sensor e sua integridade mecânica.
Fora da câmara, um monitor elétrico gera uma corrente que faz o cristal vibrar e acompanha essa frequência ao longo do tempo. É crucial que esse monitor consiga rastrear com precisão as mudanças na frequência do cristal e suas características de temperatura. Um microprocessador interno pode converter essas mudanças de frequência ao longo do tempo na espessura real do filme.
Principais características dos cristais de quartzo:
O cristal pode ter diferentes formas de eletrodo dependendo do modelo do sistema que você está adquirindo.
Especificações físicas do cristal:
- Material: Monocristal de dióxido de silício puro
- Dimensões: 0,550” +. 000/.002” OD (diâmetro externo)
- Contorno: 2,5 – 3,0 dioptrias (raio de curvatura de 212 a 177 mm) plano-convexo
- Acabamento: Rugosidade de 7 micrômetros rms nos lados plano e contorno
- Sem lascas, arranhões ou marcas de corrosão dentro de uma abertura clara de diâmetro de 13,95 mm
Especificações elétricas do cristal:
- Frequências disponíveis: 5 e 6 MHz, ressonância da série fundamental
- Resistência: <10-15 Ohms
- Resistência de contato: <10 Ohms de borda a borda no lado do padrão