[发明专利]一种石英音叉和基座的连接结构、连接方法及其应用

权利要求书

1.一种石英音叉与基座的连接结构，其特征在于，包括孤岛、凸台以及设置两者之间用于将两者相互连接的金属连接层，所述孤岛设置于石英音叉中心，所述凸台设置于基座表面；

所述金属连接层由多层金属膜层键合而成，所述多层金属膜层沿孤岛靠近凸台的方向上依次包括层叠设置的Cr层、第一Au层、Sn层和第二Au层；

所述多层金属膜层的面积大于孤岛与凸台的相交面积；

所述多层金属膜层厚度为9.5-10.5μm；优选地，Cr层的厚度为19-21nm，第一Au层的厚度为5700-6300nm，Sn层的厚度为3800-4200nm，第二Au层的厚度为9.5-10.5nm；所述多层金属膜层不与其他Au电极相连接。

2.权利要求1所述的石英音叉和基座的连接结构在石英音叉陀螺中的应用。

3.一种石英音叉陀螺，其特征在于，包括权利要求1所述的石英音叉和基座的连接结构。

4.一种石英音叉与基座的连接方法，其特征在于，包括如下步骤：

在石英音叉中心的孤岛上形成多层金属膜层；

将石英音叉的孤岛与基座的凸台对准后，进行微组装，通过金属连接层连接石英音叉和基座；

所述微组装，包括如下步骤：

将石英音叉的孤岛与基座的凸台对准后置于键合设备中，然后抽真空至不大于5×10^-3Pa后，充入N₂到不大于8×10⁴Pa，并重复至少1次；

从(30±10)℃升温至(220±10)℃，升温时间1-5min；

在(220±10)℃保持1-2min；

从(220±10)℃升温至(310±10)℃，升温时间1-10min；

在(310±10)℃保持5-30min；

从(310±10)℃降温至(50±10)℃，降温时间5-30min；

从(50±10)℃升温至(200±10)℃，升温时间1-5min；

在(200±10)℃保持1-5min；

从(200±10)℃降温至(30±10)℃，降温时间1-5min，完成微组装。

5.根据权利要求4所述的连接方法，其特征在于，在石英音叉中心的孤岛上形成多层金属膜层，包括如下步骤：

S1：在石英音叉中心的孤岛上依次沉积Cr层和第一Au层；

S2：对Cr层和第一Au层所形成的结构进行图形化；

S3：在S2得到的结构上制备Sn层和第二Au层，得到多层金属膜层；

优选地，步骤S1中，所述沉积为磁控溅射沉积；

步骤S2中，所述图形化为采用光刻工艺S1得到的结构进行精确定义，然后采用湿法刻蚀工艺形成目标图形；

步骤S3具体为，采用光刻工艺对S2中得到的结构进行精确定义，然后使用热蒸发方式沉积Sn层和第二Au层，最后采用光刻胶剥离工艺得到多层金属膜层。

6.根据权利要求5所述的连接方法，其特征在于，所述微组装，升温及保持温度时，真空度保持小于8×10⁴Pa；

所述在石英音叉中心的孤岛上形成多层金属膜层时，沉积Cr层和第一Au层以及沉积Sn层和第二Au层时，其真空度保持不大于5×10^-3Pa。