一种微机械石英音叉陀螺敏感结构加工方法

摘要

本发明属于石英音叉陀螺加工领域，具体涉及一种微机械石英音叉陀螺敏感结构加工方法。其特点在于：本加工方法能实现高精度三维石英结构加工：音叉厚度误差控制在±0.5μm以内、平面尺寸精度误差可控制在±1μm以内；能实现高精度三维复杂电极图形加工：电极距音叉三维石英结构边缘距离可达到为10μm、与音叉三维石英结构表面的相对位置误差可控制在±1μm之内，在同一侧面上可形成不同极性的电极且加工误差控制在±5μm以内；能实现质量块精密加工：质量块厚度误差可控制在±0.5μm内、厚度均匀性±5％、表面粗糙度不大于0.1μm，与音叉三维石英结构的相对位置误差可控制在±1μm之内。

主权项

一种微机械石英音叉陀螺敏感结构加工方法，其特征在于：包括以下步骤：第一步，将石英晶片进行化学腐蚀加工抛光，使石英晶片厚度尺寸精度在±0.5μm之间；第二步，在进行化学腐蚀后的石英晶片的正反面依次镀铬(Cr)、金(Au)、铬(Cr)、金(Au)膜，形成Cr/Au/Cr/Au掩膜；第三步，根据音叉结构目标尺寸和石英晶体各个方向的腐蚀速率确定光刻掩膜版的尺寸，采用光刻的方法形成音叉整体结构的Cr/Au/Cr/Au掩膜图形、挠性支撑的Cr/Au/Cr/Au掩膜图形；第四步，采用光刻方法形成光刻胶掩膜保护音叉整体结构的Cr/Au/Cr/Au掩膜图形，然后依次腐蚀挠性支撑的Au、Cr膜，形成挠性支撑的Cr/Au掩膜图形；第五步，采用光刻胶作掩膜进行光刻，遮挡不需要镀金的部位，然后进行电镀形成金平衡质量块；第六步，在具有金平衡质量块的石英晶片表面上涂均匀的光刻胶，采用光刻方法形成音叉表面电极的光刻胶图形；第七步，对经过上述步骤处理的石英晶片进行化学腐蚀，形成音叉结构及挠性支撑石英结构；第八步，采用光刻胶作掩膜腐蚀音叉结构部位的Au膜和挠性支撑石英结构部位的Au膜，形成表面电极的Au掩膜图形及挠性支撑结构表面Cr膜；第九步，采用Au膜作掩膜腐蚀音叉结构部位的Cr膜和挠性支撑石英结构部位的Cr膜，形成音叉表面电极Cr/Au掩膜图形，获得挠性支撑石英结构；第十步，对经过上述步骤处理的石英晶片进行化学腐蚀，形成挠性支撑结构；第十一步，采用光刻胶作掩膜腐蚀音叉结构部位的Au膜、Cr膜，去除光刻胶，再腐蚀Au膜、Cr膜，获得石英音叉Cr/Au表面电极；第十二步，采用遮挡板遮挡住石英音叉不需要镀膜的部位，采用热蒸发镀膜方式在音叉结构的侧面、挠性支撑梁的表面依次镀Cr膜、Au膜，形成侧面电极及挠性支撑的表面电极引线。