CN115138632B - 一种提升石英谐振子q值的表面处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种提升石英谐振子Q值的表面处理方法，所述表面处理方法对加工成型后的石英谐振子依次进行SPM溶液清洗、BHF溶液清洗、硫酸清洗和臭氧水清洗，实现了石英谐振子表面污染物的高效清除以及加工应力的有效去除，大大提升了石英谐振子Q值。所述表面处理方法操作简单，处理效果好，在对熔融石英加工件的损耗有极高要求的领域具有大规模推广应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及谐振子技术领域，尤其涉及一种提升石英谐振子Q值的表面处理方法。
背景技术
半球谐振陀螺是新一代的长寿命、高可靠、低功耗、轻重量的惯性敏感元件，它是一种新型惯导级固体陀螺。它具有测量精度高，输出信号噪声小，零偏及标度因数长期稳定性强等诸多优点。
石英半球谐振子是半球谐振陀螺的关键部件，谐振子的Q值（品质因数）性能决定了陀螺的分辨率。谐振子的Q值受到材料内摩擦损耗、表面损耗、空气阻尼损耗、支撑损耗等的影响。
CN104108221A公开了一种谐振子及其制备方法，该谐振子在谐振子本体的表面覆盖有防潮层，所述防潮层包括至少一层防潮涂料，其中，防潮涂料为特氟龙涂料、丙烯酸、有机硅或聚氨酯。所述谐振子可以解决现有技术中谐振子因吸水率较高而导致Q值不稳定的问题，但上述方法得到的谐振子的Q值较低。
CN110085513A公开了一种硅片清洗方法和清洗装置，硅片清洗方法包括以下步骤：在利用药液对硅片进行蚀刻后，将所述硅片浸入盛有超纯水的浸水槽内清洗；取出浸水槽中的硅片后，将硅片依次置于第N冲洗槽、第N-1冲洗槽、…、第1冲洗槽进行清洗，在第1冲洗槽中清洗结束后，取出硅片并结束清洗；向第1冲洗槽供应清洗液并使其处于溢流状态，第1冲洗槽溢流出的清洗液供应至第2冲洗槽中，以此类推，第N-1冲洗槽溢流出的清洗液供应至第N冲洗槽；N为大于1的整数。通过上述方法，能够有效清洗硅片表面的药液，降低硅片表面的药液或杂质的残留量，提高清洗效果和清洗效率，减少清洗硅片时水的消耗量。但上述清洗方法操作复杂，处理成本高，而且并不适合对谐振子的表面进行清洗。
CN107507760A公开了一种二极管制造中二氧化硅芯片的表面清洗方法，步骤包括：(1)碱腐蚀：对二氧化硅芯片进行碱腐蚀处理；(2)冲水处理：对经过步骤(1)处理后的二氧化硅芯片进行冲水处理，冲水处理时间为7~9分钟；(3)中和碱：对经过步骤(2)处理后的二氧化硅芯片进行弱酸反应处理，到达中和碱的目的；采用了高温碱腐蚀工艺，温度很容易控制在±5℃范围内，排出了外界环境的因素导致的制成不稳，使用了二次碱腐使硅片表面变得粗糙而均匀，后经过磷酸中和，中和碱离子有利于表面的清洗。但上述方法并不适合对谐振子的表面进行清洗，无法提高谐振子的Q值。
因此，开发一种适用于石英谐振子的表面处理方法，使其具有较高的Q值是目前亟需解决的问题。
发明内容
鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供一种提升石英谐振子Q值的表面处理方法，所述表面处理方法对加工成型后的石英谐振子依次进行SPM溶液清洗、BHF溶液清洗、硫酸清洗和臭氧水清洗，实现了石英谐振子表面污染物的高效清除，大大提升了石英谐振子Q值。所述表面处理方法操作简单，处理效果好，在对熔融石英加工件的损耗有极高要求的领域具有大规模推广应用前景。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供一种提升石英谐振子Q值的表面处理方法，所述表面处理方法包括如下步骤：
（1）加工成型后的石英谐振子经SPM溶液清洗，去除表面有机污染物和金属污染物；所述SPM溶液为硫酸溶液和过氧化氢溶液的混合溶液；
（2）步骤（1）清洗后的石英谐振子经BHF溶液清洗，腐蚀石英谐振子的表面；所述BHF溶液为含有氢氟酸的溶液；
（3）步骤（2）清洗后的石英谐振子依次经硫酸清洗和臭氧水清洗后，进行干燥，完成表面处理过程。
本发明所述的Q值是本领域公知的品质因数，是表示谐振子性能的重要参数。
本发明所述的提升石英谐振子Q值的表面处理方法首先对加工成型后的石英谐振子进行SPM溶液清洗，有效去除表面有机污染物石蜡、机械油等成分和金属污染物钠、铁等成分，避免BHF溶液清洗后石英谐振子的表面覆盖难以去除的残余物，影响石英谐振子的性能；之后采用BHF溶液腐蚀石英谐振子的表面，去除谐振子表面一定厚度的加工损伤层，降低表面应力；然后进行硫酸清洗，分解去除BHF溶液腐蚀过程中产生的反应物氟硅酸盐；最后进行臭氧水清洗，进一步去除石英谐振子表面的残留物。本发明最后清洗步骤采用臭氧水清洗相较于采用纯水清洗，不仅可以将残留的硫酸溶液去除，还可以更好地将BHF溶液腐蚀后残留的氟硅酸盐去除，大幅度提升石英谐振子Q值，满足惯导级陀螺的使用要求。
本发明中所述BHF溶液清洗不能在SPM溶液清洗之前进行，是因为石英谐振子表面的有机污染物会导致BHF溶液清洗时，表面质量去除不均匀，导致谐振子结构的对称性变差，影响石英谐振子Q值的提升，一些有机物污染比如石英谐振子加工过程中残留的切削液会与溶液反应，反应产物粘附在石英谐振子表面，即使之后进行SPM溶液清洗也无法将有机污染物高效清除，也会影响石英谐振子Q值的提升。
本发明所述臭氧水清洗不能在硫酸清洗之前，是因为臭氧水不能与BHF溶液腐蚀过程中产生的氟硅酸盐发生反应，故无法有效去除氟硅酸盐残留，而且硫酸清洗后石英谐振子的表面还残留一定的硫酸溶液，会影响石英谐振子Q值的提升，因此还需要进行额外的纯水清洗，这样会导致清洗工艺复杂化，增加表面处理时间，降低表面处理效率。
本发明中优选采用专用耐腐蚀工装夹持石英谐振子浸入SPM溶液中进行清洗。
优选地，步骤（1）所述SPM溶液中硫酸溶液和过氧化氢溶液的体积比为2:1~8:1，例如可以是2:1、3.5:1、4:1、5:1、7.2:1或8:1等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述硫酸溶液的浓度为96%~98%，例如可以96%、97.2%、97.5%、97.8%或98%等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述过氧化氢溶液的浓度为30wt%。
优选地，所述SPM溶液清洗的温度为80℃~120℃，例如可以是80℃、90℃、100℃、110℃、115℃或120℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述SPM溶液清洗的时间为5min~20min，例如可以是5min、8min、10min、13min、15min或20min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤（1）所述SPM溶液清洗后进行第一纯水漂洗。
本发明所述SPM溶液清洗后进行第一纯水漂洗的目的是去除残留的SPM溶液。
所述第一纯水漂洗的次数为2次~6次，例如可以是2次、3次、4次、5次或6次；每次0.5min~10min，例如可以是0.5min、2min、4min、5min、8min或10min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤（2）所述BHF溶液包括氢氟酸溶液和氟化铵溶液的混合液或氢氟酸溶液和乙酸溶液的混合液。
优选地，步骤（2）所述BHF溶液中氢氟酸溶液和氟化铵溶液的体积比为1:16~1:1，例如可以是1:16、1:15、1:10、1:8、1:6、1:3或1:1等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明优选所述BHF溶液中氢氟酸溶液和氟化铵溶液的体积比为1:16~1:1，BHF溶液对石英谐振子的腐蚀速率可长期保持稳定。当BHF溶液中氢氟酸溶液的量较多，会导致石英谐振子腐蚀速率过快不易控制；当BHF溶液中氟化铵溶液的量较多，会导致清洗后表面残留物质氟硅酸盐过多。
优选地，所述BHF溶液中氢氟酸溶液和乙酸溶液的体积比1:10~1:1，例如可以是1:10、1:8、1:6、1:3或1:1等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述氢氟酸溶液的浓度为10wt%~40wt%，例如可以是10wt%、15wt%、20wt%、23wt%、30wt%或40wt%等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述氟化铵溶液的浓度为10wt%~40wt%，例如可以是10wt%、15wt%、20wt%、23wt%、30wt%或40wt%等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述乙酸溶液的浓度为36wt%。
优选地，所述BHF溶液清洗的温度为40℃~80℃，例如可以是40℃、50℃、60℃、65℃、70℃或80℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述BHF溶液中还加入表面活性剂。
优选地，所述表面活性剂包括十二烷基苯磺酸钠、硬脂酸钠或聚氧乙烯辛基苯酚醚-10中的任意一种。
本发明优选所述BHF溶液中还加入表面活性剂，其中表面活性剂的作用是增大石英谐振子的润湿性，减少清洗后的表面残留物。
优选地，所述表面活性剂的添加量占所述BHF溶液体积的0.5‰~5%，例如可以是0.5‰、1‰、6‰、1.5%、3%或5%等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述BHF溶液清洗的时间为10min~30min，例如可以是10min、15min、20min、22min、25min或30min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中BHF溶液清洗的时间根据加工工艺预估的表面损伤层厚度来确定。
优选地，步骤（2）所述BHF溶液清洗后进行第二纯水漂洗。
优选地，所述第二纯水漂洗的次数为5次~6次，例如可以是5次或6次。
优选地，所述第二纯水漂洗所用的纯水的温度为50℃~80℃，例如可以是50℃、60℃、70℃、75℃或80℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述第二纯水漂洗所用的纯水的压力为0.3MPa~1MPa，例如可以是0.3MPa、0.5MPa、0.7MPa、0.8MPa、0.9MPa或1MPa等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明优选所述第二纯水漂洗所用的纯水的温度为50℃~80℃，压力为0.3MPa~1MPa，有利于清除BHF溶液腐蚀后的石英谐振子表面的残留物氟硅酸盐。
优选地，步骤（3）所述硫酸清洗中的硫酸的浓度为96%~98%，例如可以是96%、97.2%、97.5%、97.8%或98%等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述硫酸清洗的时间为5min以上，例如可以是5min、8min、10min、13min、15min或20min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中步骤（3）的硫酸清洗也可以替换为步骤（1）SPM溶液清洗，主要目的是清洗去除石英谐振子表面经BHF溶液腐蚀后产生的反应残留物氟硅酸盐。
优选地，步骤（3）所述臭氧水清洗所用的臭氧水的浓度为1ng/L~1g/L，例如可以是1ng/L、10ng/L、10mg/L、50mg/L或1g/L等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述臭氧水清洗的时间为10s~1200s，例如可以是10s、120s、180s、600s或1200s等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明所述臭氧水清洗可采用多次清洗的方式进行。
优选地，步骤（3）所述干燥包括异丙醇慢拉干燥。
优选地，所述干燥的温度为25℃~120℃，例如可以是25℃、50℃、80℃、100℃或120℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述表面处理方法包括如下步骤：
（1）加工成型后的石英谐振子经温度为80℃~120℃的SPM溶液清洗，去除表面有机污染物和金属污染物；所述SPM溶液为体积比为2:1~8:1的硫酸溶液和过氧化氢溶液的混合溶液；
所述SPM溶液清洗后进行2次~6次第一纯水漂洗，每次0.5min~10min；
（2）步骤（1）清洗后的石英谐振子经温度为40℃~80℃的BHF溶液清洗，腐蚀石英谐振子的表面；所述BHF溶液为含有氢氟酸的溶液；所述BHF溶液中还加入占BHF溶液体积的0.5‰~5%的表面活性剂；
所述BHF溶液清洗后进行5次~6次第二纯水漂洗；所述第二纯水漂洗所用的纯水的温度为50℃~80℃，压力为0.3MPa~1MPa；
（3）步骤（2）清洗后的石英谐振子依次经浓度为96%~98%的硫酸清洗和浓度为1ng/L~1g/L的臭氧水清洗10s~1200s后，进行温度为25℃~120℃的异丙醇慢拉干燥，完成表面处理过程。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
本发明提供的提升石英谐振子Q值的表面处理方法能够将石英谐振子表面的有机污染物和金属污染物高效清除，处理完成后石英谐振子的Q值大幅度提高，可达1600万以上，在较优条件下，可达3500万以上，满足惯导级陀螺使用要求，在对熔融石英加工件的损耗有极高要求的领域具有大规模推广应用前景。
附图说明
图1是本发明提供的提升石英谐振子Q值的表面处理方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
本发明提供一种提升石英谐振子Q值的表面处理方法，所述表面处理方法的流程示意图如图1所示，所述表面处理方法包括如下步骤：
（1）加工成型后的石英谐振子经SPM溶液清洗，去除表面有机污染物和金属污染物；所述SPM溶液为硫酸溶液和过氧化氢溶液的混合溶液；
（2）步骤（1）清洗后的石英谐振子经BHF溶液清洗，腐蚀石英谐振子的表面；所述BHF溶液为含有氢氟酸的溶液；
（3）步骤（2）清洗后的石英谐振子依次经硫酸清洗和臭氧水清洗后，进行干燥，完成表面处理过程。
下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。
实施例1
本实施例提供一种提升石英谐振子Q值的表面处理方法，所述表面处理方法包括如下步骤：
（1）加工成型后的石英谐振子在专用耐腐蚀工装的夹持下浸入温度为100℃的SPM溶液清洗10min，去除表面有机污染物和金属污染物；所述SPM溶液为体积比为5:1的浓度为98%的硫酸溶液和浓度为30%的过氧化氢溶液的混合溶液；所述SPM溶液清洗后进行3次第一纯水漂洗，每次2min；
（2）步骤（1）清洗后的石英谐振子经BHF溶液清洗10min，腐蚀石英谐振子的表面；所述BHF溶液为体积比为1:10的浓度为20wt%的氢氟酸溶液和浓度为20wt%的氟化铵溶液的混合液；所述溶液的温度为60℃；所述BHF溶液中还加入占BHF溶液体积的0.5%的表面活性剂十二烷基苯磺酸钠；所述BHF溶液清洗后进行5次第二纯水漂洗，每次2min；所述第二纯水漂洗所用的纯水的温度为60℃，压力为0.5MPa；
（3）步骤（2）清洗后的石英谐振子依次经浓度为98%的硫酸清洗10min和浓度为10mg/L的臭氧水清洗，单次臭氧水清洗的时间为2min，共清洗5次后，进行温度为100℃的异丙醇慢拉干燥，完成表面处理过程。
实施例2
本实施例提供一种提升石英谐振子Q值的表面处理方法，所述表面处理方法包括如下步骤：
（1）加工成型后的石英谐振子在专用耐腐蚀工装的夹持下浸入温度为90℃的SPM溶液清洗10min，去除表面有机污染物和金属污染物；所述SPM溶液为体积比为4:1的浓度为98%的硫酸溶液和浓度为30%的过氧化氢溶液的混合溶液；所述SPM溶液清洗后进行3次第一纯水漂洗，每次2min；
（2）步骤（1）清洗后的石英谐振子经BHF溶液清洗10min，腐蚀石英谐振子的表面；所述BHF溶液为体积比为1:8的浓度为30wt%的氢氟酸溶液和浓度为30wt%的氟化铵溶液的混合液；所述溶液的温度为65℃；所述BHF溶液中还加入占BHF溶液体积的0.5%的表面活性剂硬脂酸钠；所述BHF溶液清洗后进行5次第二纯水漂洗，每次2min；所述第二纯水漂洗所用的纯水的温度为60℃，压力为0.6MPa；
（3）步骤（2）清洗后的石英谐振子依次经浓度为98%的硫酸清洗10min和浓度为100mg/L的臭氧水清洗，单次臭氧水清洗的时间为2min，共清洗4次后，进行温度为85℃的异丙醇慢拉干燥，完成表面处理过程。
实施例3
本实施例提供一种提升石英谐振子Q值的表面处理方法，所述表面处理方法包括如下步骤：
（1）加工成型后的石英谐振子在专用耐腐蚀工装的夹持下浸入温度为80℃的SPM溶液清洗20min，去除表面有机污染物和金属污染物；所述SPM溶液为体积比为3:1的浓度为98%的硫酸溶液和浓度为30%的过氧化氢溶液的混合溶液；所述SPM溶液清洗后进行6次第一纯水漂洗，每次0.5min；
（2）步骤（1）清洗后的石英谐振子经BHF溶液清洗12min，腐蚀石英谐振子的表面；所述BHF溶液为体积比为1:1的浓度为10wt%的氢氟酸溶液和浓度为10wt%的氟化铵溶液的混合液；所述溶液的温度为40℃；所述BHF溶液中还加入占BHF溶液体积的5%的表面活性剂聚氧乙烯辛基苯酚醚-10；所述BHF溶液清洗后进行6次第二纯水漂洗，每次5min；所述第二纯水漂洗所用的纯水的温度为80℃，压力为0.3MPa；
（3）步骤（2）清洗后的石英谐振子依次经浓度为98%的硫酸清洗10min和浓度为1g/L的臭氧水清洗，单次臭氧水清洗的时间为2min，共清洗3次后，进行温度为25℃的异丙醇慢拉干燥，完成表面处理过程。
实施例4
本实施例提供一种提升石英谐振子Q值的表面处理方法，所述表面处理方法包括如下步骤：
（1）加工成型后的石英谐振子在专用耐腐蚀工装的夹持下浸入温度为120℃的SPM溶液清洗5min，去除表面有机污染物和金属污染物；所述SPM溶液为体积比为8:1的浓度为98%的硫酸溶液和浓度为30%的过氧化氢溶液的混合溶液；所述SPM溶液清洗后进行2次第一纯水漂洗，每次10min；
（2）步骤（1）清洗后的石英谐振子经BHF溶液清洗0.5min，腐蚀石英谐振子的表面；所述BHF溶液为体积比为1:4的浓度为40wt%的氢氟酸溶液和浓度为36wt%的乙酸溶液的混合液；所述溶液的温度为50℃；所述BHF溶液中还加入占BHF溶液体积的0.5‰的表面活性剂十二烷基苯磺酸钠；所述BHF溶液清洗后进行5次第二纯水漂洗，每次2min；所述第二纯水漂洗所用的纯水的温度为50℃，压力为1MPa；
（3）步骤（2）清洗后的石英谐振子依次经浓度为98%的硫酸清洗10min和浓度为1ng/L的臭氧水清洗，单次臭氧水清洗的时间为2min，共清洗8次后，进行温度为120℃的异丙醇慢拉干燥，完成表面处理过程。
实施例5
本实施例提供一种提升石英谐振子Q值的表面处理方法，所述表面处理方法除了将步骤（3）中的硫酸清洗替换为与步骤（1）相同的SPM溶液清洗外，其余均与实施例1相同。
实施例6
本实施例提供一种提升石英谐振子Q值的表面处理方法，所述表面处理方法除了将步骤（2）BHF溶液清洗与步骤（1）SPM溶液清洗调换顺序外，其余均与实施例1相同。
实施例7
本实施例提供一种提升石英谐振子Q值的表面处理方法，所述表面处理方法除了将步骤（3）中的臭氧水清洗与硫酸清洗调换顺序外，其余均与实施例1相同。
实施例8
本实施例提供一种提升石英谐振子Q值的表面处理方法，所述表面处理方法除了将步骤（2）BHF溶液清洗不添加表面活性剂外，其余均与实施例1相同。
实施例9
本实施例提供一种提升石英谐振子Q值的表面处理方法，所述表面处理方法除了将步骤（2）BHF溶液中氢氟酸溶液和氟化铵溶液的体积比为1:17外，其余均与实施例1相同。
实施例10
本实施例提供一种提升石英谐振子Q值的表面处理方法，所述表面处理方法除了将步骤（2）BHF溶液中氢氟酸溶液和氟化铵溶液的体积比为1:0.5外，其余均与实施例1相同。
对比例1
本对比例提供一种提升石英谐振子Q值的表面处理方法，所述表面处理方法除了将步骤（1）的SPM溶液清洗替换为无水乙醇清洗外，其余均与实施例1相同。
对比例2
本对比例提供一种提升石英谐振子Q值的表面处理方法，所述表面处理方法除了将步骤（3）的臭氧水清洗替换为纯水清洗外，其余均与实施例1相同。
用高倍显微镜观察上述实施例和对比例得到的石英谐振子的表面是否有附着物；采用上述实施例和对比例的方法处理5个石英谐振子，采用衰减时间法对这些石英谐振子进行性能测试，得出Q值，结果如表1所示。
从表1可以看出：
（1）综合实施例1~5可以看出，本发明提供的提升石英谐振子Q值的表面处理方法能够将石英谐振子表面的有机污染物和金属污染物高效清除，处理完成后石英谐振子的Q值大幅度提高，可达1600万以上，在较优条件下，可达3500万以上，满足惯导级陀螺使用要求；
（2）综合实施例1与实施例6可以看出，由于实施例6将步骤（2）BHF溶液清洗与步骤（1）SPM溶液清洗调换顺序，石英谐振子加工过程中残留的切削液会与BHF溶液反应，反应产物粘附在石英谐振子表面，之后进行SPM溶液清洗无法将有机污染物高效清除，石英谐振子的表面存在有附着物，Q值仅为1071~1679万；
（3）综合实施例1与实施例7~8可以看出，虽然实施例7和8中石英谐振子的表面用高倍显微镜没有观察到附着物，但仍然存在一些硫酸残留等，Q值较低；
（4）综合实施例1与实施例9~10可以看出，实施例9的BHF溶液中氟化铵溶液的量较多，会导致清洗后表面残留物质氟硅酸盐过多，石英谐振子的表面存在有附着物，Q值仅为1263~2483万；实施例10的BHF溶液中氢氟酸溶液的量较多，导致石英谐振子腐蚀速率过快不易控制，实际操作时，难以控制清洗时间及清洗效果，但是不影响石英谐振子的Q值；
（5）综合实施例1与对比例1可以看出，对比例1由于在最开始采用无水乙醇对石英谐振子进行清洗，对石英谐振子表面的有机污染物和金属污染物的清除不彻底，导致后续采用BHF溶液腐蚀后，石英谐振子表面附着片状残留，难以去除，石英谐振子的Q值仅为1472~2805万；
（6）综合实施例1与对比例2可以看出，对比例2将臭氧水清洗替换为纯水清洗，不能将BHF溶液腐蚀后残留的反应产物进一步去除，导致石英谐振子表面存在点状分散附着物残留，石英谐振子的Q值仅为1250~2212万。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (9)
1.一种提升石英谐振子Q值的表面处理方法，其特征在于，所述表面处理方法包括如下步骤：
（1）加工成型后的石英谐振子经SPM溶液清洗，去除表面有机污染物和金属污染物；所述SPM溶液为硫酸溶液和过氧化氢溶液的混合溶液；
（2）步骤（1）清洗后的石英谐振子经BHF溶液清洗，腐蚀石英谐振子的表面；所述BHF溶液为含有氢氟酸的溶液；所述BHF溶液包括氢氟酸溶液和氟化铵溶液的混合液或氢氟酸溶液和乙酸溶液的混合液；所述BHF溶液中氢氟酸溶液和氟化铵溶液的体积比为1:16~1:1；所述BHF溶液中氢氟酸溶液和乙酸溶液的体积比1:10~1:1；
所述BHF溶液中还加入表面活性剂；所述表面活性剂的添加量占所述BHF溶液体积的0.5‰~5%；
（3）步骤（2）清洗后的石英谐振子依次经硫酸清洗和臭氧水清洗后，进行干燥，完成表面处理过程。
2.根据权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于，步骤（1）所述SPM溶液中硫酸溶液和过氧化氢溶液的体积比为2:1~8:1；
所述SPM溶液清洗的温度为80℃~120℃。
3.根据权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于，步骤（1）所述SPM溶液清洗后进行第一纯水漂洗。
4.根据权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于，步骤（2）所述BHF溶液清洗的温度为40℃~80℃。
5.根据权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于，步骤（2）所述BHF溶液清洗后进行第二纯水漂洗；
所述第二纯水漂洗所用的纯水的温度为50℃~80℃；
所述第二纯水漂洗所用的纯水的压力为0.3MPa~1MPa。
6.根据权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于，步骤（3）所述硫酸清洗中的硫酸的浓度为96%~98%。
7.根据权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于，步骤（3）所述臭氧水清洗所用的臭氧水的浓度为1ng/L~1g/L。
8.根据权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于，步骤（3）所述干燥包括异丙醇慢拉干燥；
所述干燥的温度为25℃~120℃。
9.根据权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于，所述表面处理方法包括如下步骤：
（1）加工成型后的石英谐振子经温度为80℃~120℃的SPM溶液清洗，去除表面有机污染物和金属污染物；所述SPM溶液为体积比为2:1~8:1的硫酸溶液和过氧化氢溶液的混合溶液；
所述SPM溶液清洗后进行第一纯水漂洗；
（2）步骤（1）清洗后的石英谐振子经温度为40℃~80℃的BHF溶液清洗，腐蚀石英谐振子的表面；所述BHF溶液为含有氢氟酸的溶液；所述BHF溶液包括氢氟酸溶液和氟化铵溶液的混合液或氢氟酸溶液和乙酸溶液的混合液；所述BHF溶液中氢氟酸溶液和氟化铵溶液的体积比为1:16~1:1；所述BHF溶液中氢氟酸溶液和乙酸溶液的体积比1:10~1:1；
所述BHF溶液中还加入占BHF溶液体积的0.5‰~5%的表面活性剂；
所述BHF溶液清洗后进第二纯水漂洗；所述第二纯水漂洗所用的纯水的温度为50℃~80℃，压力为0.3MPa~1MPa；
（3）步骤（2）清洗后的石英谐振子依次经浓度为96%~98%的硫酸清洗和浓度为1ng/L~1g/L的臭氧水清洗后，进行温度为25℃~120℃的异丙醇慢拉干燥，完成表面处理过程。
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