5일, 11시간, 18분 - Togotech

"QCM"의 두 판 사이의 차이

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<li>Biolin Scientific QCM
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<li>frequency와 함께 dissipation도 측정하면 좋다. - 3p
 
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<li>측정 데이터 엑셀 파일  
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<li>측정 데이터 엑셀 파일
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<li>1차 실험
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<li>2차 실험
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<li>3차 실험
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<li>의견
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<li>상온-저온-고온 싸이클 실험: 상온-저온 때 물방울에 맺힐 수 있다.
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<li>그러므로, 상온-고온-저온 싸이클로 실험해야 한다.(?)
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<li>40도씨, 10도씨에서 공진주파수에서 특성 그래프
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image:xtal_t_monitor03_003.png | 40'C fc=4.999 563 MHz
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image:xtal_t_monitor03_004.png | 10'C fc=4.999 620 MHz
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<li>1차 실험에서
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<li>그래프
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image:qcm01_01_01.png | 온도프로파일
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image:qcm01_01_02.png | 중심주파수 변화
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<li>의견
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<li>온도가 내려간 후, 상승할 때 공진기 표면에 물방울이 맺혀 주파수가 낮아지고, 35도씨 이상 온도에서 모두 증발하였다.
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<li>2차 실험에서. 온도를 천천히 변환시켰다.
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<ol>
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<li>그래프-1
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<gallery>
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image:qcm01_02_01.png | 온도프로파일
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image:qcm01_02_02.png | 중심주파수 변화
 +
image:qcm01_02_03.png | 피크이득 변화
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image:qcm01_02_04.png | 대역폭 변화
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<li>(더 자세한) 그래프-2,
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image:qcm01_02_05.png | 온도프로파일
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image:qcm01_02_06.png | 중심주파수 변화 상대값
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image:qcm01_02_07.png | 상온 부근(20-35도)에서 중심주파수 변화 상대값.
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<li>의견
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<li>30'C에서 온도계수를 0에 맞췄다.(우연일까? 의도된 설계일까?)
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<li>상온부근에서 온도계수 -0.5ppm/C 이다.
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<li>패키징된 보통 수정 공진기는 -20도씨에서 +80도씨 사이에서 3차원을 보인다. 15도에서 45도 사이는 약 -0.2ppm/'C를 갖는다.
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</ol>
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</ol>
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<li>3차 실험에서
 +
<ol>
 +
<li>그래프
 +
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 +
image:qcm01_03_01.png | 온도프로파일
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image:qcm01_03_02.png | 중심주파수 변화. 오븐 문을 여니 즉시 고주파쪽으로 이동
 +
image:qcm01_03_03.png | 피크이득 변화
 +
image:qcm01_03_04.png | 대역폭 변화
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<li>의견
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<ol>
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<li>물방울이 맺히는 현상이 관찰된다.
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2025년 11월 28일 (금) 12:31 판

석영 수정 마이크로저울;quartz crystal microbalance

  1. 전자부품
    1. 수정부품
      1. 수정 공진기
        1. 석영 수정 마이크로저울;quartz crystal microbalance - 이 페이지
        2. QCM - 이 페이지
    2. 참조
      1. 저울
  2. quartz crystal microbalance(QCM)
    1. 보고서
      1. 2025/10/22
      2. Stonics 스토닉스(주), 성용안 Sung yong-an 대표이사
        1. 2014/06/25 설립
        2. 2015/07/09 기사: 김포 양촌산업단지(=김포골드밸리) 메카존 305호, 희망특례보증 제도로 재창업한 전자부품회사 스토닉스(주)’
        3. 2022/08/22 어느 주소록: 김포시 양촌읍 황금로 117, 이젠지식산업센터 나동 357호, 070-4193-7116
          1. 메카존이 나동이다.
          2. 2025/11/14, 이젠지식산업센터에 입주업체 현황에서 조사되지 않는다.
    2. 링크
      1. 위키페디아
        1. 석영 수정 마이크로저울 https://en.wikipedia.org/wiki/Quartz_crystal_microbalance
        2. 박막 두께 모니터, Thin-film thickness monitors https://en.wikipedia.org/wiki/Thin-film_thickness_monitor
      2. https://www.nanoscience.com/techniques/quartz-crystal-microbalance/
    3. 상식
      1. 박막 성막 장치에서, 증착기(evaporator)에서만 사용한다. 스퍼터(sputter)에서는 사용하지 않는다.
        1. 스퍼터는 증착기에 비해 성막속도가 일정하다.
        2. 증착기는 작업할 때마다 성막속도가 일정하지 않기 때문에 이 QCM을 사용한다.
      2. 2025/10/12 6MHz를 가장 많이 사용하고, 5MHz 공진주파수 제품도 있다.
    4. 모니터(thin-film thickness monitors) 장치 사용 메뉴얼
      1. Inficon - 72p
        1. 시스템 구성도
          • xtal t monitor02 002.png
      2. SPI Supplies - 21p
        1. 전극이 형성된 블랭크의 장착방법

          • crystal holder assembly

      3. Biolin Scientific QCM
        1. frequency와 함께 dissipation도 측정하면 좋다. - 3p
  3. 양면에 금 전극이 형성된 블랭크
    1. TASCO TAN05UG 5MHz Gold Quartz Crystals
      1. 포장

        • 3시 방향에 블랭크를 하나씩 꺼낼 수 있는 큰 구멍이 있다.

        • 투명 뚜껑을 회전시킬 수 있도록 중심축이 있다.

      2. (소모품인) 블랭크

        • 앞면 및 뒷면이 거의 대칭 금패턴이다.

      3. 측정기 및 측정 치구
        1. HP 4194A 임피던스 및 이득위상 분석기

          • 에러없이 첫화면이 나온다.

        2. LCR SMD타입 측정치구를 사용하여
          • xtal t monitor01 004.jpg
      4. ( 네트워크분석기 방식으로) Gain-Phase 분석
        1. 측정 사진
          • xtal t monitor01 007.jpg
        2. offset compensation 실시후. 10Hz-100MHz까지. Gain은 거의 0dB, Phase는 거의 0deg
          • xtal t monitor01 008.jpg
        3. 1kHz-100MHz까지 Gain-Phase 측정

          • 1MHz 주파수에서 약 -40dB, 90deg

        4. 5MHz보다 낮은, 저주파 공진 모드

          • 약 330kHz에서 약 -48dB

          • 약 1.5MHz에서 약 -36dB

        5. 4.5MHz 이상에서. 여러 기생 공진모드가 관찰된다.
          • xtal t monitor01 012.jpg
        6. 5MHz에서

          • 공진주파수 4.9997MHz에서 -1.1dB

          • 반공진주파수 5.0015MHz에서 -67dB

      5. 임피던스 분석
        1. 측정 사진
          • xtal t monitor01 015.jpg
        2. 100Hz-40MHz까지
          1. Z-Phase 측정

            • 1MHz 주파수에서 약 10kΩ, -90deg

          2. Cp-D 측정

            • 1MHz 주파수에서 약 16pF, 0.004

        3. 5MHz에서

          • 공진주파수 4.9997MHz에서 16Ω

          • 반공진주파수 5.0015MHz에서 330kΩ

        4. 발진회로 매칭을 위한 등가회로

          • Cb=17pF

      6. 시편 지지 위치에 따른 임피던스 측정
        1. 사진

          • 가장자리 edge 지지

          • 중심 center 지지

        2. 가는선:edge 지지, 굵은선: center 지지
          • xtal t monitor01 021.jpg
        3. edge 지지를 해야 정상적으로 측정된다.
      7. 수정공진기 온도특성
        1. 실험 방법
          1. Espec SU-222 오븐
          2. HP E5100A 네트워크분석기
        2. 실험 사진
          • xtal t monitor03 001.jpg
          • xtal t monitor03 002.png
        3. 측정 데이터 엑셀 파일
          1. 1차 실험
          2. 2차 실험
          3. 3차 실험
        4. 의견
          1. 상온-저온-고온 싸이클 실험: 상온-저온 때 물방울에 맺힐 수 있다.
          2. 그러므로, 상온-고온-저온 싸이클로 실험해야 한다.(?)
        5. 40도씨, 10도씨에서 공진주파수에서 특성 그래프

          • 40'C fc=4.999 563 MHz

          • 10'C fc=4.999 620 MHz

        6. 1차 실험에서
          1. 그래프

            • 온도프로파일

            • 중심주파수 변화

          2. 의견
            1. 온도가 내려간 후, 상승할 때 공진기 표면에 물방울이 맺혀 주파수가 낮아지고, 35도씨 이상 온도에서 모두 증발하였다.
        7. 2차 실험에서. 온도를 천천히 변환시켰다.
          1. 그래프-1

            • 온도프로파일

            • 중심주파수 변화

            • 피크이득 변화

            • 대역폭 변화

          2. (더 자세한) 그래프-2,

            • 온도프로파일

            • 중심주파수 변화 상대값

            • 상온 부근(20-35도)에서 중심주파수 변화 상대값.

          3. 의견
            1. 30'C에서 온도계수를 0에 맞췄다.(우연일까? 의도된 설계일까?)
            2. 상온부근에서 온도계수 -0.5ppm/C 이다.
            3. 패키징된 보통 수정 공진기는 -20도씨에서 +80도씨 사이에서 3차원을 보인다. 15도에서 45도 사이는 약 -0.2ppm/'C를 갖는다.
        8. 3차 실험에서
          1. 그래프

            • 온도프로파일

            • 중심주파수 변화. 오븐 문을 여니 즉시 고주파쪽으로 이동

            • 피크이득 변화

            • 대역폭 변화

          2. 의견
            1. 물방울이 맺히는 현상이 관찰된다.
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