КП ФХОТ (1088524)
Текст из файла
Исходные данные на курсовой проект
Общие технические требования к разрабатываемому изделию
| Наименование параметра | Значение |
| Резонансная частота f0, Гц | 15625 |
| Диапазон частот эксплуатационных синусоидальных виброускорений, Гц | от 1 до 3000 |
| Значение допустимых эксплуатационных синусоидальных виброускорений, м/с2 (g), не более | 196 (20) |
| Значение допустимых многократных ударных нагрузок, при длительности удара от 1 до 3 мс, м/с2 (g), не более | 1471 (150) |
| Значение допустимых одиночных ударных нагрузок, при длительности удара от 0,2 до 1 мс, м/с2 (g), не более | 9810 (1000) |
| Диапазон рабочих температур, °С | от минус 50 до 85 |
| Относительная влажность воздуха при температуре 35°С, %, не более | 98 |
| Диапазон рабочих давлений среды, Па | от 0,00013 до 297198 |
Общие требования согласно ГОСТ РВ 20.39.413-97.
Группа исполнения согласно ГОСТ РВ 20.39.414.1-97.
Таблица 1 – Основные механические параметры кремния.
| Наименование параметра | Значение |
| Плотность (ρ), кг/м3 | 2,33·103 |
| Модуль Юнга (E), Н/м2 | 1,638·1011 |
| Модуль сдвига (G), Н/м2 | 0,673·1011 |
Габаритный чертеж резонатора приведен в Приложении 1.
Исходными параметрами являются:
L = 4 мм – длина струны;
b = 0,8 мм – ширина струны;
H = 500 мкм – толщина пластины кремния.
Расчетная часть
Для расчета характеристики резонатора необходимо найти зависимость частоты от параметров резонатора и растяжек и определить форму изогнутой оси резонатора.
Расстояние между растяжками определяется из соотношения:
|
| (1) |
а = 2,208 мм.
1) Найдем толщину струны h, зная зависимость:
|
| (2) |
Из формулы (2) следует:
|
| (3) |
мкм.
2) Найдем значение ширины b1 и длины c растяжки.
На растяжку действует сила:
|
| (4) |
где mстр – масса струны,
g = 9,81 – ускорение свободного падения.
Масса струны определяется из геометрических соображений по формуле:
|
| (5) |
кг.
Подставляя значения mстр и g в формулу 4 получим:
Н.
Найдем значения b1 и c, при которых растяжка выдержит нагрузку F.
Из механики известно:
|
| (6) |
|
| (7) |
где k>1 – коэффициент запаса прочности;
= 100 Н/м2 для кремния.
Пусть k = 5, следовательно 
Н/мм2.
Из формулы (6) находим связь между значениями b1 и с:
Для расчета характеристики резонатора необходимо найти зависимость частоты от параметров балочки и растяжек и определить форму изогнутой оси балочки.
|
| (8) |
|
| (9) |
мм; 
мм.
Находим жесткость растяжек K на кручение:
|
| (10) |
где - коэффициент, зависящий от отношения ширины и толщины растяжки. В данном случае, для допущения, что b1 > 10h, = 1/3.
Уравнения изогнутой линии балочки на первом и втором участках, уравнения углов поворота, кривизны и поперечных сил запишем в виде:
|
| (11) |
|
| (12) |
где
|
| (13) |
функции Крылова.
Аргумент определяется из следующего соотношения:
|
| (14) |
Постоянные A1, B1, C1, D1, A2, B2, C2, D2 можно найти из граничных условий:
|
| (15) |
где 
– момент инерции балочки.
В полученной системе линейных уравнений величины A1, C1, B2, C2 и D2 отличны от нуля при равенстве нулю определителя:
|
| (16) |
Частотное уравнение относительно параметра b1 по аргументу li выглядит следующим образом:
|
| (17) |
Решение уравнения по параметру b1:
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
м.
Используя соотношение (6) находим c:
м.
Таким образом, расчетные значения длины, ширины и высоты растяжки составляют:
м;
м;
м.
Но так как из технологических соображений эти размеры тяжело выполнимы, то их округляем:
м (погрешность 0,4%);
м (погрешность 1,7%);
м (погрешность 0,17%).
Ортогональные сечения резонатора приведены в Приложении 2.
Для точного совмещения шаблонов изготавливаются метки совмещения. Размеры меток представлены на рисунках 1, 2, 3 и 4.
В Приложениях 4,5,6 и 7 приведены теоретические чертежи фотошаблонов травления кристалла.
Сборочный чертеж основания приведен в Приложении 8а.
Сборочный чертеж изделия приведен в Приложении 9а.
|
|
|
| Рисунок 1 – Метка на шаблоне №1. | Рисунок 2 – Метка на шаблоне №2. |
|
| |
| Рисунок 3 – Метка на шаблоне №3. | Рисунок 4 – Метка на шаблоне №4. |
Технологический процесс изготовления (без перечня операций)
1. исходные материалы:
- Пластины кремния КЭФ-0,5
- Толщина: 500 мкм
- Диаметр: 150 мм
- Ориентация пластины (100)
- Ориентация направления <110>
- Допуск к плоскостности: 1 мкм
- Допуск к параллельности: 1 мкм
- Шероховатость поверхностей: Ra = 0,05
2. Двустороннее совмещение фотошаблонов 1 и 2
3. Нанесение фоторезиста на обе стороны пластины
4. Экспонирование
5. Проявление
6. Травление SiO2
7. Снятие фоторезиста
8. Травление диафрагмы на глубину (H-h) в 30 % растворе KOH при
t = 130 ºC
9. Травление сквозных пазов
10. Нанесение пьезопленки ZnO
11. Фотолитография пьезопленки по фотошаблону №3
12. Металлизация (Al, 1 мкм)
13. Фотолитография по металлизации по фотошаблону №4
14. Скрайбирование пластины
15. Посадка кристаллов на основание
16. Ультразвуковая сварка контактных площадок с выводами основания
17. Контроль центральной частоты резонатора
18. Герметизация
19. Маркировка
20. Упаковка
Характеристики
Тип файла документ
Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.
Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.
Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
