СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ЗОНДОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИКПЬЕЗОЭЛЕМЕНТА Советский патент 1974 года по МПК H03H3/02 H03H9/00 

1

Предлагаемый способ исследования пьезоэлементов может быть использован в радиоэлектронике при разработке пьезоэлектрических устройств, применяемых в радиоэлектронной аппаратуре различного назначения.

Известный способ исследования зондовых характеристик пьезоэлемента основан на применении электронного зонда, с помощью которого выявляют колеблющиеся участки пьезоэлемента. Амплитуду механических смещений частиц ориентировочно определяют по интенсивности освещения флюоресцирующего экрана, на который падает электронный луч, несущий информацию о колебаниях пьезоэлемента.

Однако характеристики, полученные таким образом, не дают количественных оценок интенсивности колебаний и характера упругих деформаций пьезоэлемента.

С целью повышения качества зондовых характеристик предлагается при исследованиях ньезоэлемента использовать явление изменения резонансной частоты пьезоэлемента при его локальном нагреве. При этом в качестве локального нагревателя иснользуется электронный луч, который дискретно перемещают вдоль исследуемого направления. Экспонирование локального участка пьезоэлемента производят в течение времени, постоянного для всех исследуемых точек. В конце экспонирования производят регистрацию резонансной частоты ньезоэлемента.

Для реализации предложенного способа исследования на пьезоэлемент предварительно наносят возбуждающие электроды необходимой конфигурации и включают пьезоэлемент в схему возбуждения. Исследуемый колеблющийся пьезоэлемент помещают в вакуумную камеру электроннолучевой установки, и после

достижения необходимого разрежения в камере устанавливают заданную мощность электронного луча и фокусируют его на пьезоэлементе. Температуру в точке нагрева пьезоэлемента определяют с помощью термопары. Перемещая пьезоэлемент вдоль исследуемого направления, наблюдают влияние локального нагрева на резонансную частоту пьезоэлемента, например с помощью измерения уходов частоты автогенератора. Таким образом, неремещая пьезоэлемент в различных направлениях, можно определить полную картину влияния температурных градиентов, вызываемых локальным нагревом, на резонансную частоту пьезоэлемента.

Полученные таким образом характеристики уходов частоты, представленпые в пространственных координатах, характеризуют собою интенсивность механических смещений частиц пьезоэлемента и унругих напряжений, возникающих в объеме пьезоэлемента.

Практическое применение указанные характеристики находят при разработке интегральных пьезоэлектрических устройств, в частности при разработке топологии микросхемы интегрального кварцевого генератора, где пленочные элементы наносят непосредственно на пьезоэлектрическую подложку. Данные, получаемые при реализации предложенного способа, позволяют выбрать оптимальную топологию элементов схемы интегрального пьезоэлектрического устройства с учетом влияния теплового режима микросхемы и механического влияния элементов на резонансную частоту ньезоэлемента, играющего роль пьезоподложки.

Предмет изобретения

Способ исследования зондовых характеристик пьезоэлемента, при котором пьезоэлемент возбуждают на резонансной частоте, зондируют его поверхность электронным лучом и регистрируют параметры зондовых характеристик, отличающийся тем, что, с целью повышения качества зондовых характеристик, пьезоэлемент локально нагревают электронным лучом, дискретно перемещают его вдоль исследуемого направления, экспонируют его в течение времени, постоянного для всех исследуемых точек, и регистрируют изменения его резонансной частоты.