专利名称：一种检测腐蚀性气体的石英传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种石英晶体传感器，具体涉及一种检测腐蚀性气体的石英传感器。
背景技术：
石英晶体传感器是根据石英晶体的压电效应、压电逆效应对某些物理量和化学量的变化会引起其频率和Q值(或等效阻抗)发生变化的原理而制成，它因具有精度高、灵敏度好、测量范围宽、反映迅速、数字输出等独特的优势而被广泛应用。石英晶体真空镀膜的原理是在真空中加热金属，当它们在蒸气压达10_2mmHg时，这些金属被蒸发。由于真空中气体分子很少，蒸发的金属分子以很大的能量直线向空间飞溅，就在石英晶片表面沉积上一层很薄的金属膜。如果在蒸发前在石英晶片表面加上一定 形状的掩膜板，就形成各种形状的电极。石英晶体传感器的电极应便于施加电场和校准频率。电极材料目前较通用的有金、银、铝、铜等。其中金的化学性质最稳定，导电性能最好，价格昂贵。但金与石英(尤其是抛光晶片)的结合最差，使用时往往在金膜与石英片之间加镀一层过渡膜，以增强金膜的附着力；银、铜的化学性质居中，价格适中，导电性居中，但易氧化或与腐蚀性物质反应；铝的化学性质相比较最活泼，质量小，与石英片附着力最好，价格最便宜，极容易氧化。镀膜时电极材料的选取要综合考虑材料的稳定性以及线膨胀系数、电阻率、与石英晶片的结合力等，从中选取不同的组合验证。

实用新型内容本实用新型的目的是提供一种检测腐蚀性气体的石英传感器，主要用于测量腐蚀性气体含量，采用Ti/Cu组合镀层，生产成本低，测量准确，稳定性强。为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案—种检测腐蚀性气体的石英传感器，其中，包括石英晶片、Ti膜层和Cu膜层，所述Ti膜层蒸镀到石英晶片上，Cu膜层蒸镀到Ti膜层上。进一步，在所述谐振频率为6MHz的石英晶片上蒸镀O 15kA厚的Ti膜层，再在Ti膜层之上蒸镀3.0 kA Cu膜层。进一步，所述石英晶片的晶片Θ切角为35° 12' 30" ±30"。本实用新型的有益效果为本实用新型采用采用Ti/Cu组合镀层，生产成本低，主要用于测量腐蚀性气体含量。因银的化学性质最稳定，几乎不与任何物质发生化学反应，通常用于对频率稳定性要求较高的传感器制作，而该类型传感器需要与腐蚀性气体发生化学反应，故选取铜作为电极材料，考虑铜与石英晶片的结合力及膨胀系数，选择一层薄薄的Ti作为二者之间的过渡层。Ti/Cu组合镀层的传感器与HC-40基座、外壳组装成一体，不但便于测量频率、而且能够保护传感器。[0012]本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书或者附图中所特别指出的结构来实现和获得。

图I为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施例并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述如图I所示，本实用新型包括石英晶片I、Ti膜层2和Cu膜层3，Ti膜层2蒸镀 到石英晶片I上，Cu膜层3蒸镀到Ti膜层2上。在谐振频率为6MHz的石英晶片I上蒸镀
0.15kA厚的Ti膜层2，再在Ti膜层2之上蒸镀3.0 kA Cu膜层3。本实用新型主要用于测量腐蚀性气体含量，其原理为腐蚀性气体通过与传感器表面的镀层材料发生化学反应，从而引起镀层厚度及质量变化，既其本身频率相应发生，通过测量频率的变化，达到推算出气体含量的目的。石英晶体的频率与温度有强相关性，而该传感器则是要尽量避免温度对晶体传感器频率的影响，故此需要寻找出合适的切角，经过试验发现晶片Θ切角为35° 12' 30" ±30"在温度0°C 50°C内频率几乎无变化，故选取该切角。在石英晶体传感器的制造工艺中镀膜是一个非常关键的工序。镀膜的作用一方面在于在洁净的石英晶片表面被上电极，使石英晶片可以振荡，另一方面由于石英传感器的频率与厚度成反比，镀膜可以对石英晶体的频率进行微调。本实用新型选取铜作为电极材料，考虑铜与石英晶片的结合力及膨胀系数，选择一层薄薄的Ti作为二者之间的过渡层。为了频率测量的准确、方便，该传感器使用HC-40基座，即将传感器放置在HC-40基座上，基座上的弹片与上下电极通过银胶固定和导通，而弹片与基座底部的引脚是导通的，这样通过直接与底部两个引脚的连接即可测量传感器频率。HC-40基座配套有外壳，平时将外壳放上，可以保护内部传感器不受损坏，使用时将外壳取下即可。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
权利要求1.一种检测腐蚀性气体的石英传感器，其特征在于包括石英晶片、Ti膜层和Cu膜层，所述Ti膜层蒸镀到石英晶片上，Cu膜层蒸镀到Ti膜层上。
2.根据权利要求I所述的一种检测腐蚀性气体的石英传感器，其特征在于所述石英晶片的晶片Θ切角为35° 12' 30" ±30"。
专利摘要本实用新型公开了一种检测腐蚀性气体的石英传感器，其中，包括石英晶片、Ti膜层和Cu膜层，所述Ti膜层蒸镀到石英晶片上，Cu膜层蒸镀到Ti膜层上。本实用新型选取铜作为电极材料，考虑铜与石英晶片的结合力及膨胀系数，选择Ti膜层作为二者之间的过渡层，生产成本低，测量准确，稳定性强。
文档编号G01N27/00GK202548080SQ20112053647
公开日2012年11月21日 申请日期2011年12月20日 优先权日2011年12月20日
发明者张积武 申请人:郑州原创电子科技有限公司