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壓電石英晶片鍍膜過程

來源:http://konuaer.com 作者:konua 2012年12月20

           壓電石英水晶種植成功之后,需要經(jīng)過切片以及打磨,在經(jīng)過清洗,要把晶片表面的灰塵清洗干凈,以及處理打磨過程中預(yù)留的殘?jiān)?,水晶片是所以石英頻率元件中最為關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié),如果是水晶片本身出現(xiàn)問題,那么將影響到成品的質(zhì)量。所以壓電石英水晶片的要求是:晶片表面光潔明亮、無(wú)水跡、無(wú)污點(diǎn),無(wú)劃傷、無(wú)裂痕, 處理后的表面應(yīng)光亮, 平滑, 顯微粗糙度小、缺陷少。首先水晶片要經(jīng)過清洗機(jī),以及超聲波,在甩干,目前我們采用的是酸液清洗再加超聲清洗的辦法。就好像壓電陶瓷霧化片在切割之后也需要經(jīng)過清洗在經(jīng)過超聲波一樣,都是需要保持干凈明亮,以最高的要求達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。
然后在晶片上鍍膜,這樣生產(chǎn)出來的聲表面波濾波器才能達(dá)到最高的品質(zhì)。
目的:在晶片表面形成一層金屬薄膜(Al),以便隨后刻印圖形。
要求:晶片表面鋁層光潔明亮、無(wú)發(fā)灰、無(wú)污點(diǎn),無(wú)氣泡,鋁層接合牢固,不脫落,鋁層表面無(wú)劃傷,無(wú)裂痕,達(dá)到要求的鋁層厚度。
設(shè)備:鍍膜機(jī)(CVC601,BAK640)、臺(tái)階儀(Alpha-Step 200)
蒸發(fā):對(duì)淀積薄膜的源材料施加熱能或動(dòng)能,使之分解為原子或原子的集合體,并結(jié)合或凝聚在晶片表面,形成薄膜。電子束蒸發(fā)是利用高能聚焦電子束打到蒸發(fā)源表面,使之熔化并蒸發(fā)到晶片表面上
,形成薄膜。產(chǎn)生電子束的電子槍分環(huán)形槍、直槍(皮爾斯槍)和e型槍(即270度偏轉(zhuǎn)電子槍)等。環(huán)形槍功率和效率均很低,直槍的蒸發(fā)源會(huì)污染槍體,我們目前使用的主要是e型槍電子束蒸發(fā)裝置。
蒸發(fā)過程必須在真空室內(nèi)進(jìn)行,如果真空室內(nèi)殘存大量氣體分子,則會(huì)產(chǎn)生以下質(zhì)量問題:(優(yōu)質(zhì)的晶片,可以制作成高精度的晶振,以及濾波器系列)
1、蒸發(fā)粒子的直線運(yùn)動(dòng)受到殘余氣體分子的碰撞而形成霧狀微粒,難以制備均勻平整的薄膜。
2、殘余空中的活性分子(如氧分子)與金屬原子形成化合物。
3、殘余空氣分子進(jìn)入薄膜形成雜質(zhì)。
4、蒸發(fā)加熱器、蒸發(fā)源等與殘離,在35cm以內(nèi)。
5、為使鋁膜光亮,打開擋板不可過早,蒸發(fā)速率不可過小,充氣取片也不可過早,否則鋁膜和坩堝內(nèi)的鋁錠會(huì)嚴(yán)重氧化。 
6、電子束蒸發(fā)工藝的沾污源主要來自系統(tǒng),對(duì)真空室內(nèi)所有工件的清洗是極為必要的。
7、膜厚控制。電子束加熱蒸發(fā),只要控制好電子束功率,蒸發(fā)速率的重復(fù)性就相當(dāng)好,輔以控制蒸發(fā)時(shí)間,便可獲得所需要的膜厚。
磁控濺射是一種較新型的濺射技術(shù),它是建立在二極濺射的基礎(chǔ)上,即在陰極的后面設(shè)置一永恒磁鐵或電磁鐵,從而產(chǎn)生一個(gè)靠近且平行于靶表面的磁場(chǎng)。此磁場(chǎng)同陰極和陽(yáng)極間的電場(chǎng)相互垂直,在電
場(chǎng)和磁場(chǎng)的共同作用下,電子(主要是二次電子)在磁力線與靶表面所包圍的狹小空間作螺旋運(yùn)動(dòng),這就大大提高了電子與濺射氣體原子的碰撞機(jī)率,從而提高了濺射速率。磁控濺射與其它濺射技術(shù)相比有如下特點(diǎn):
1、濺射速率高;
2、在較低的電壓(300一700V)及濺射壓力(0.13~1.3kpa)  可獲較大的功率密度,濺射效率大大提高,淀積膜的質(zhì)量較好,晶片受到的輻射損傷輕;
3、襯底溫度較低;
4、濺射條件容易控制,重復(fù)性好;
5、便于連續(xù)生產(chǎn),生產(chǎn)效率高;
6、膜的晶粒尺寸容易控制;
7、可采用直流電源或射頻電源:采用射頻電源時(shí)也可濺射非金屬材料,如SiO2等;
8、為獲得高質(zhì)量的臺(tái)階覆蓋,磁控濺射也可采用加偏壓濺射 。
磁控濺射可能存在的一些問題:
1、等離子體輝光放電不正常
2、鋁層顏色不正常,有灰暗渾濁區(qū)域
3、2里面的(晶片)上AL膜臺(tái)階覆蓋不良
4、AL膜反光度不好
5、可焊性差
6、均勻性不好
目的:把掩膜版上的器件圖形復(fù)制到晶片上。
要求:光刻完成后,圖形指條清晰,指條邊緣整齊、無(wú)殘缺,斷指、連指的面積應(yīng)小于一定比例 (在總面積的20%以下)。
設(shè)備:勻膠機(jī),光刻機(jī),顯影機(jī),烘箱,顯微鏡
光刻是聲表制造中最關(guān)鍵的步驟,需要高性能以便結(jié)合其它工藝來獲得高成品率。光刻技術(shù)的關(guān)鍵材料是光刻膠,它是一種聚合可溶解物,被臨時(shí)涂在晶片表面,僅是為了必要圖形的轉(zhuǎn)移,一旦圖形經(jīng)
過刻蝕,就要被去掉。其實(shí)壓電石英晶片跟壓電陶瓷晶振還是有很多的區(qū)別,一個(gè)是石英晶體片,一個(gè)是陶瓷混合片,石英晶體片可以制作成多款元件系列產(chǎn)品。 

                                                                                                

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