Pengetahuan Dasar tentang Kristal Kuarsa Piezoelektrik

Pengetahuan Dasar tentang Kristal Kuarsa Piezoelektrik
 

1. Karakteristik kimia dan fisik

(1) Komposisi kristal SiO2, pada suhu yang berbeda di bawah tekanan atmosfer, struktur kristal kuarsa berbeda, suhu T < 573℃ kristal kuarsa, ketika 573℃ < T < 870℃ kristal kuarsa, titik leleh adalah 1750℃ , kita biasanya mengatakan kristal kuarsa piezoelektrik mengacu pada kristal kuarsa.

(2) Dengan karakteristik piezoelektrik:
Efek piezoelektrik:
Beberapa media karena aksi mekanis eksternal (seperti kompresi, peregangan dan sebagainya) dan dalam polarisasi internalnya, fenomena muatan permukaan disebut efek piezoelektrik.
Efek piezoelektrik terbalik:
Beberapa media ditempatkan di medan listrik eksternal, karena aksi medan listrik, akan menyebabkan perpindahan pusat muatan positif dan negatif di dalam media, mengakibatkan deformasi media, efek ini disebut efek piezoelektrik terbalik .
Ketika gaya sepanjang sumbu X (atau Y) bekerja pada kristal kuarsa, efek piezoelektrik terjadi pada arah X, sedangkan arah Y dan Z tidak.Sumbu X disebut sumbu listrik, dan sumbu Y disebut sumbu mekanik.

(3) Dengan anisotropi: Kristal kuarsa adalah jenis insulasi yang baik, dekat suhu kamar, konduktivitas termal sepanjang sumbu Z tegak lurus terhadap arah sumbu Z 2 kali sisi kiri dan kanan, sepanjang arah sumbu Z a3 kira-kira ekspansi linier koefisien koefisien ekspansi linier sepanjang arah tegak lurus terhadap sumbu Z a1 1/2, koefisien dielektrik epsilon, koefisien piezoelektrik d, dll. Nilainya bervariasi dengan arah, Pada suhu yang berbeda, nilai konduktivitas termal K dan ekspansi koefisien A juga berbeda.

(4) Kuarsa piezo adalah bentuk kristal tunggal yang sangat simetris, dicirikan oleh susunan atom dan molekul memiliki aturan kristal kuarsa yang berkembang dengan baik, penampilan adalah fitur konfigurasi aturan yang paling signifikan, kristal kristal kuarsa menghadapi total 30 , 6 m (silinder), enam permukaan R (tepi permukaan besar) enam permukaan R (permukaan) tepi permukaan enam s (kerucut parsial tiga arah), Enam bidang X (bidang parsial tripartit), klip Sudut bidang M yang berdekatan adalah 60°, Sudut antara bidang M dan bidang R yang berdekatan dan bidang M yang berdekatan dan bidang R adalah 38°13 ', dan Sudut antara bidang S yang berdekatan dan bidang X adalah 25°57'.
Kristal kuarsa memiliki sumbu simetri kubik C dan tiga sumbu A, B, dan D yang masing-masing 120°.Ketika membahas sifat fisik kristal kuarsa, akan lebih mudah untuk mengadopsi sistem koordinat persegi panjang seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut.Sumbu C adalah sumbu z, sumbu A (atau B, D) adalah sumbu X, dan sumbu Y tegak lurus terhadap sumbu X dan sumbu Z.Orientasi ditentukan menurut standar IRE 1949, dan sistem koordinat kartesius tangan kanan diadopsi untuk kristal rotasi tangan kanan dan tangan kanan.
Seperti yang ditunjukkan pada gambar: A, B, C dan D adalah sistem koordinat kristal
X, Y, dan Z adalah koordinat persegi panjang

(5) Dengan birefringence:
Namun bila cahaya sepanjang arah sumbu z tidak terjadi birefringence, maka disebut juga sumbu z sebagai sumbu optik.

Kepadatan kristal kuarsa = 2.65g/cm2, kekerasannya adalah kekerasan Mohs 7, tidak larut dalam triasam (HCL,H2SO4,HNO3) pada suhu dan tekanan kamar, termasuk dalam kelarutan zat yang sangat kecil, tetapi asam fluorida dan hidrogen amonium fluoride adalah larutan kristal kuarsa yang baik, persamaan reaksi kimianya
SiO2 hf + 4 = SiF4 + 2 h2o (3 + 3 h2o SiF4 = H2SiO3 h2sif6 + 2)
SiO2+4HF+2NH4F= (NH4) 2SiF6+2H2O
Sifatnya digunakan untuk korosi chip kuarsa.


2. Jenis pemotongan wafer kuarsa

Pemotongan wafer kuarsa ke orientasi tertentu dari sumbu koordinat kristal disebut pola pemotongan wafer kuarsa.Karena anisotropi kristal kuarsa, sifat listrik dan termal irisan kuarsa berbeda karena sifat elastisnya yang berbeda, sifat piezoelektrik, dan sifat suhu.

Ada dua cara untuk mengekspresikan simbol potongan kristal kuarsa, satu adalah representasi simbol yang ditentukan oleh standar IRE, yang lain adalah representasi simbol khusus yang khas untuk kristal kuarsa.IRE (tipe potongan yang ditentukan oleh simbol (XYZlWt) dengan satu set huruf dan Sudut, dikatakan dengan XYZ tiga huruf untuk mewakili ketebalan dan panjang chip di sepanjang sumbu lokasi aslinya, dengan t (ketebalan), l (panjang ), W (lebar) untuk mewakili arah putaran, Sudut berlawanan arah jarum jam dikatakan tanda plus dan minus dikatakan searah jarum jam.
Contoh: (Yxl) 35° Sudut wafer asli: arah Y
Panjang wafer asli: arah X
(XYtl) 5 °/-50 ° ketebalan T (sumbu X) 5 ° rotasi berlawanan arah jarum jam, dan kemudian di sekitar panjang L (sumbu Y) 50 ° rotasi searah jarum jam, adalah azimuth pemotongan chip kuarsa.
Sebagian besar simbol kristal kuarsa diwakili oleh dua huruf kapital bahasa Inggris.Sebagai contoh, simbol biasa dari tipe potongan 35° (YXl) diwakili oleh AT, dan 5 °/-50 ° (XYtl) diwakili oleh NT.