Fabrication Technology of a Sensitive Element of Q-Flex Accelerometer by Volume Micromachining

Abstract

Представлен обзор технологий изготовления чувствительного элемента акселерометра из кварцевого стекла. Среди всех доступных на сегодняшний день процессов травления именно жидкостное химическое травление остается одним из недорогих и эффективных решений микрообработки кварцевого стекла. Процесс обеспечивает формирование симметричных упругих перемычек с гладкой поверхностью. В ходе работы получены рекомендации по выбору материала металлической маски, обеспечивающей длительное бездефектное травление стекла в растворе плавиковой кислоты. Основными дефектами, ограничивающими процесс глубокого жидкостного травления, являются точечные дефекты или пинхолы, а также дефекты в виде надрезов, которые появляются на краях вытравленных структур. Показано, что пленка молибдена является основным материалом для использования в качестве защитного покрытия в процессах изготовления деталей из стекла. Экспериментально исследовано наличие внутреннних напряжений в маятнике из кварцевого стекла, изготовленного по традиционной и групповой технологии. Сжимающие напряжения, возникающие в стекле при лазерной резке заготовок по традиционной технологии, не удается полностью удалить даже в процессе длительной высокотемпературной обработки. Изготовление маятника методом химического травления по групповой технологии исключает появление внутренних напряжений в стекле, а следовательно, способствует повышению точности акселерометров. Ключевые слова: кварцевый акселерометр, кварцевое стекло, маятник, пицеин, групповая технология, химическое травление, плавиковая кислота, внутренние напряжения, защитное покрытие, молибден.