石英谐振器晶片的加工方法技术

一种石英谐振器晶片的加工方法，将石英晶片按以下步骤加工处理：Ⅰ.镀金属膜：使用镀膜机在晶片板上全部镀铬，然后镀金，并且最终以薄膜的形式沉积在晶片板表面，镀膜机真空度0.35—0.45Pa，金的溅射功率为0.65kW，铬的溅射功率为0.4kW；Ⅱ.喷雾涂胶Ⅲ.软烘Ⅳ.掩膜对准和曝光；Ⅴ.曝光后烘焙；Ⅵ.显影；Ⅶ.坚膜烘焙；Ⅷ.去除金属膜；Ⅸ.BOE腐蚀。Ⅹ.去除光刻胶；Ⅺ.重复步骤Ⅱ‑Ⅷ；Ⅻ.裂片；ⅩⅢ.腐蚀、清洗；将晶片置于腐蚀机中，通过腐蚀液进行腐蚀，然后冲洗并干燥。本发明专利技术突破了机械式研磨晶片厚度限度30μm，约55MHz，而且腐蚀效果更好。

【技术实现步骤摘要】
石英谐振器晶片的加工方法
本专利技术涉及晶片加工的
，尤其是一种石英谐振器晶片的加工方法。
技术介绍
现有的石英晶片加工，采用机械研磨实现批量、稳定生产的频率限度为以基波起振55MHz左右，石英晶片厚度为30μm。如果需要使用AT型石英晶片获得大于上述限度的频率，需要使用高次振动的振动模式。因此，为了获得高频就需要使用复杂的电路控制三次泛音等振动模式。但仍无法满足高频率牵引的特性要求。石英晶片频率越高，平行度的要求越高。但是传统的石英晶片腐蚀过程中，石英晶片的散开度不太好，晶片间有重叠，平行度不好，造成晶片腐蚀面腐蚀量不太一致，只能满足基频55MHz及以下的普通石英晶片的加工要求，不能满足高基频晶片的加工要求。
技术实现思路
本专利技术提供一种石英谐振器晶片的加工方法，它突破了机械式研磨晶片厚度30μm、约55MHz的限度，而且腐蚀效果更好。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种石英谐振器晶片的加工方法，所述方法按以下步骤进行：Ⅰ.镀金属膜：将布满晶片的晶片板放入镀膜机，先镀铬，然后镀金，最终铬和金以薄膜的形式沉积在晶片板表面，镀膜机真空度0.35—0.45Pa，金的溅射功率为0.65kW，铬的溅射功率为0.4kW；Ⅱ.喷雾涂胶：将晶片板置于喷雾涂胶机中，喷涂光刻胶；Ⅲ.软烘：将已涂胶晶片板置于烤箱中90℃-100℃的热板上，加热30-60s，然后置于常温烤箱的冷板上冷却降温；Ⅳ.掩膜对准和曝光：将掩膜板对准涂了光刻胶的晶片板上的准确位置，进行曝光处理，光能激活光刻胶中的光敏成分，将掩膜板的图形转移到涂胶的晶片板上；Ⅴ.曝光后烘焙：将曝光后的晶片板置于烤箱中100℃-110℃的热板上,烘焙1-2min。Ⅵ.显影：将晶片板至于化学显影剂中，温度为20±1℃，光刻胶上的可溶区被显影剂溶解，将图形留在晶片板上，然后用去离子水冲洗甩干。Ⅶ.坚膜烘焙：将显影后的晶片板置于烤箱中的热板上，120℃-140℃，烘焙10-30min；Ⅷ.去除金属膜：将镀好金属膜和光刻胶的晶片板，置于夹具中，一起放入王水中浸泡15-20min去除各晶片的间隙中的金，然后用去离子水冲洗；之后再用硝酸铈铵溶液中浸泡-5min，去除各晶片的间隙中的铬，然后用去离子水冲洗；Ⅸ.BOE腐蚀：使用BOE对晶片板进行腐蚀，温度25±1℃，腐蚀完成后，晶片板上的各晶片之间不完全分离，晶片板处于镂空状态；Ⅹ.去除光刻胶10：用50％氢氧化钠溶液去除光刻胶；Ⅺ.重复步骤Ⅱ-Ⅷ：去除晶片中心部位的金属膜；Ⅻ.裂片：使晶片之间完全分离断裂，形成单独的晶片；ⅩⅢ.腐蚀、清洗：将晶片至于腐蚀机中，通过腐蚀液进行腐蚀，然后冲洗并干燥。上述石英谐振器晶片的加工方法，步骤ⅩⅢ中腐蚀温度：25±1℃；腐蚀机转速：70-90r/min。上述石英谐振器晶片的加工方法，所述腐蚀液的配制步骤如下：a.制备氟化氨溶液：取容器A按氟化铵和去离子水重量比1:1.35混合，搅拌均匀；b.制备氢氟酸溶液：取容器B先加入去离子水,再加入氢氟酸，去离子水和氢氟酸重量比按1:0.27，然后氟化氨溶液与容器B的溶液按体积比1:2混合；c.配制表面剥离剂：全氟辛基磺酸胺：异丙醇：去离子水按重量比1:0.7:2配制成表面剥离剂；d.加入表面剥离剂：比例为每升腐蚀液加入50ml表面剥离剂；e.静置：先将d步骤制备的溶液25±1℃静置12h，然后50±2℃静置12h，形成腐蚀液。上述石英谐振器晶片的加工方法,所述晶片为AT切割石英晶片而成的反台形结构。上述石英谐振器晶片的加工方法，显影液的配制重量比为，氢氧化钠：去离子水＝1:20。上述石英谐振器晶片的加工方法，硝酸铈铵溶液配制重量比为，硝酸铈铵：去离子水＝1:10。上述石英谐振器晶片的加工方法，所述腐蚀机包括壳体、腐蚀腔、腐蚀槽、腐蚀筒，驱动机构、主动轴、主动齿轮和从动齿轮，所述腐蚀腔位于壳体内，腐蚀槽位于腐蚀腔内，腐蚀筒可拆卸的安装在腐蚀槽内的卡槽中，主动轴连接在腐蚀腔一端，主动齿轮连接在主动轴上，主动齿轮周围与若干从动齿轮啮合，从动齿轮连接在腐蚀槽的一端，驱动机构通过主动轴带动腐蚀腔旋转，每个腐蚀槽内的卡槽的轴线与旋转轴呈夹角α。上述石英谐振器晶片的加工方法，α为7°30′。与现有技术相比，本专利技术突破传统机械式研磨晶片厚度的限度30μm，约55MHz，只将振荡部分为几微米的反向台结构的晶振片为基材进行处理即可，既保证了成品的强度，又能提高基波起振频率。本专利技术中的腐蚀机进行腐蚀，在腐蚀过程中，腐蚀槽的倾斜角度和转速共同作用使石英晶片为悬浮状态，散开度很好，从而使石英晶片腐蚀面的平行度良好，便于高基频尤其是频率在55MHz以上的石英晶片加工；石英晶片在腐蚀过程中会不断产生固态生成物，随着腐蚀的进行，部分固态生成物会附在晶片表面，影响晶片的腐蚀效果，使表面变得粗糙，导致晶片的平行度也会降低；本专利技术中的腐蚀液在腐蚀过程中，使石英晶片的生成物不断剥离减少，利于腐蚀；通过腐蚀液腐蚀晶片和本专利技术中的悬浮式腐蚀机的共同作用，可以将腐蚀中使晶片处于悬浮状态，过程中的生成物持续被剥离掉，维持晶片良好的平行度、光洁度，腐蚀效果好。附图说明图1是本专利技术的腐蚀机结构示意图；图2是本专利技术的俯视图；图3为现有技术腐蚀的晶片表面在显微镜下的图像；图4为本专利技术腐蚀晶片在显微镜下的表面图像。附图中的标记表示：1.壳体；2.腐蚀腔；3.腐蚀槽；4.腐蚀筒；5.驱动机构；6.主动轴；7.主动齿轮；8.从动齿轮。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术。首先，制备腐蚀液，腐蚀液的配制步骤如下：a.制备氟化氨溶液：取容器A按氟化铵和去离子水重量比1:1.35混合，搅拌均匀；b.制备氢氟酸溶液：取容器B先加入去离子水,再加入氢氟酸，去离子水和氢氟酸重量比按1:0.27，然后氟化氨溶液与容器B的溶液按体积比1:2混合；c.配制表面剥离剂：全氟辛基磺酸胺：异丙醇：去离子水按重量比1:0.7:2配制成表面剥离剂；d.加入表面剥离剂：比例为每升腐蚀液加入50ml表面剥离剂；e.静置：先将d步骤制备的溶液25±1℃静置12h，然后50±2℃静置12h，形成腐蚀液。此腐蚀液可以避免腐蚀过程中的生成物富集在晶片表面，利于腐蚀持续进行，腐蚀效果好。然后，配制硝酸铈铵溶液:配制重量比为，硝酸铈铵：去离子水＝1:10；配制显影液：显影液的配制重量比为，氢氧化钠：去离子水＝1:20；最后，将反台形结构石英晶片按以下步骤加工处理：Ⅰ.镀金属膜：将布满晶片的晶片板放入镀膜机，先镀铬，然后镀金，最终铬和金以薄膜的形式沉积在晶片板表面，镀膜机真空度0.35—0.45Pa，金的溅射功率为0.65kW，铬的溅射功率为0.4kW；Ⅱ.喷雾涂胶：将晶片板置于喷雾涂胶机中，喷涂光刻胶；Ⅲ.软烘：将已涂胶晶片板置于烤箱中90℃-100℃的热板上，加热30-60s，然后置于常温烤箱的冷板上冷却降温；Ⅳ.掩膜对准和曝光：将掩膜板对准涂了光刻胶的晶片板上的准确位置，进行曝光处理，光能激活光刻胶中的光敏成分，将掩膜板的图形转移到涂胶的晶片板上；Ⅴ.曝光后烘焙：将曝光后的晶片板置于烤箱中100℃-110℃的热板上,烘焙1-2min。Ⅵ.显影：将晶片板至于化学显影剂中，温度为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石英谐振器晶片的加工方法，其特征在于,将石英晶片按以下步骤加工处理：Ⅰ.镀金属膜：将布满晶片的晶片板放入镀膜机，先镀铬，然后镀金，最终铬和金以薄膜的形式沉积在晶片板表面，镀膜机真空度0.35—0.45Pa，金的溅射功率为0.65kW，铬的溅射功率为0.4kW；Ⅱ.喷雾涂胶：将晶片板置于喷雾涂胶机中，喷涂光刻胶；Ⅲ.软烘：将已涂胶晶片板置于烤箱中90℃‑100℃的热板上，加热30‑60s，然后置于常温烤箱的冷板上冷却降温；Ⅳ.掩膜对准和曝光：将掩膜板对准涂了光刻胶的晶片板上的准确位置，进行曝光处理，光能激活光刻胶中的光敏成分，将掩膜板的图形转移到涂胶的晶片板上；Ⅴ.曝光后烘焙：将曝光后的晶片板置于烤箱中100℃‑110℃的热板上,烘焙1‑2min。Ⅵ.显影：将晶片板置于化学显影剂中，温度为20±1℃，光刻胶上的可溶区被显影剂溶解，将图形留在晶片板上，然后用去离子水冲洗甩干。Ⅶ.坚膜烘焙：将显影后的晶片板置于烤箱中的热板上，120℃‑140℃，烘焙10‑30min；Ⅷ.去除金属膜：将镀好金属膜和光刻胶的晶片板，置于夹具中，一起放入王水中浸泡15‑20min去除各晶片的间隙中的金，然后用去离子水冲洗；之后再用硝酸铈铵溶液中浸泡‑5min，去除各晶片的间隙中的铬，然后用去离子水冲洗；Ⅸ.BOE腐蚀：使用BOE对晶片板片进行腐蚀，温度25±1℃，腐蚀完成后，晶片板上的各晶片之间不完全分离，晶片板处于镂空状态。Ⅹ.去除光刻胶：用50％氢氧化钠溶液去除光刻胶；Ⅺ.重复步骤Ⅱ‑Ⅷ：去除晶片中心部位的金属膜；Ⅻ.裂片：使晶片之间完全分离断裂，形成单独的晶片；ⅩⅢ.腐蚀、清洗：将晶片置于腐蚀机中，通过腐蚀液进行腐蚀，然后冲洗并干燥。...

【技术特征摘要】
1.一种石英谐振器晶片的加工方法，其特征在于,将石英晶片按以下步骤加工处理：Ⅰ.镀金属膜：将布满晶片的晶片板放入镀膜机，先镀铬，然后镀金，最终铬和金以薄膜的形式沉积在晶片板表面，镀膜机真空度0.35—0.45Pa，金的溅射功率为0.65kW，铬的溅射功率为0.4kW；Ⅱ.喷雾涂胶：将晶片板置于喷雾涂胶机中，喷涂光刻胶；Ⅲ.软烘：将已涂胶晶片板置于烤箱中90℃-100℃的热板上，加热30-60s，然后置于常温烤箱的冷板上冷却降温；Ⅳ.掩膜对准和曝光：将掩膜板对准涂了光刻胶的晶片板上的准确位置，进行曝光处理，光能激活光刻胶中的光敏成分，将掩膜板的图形转移到涂胶的晶片板上；Ⅴ.曝光后烘焙：将曝光后的晶片板置于烤箱中100℃-110℃的热板上,烘焙1-2min。Ⅵ.显影：将晶片板置于化学显影剂中，温度为20±1℃，光刻胶上的可溶区被显影剂溶解，将图形留在晶片板上，然后用去离子水冲洗甩干。Ⅶ.坚膜烘焙：将显影后的晶片板置于烤箱中的热板上，120℃-140℃，烘焙10-30min；Ⅷ.去除金属膜：将镀好金属膜和光刻胶的晶片板，置于夹具中，一起放入王水中浸泡15-20min去除各晶片的间隙中的金，然后用去离子水冲洗；之后再用硝酸铈铵溶液中浸泡-5min，去除各晶片的间隙中的铬，然后用去离子水冲洗；Ⅸ.BOE腐蚀：使用BOE对晶片板片进行腐蚀，温度25±1℃，腐蚀完成后，晶片板上的各晶片之间不完全分离，晶片板处于镂空状态。Ⅹ.去除光刻胶：用50％氢氧化钠溶液去除光刻胶；Ⅺ.重复步骤Ⅱ-Ⅷ：去除晶片中心部位的金属膜；Ⅻ.裂片：使晶片之间完全分离断裂，形成单独的晶片；ⅩⅢ.腐蚀、清洗：将晶片置于腐蚀机中，通过腐蚀液进行腐蚀，然后冲洗并干燥。2.如权利要求1所述的石英谐振器晶片的加工方法，其特征在于,所述腐蚀液的配制步骤如下：a.制备氟化氨溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：周荣伟，郑玉南，狄建兴，
申请(专利权)人：唐山国芯晶源电子有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13