BVA晶振的封装工艺制造技术

本发明专利技术提供一种BVA晶振的封装工艺，包括步骤：制备上盖板和下盖板：采用刻蚀工艺在石英晶片的工作面的边缘刻蚀出小凹槽；采用激光打孔工艺在小凹槽中制作通孔；采用电镀或化学镀工艺在小凹槽及通孔中制备导电层；在石英晶片的工作面制备出大凹槽；对石英晶片的双面镀金属膜；采用光刻工艺制备出大凹槽中及石英晶片背面的电极图形；采用湿法刻蚀工艺对除电极以外的金属膜进行刻蚀；对石英晶片的工作面制备氧化硅，并对大凹槽内的氧化硅进行刻蚀；形成上盖板或下盖板；制备结构层；采用直接键合的方式将上盖板、结构层和下盖板键合封装。本发明专利技术提供的BVA晶振的封装工艺，能够采用直接键合，很好地控制极板之间的距离，获得可控的电场强度。电场强度。电场强度。

【技术实现步骤摘要】
BVA晶振的封装工艺


[0001]本专利技术涉及半导体制造及微电子器件封装
，尤其涉及一种BVA晶振的封装工艺。

技术介绍

[0002]Besson于1976年设计了一种电极不依附于晶片的谐振器，即BVA谐振器，BVA谐振器与传统谐振器的最主要差异是，电极不设置于晶振两端，而是设置于晶振两侧的硅或其他绝缘体材质的外壳的表面，通过这种方式来提高Q值，改善老化特性。
[0003]石英晶体振荡器是目前精确度和稳定度最高的振荡器。对于大多数的晶振产品而言，封装是确定其最终体积、保护内部结构、提供稳定工作环境的关键，是影响产品工作性能优劣的重要因素。
[0004]石英晶体振荡器的封装分为两种形式：器件级封装和圆片级封装。器件级封装是石英晶体振荡器采用最多的封装方式，将芯片划片后，一个一个贴片引线真空封装在陶瓷或金属管壳内。圆片级封装是先将晶振结构圆片整体封装，并从腔内引出电信号后，再划片成为小芯片的封装方式。
[0005]传统的BVA石英晶体振荡器采用的是器件级的封装方法，但是，此种方式封装的效率低、体积大、成本高，不适合低成本、小型化、大批量生产的需求。
[0006]金硅键合或金金键合的圆片级封装方式存在键合层溢流情况，对于普通晶振键合层溢流的情况不会有太大的影响，但是对于BVA晶振，键合层溢流会出现电极间距不可控的情况。例如，一种MEMS圆片级真空封装方法，(公开号CN110562910)的中国专利，采用金硅键合的方式对MEMS器件进行封装，金硅键合方式会存在键合层溢流的情况，这不利于键合层之间的尺寸控制。因此，金金键合、金硅键合等常用的圆片级键合方式不适用于BVA晶振。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供一种BVA晶振的封装工艺，用以解决现有技术中BVA晶振金硅键合或金金键合的圆片级封装方式存在键合层溢流的缺陷，实现可以很好地控制极板之间的距离，获得可控的电场强度。
[0008]本专利技术提供一种BVA晶振的封装工艺，包括步骤：
[0009]制备上盖板和下盖板；
[0010]制备结构层；
[0011]采用直接键合的方式将上盖板、结构层和下盖板键合封装；
[0012]其中，制备上盖板和下盖板包括步骤：
[0013]采用刻蚀工艺在石英晶片的工作面的边缘刻蚀出小凹槽；
[0014]采用激光打孔工艺在小凹槽中心制作通孔；
[0015]采用电镀或化学镀工艺在所述小凹槽中及通孔处制备导电层；
[0016]在石英晶片的工作面制备出大凹槽；
[0017]对石英晶片的双面镀金属膜；
[0018]采用光刻工艺制备出大凹槽中以及石英晶片背面的电极图形；
[0019]采用湿法刻蚀工艺对除电极图形以外的金属膜进行刻蚀；
[0020]对石英晶片的工作面制备氧化硅，并对大凹槽内的氧化硅进行刻蚀；形成上盖板或下盖板。
[0021]根据本专利技术提供的一种BVA晶振的封装工艺，所述采用电镀或化学镀工艺在小凹槽中及通孔处制备导电层中，金属导电层高于所述石英晶片的表面距离为d；
[0022]所述对石英晶片带有大凹槽的一面制备氧化硅中，制备氧化硅的厚度大于d。
[0023]根据本专利技术提供的一种BVA晶振的封装工艺，所述对石英晶片的工作面制备氧化硅之后，采用CMP工艺对有氧化硅的表面进行处理，再采用刻蚀工艺对大凹槽内的氧化硅进行刻蚀。
[0024]根据本专利技术提供的一种BVA晶振的封装工艺，步骤所述采用刻蚀工艺在石英晶片的工作面刻蚀出多个小凹槽，以及所述在石英晶片的工作面制备出大凹槽中；均采用NH4HF溶液刻蚀。
[0025]根据本专利技术提供的一种BVA晶振的封装工艺，步骤所述对石英晶片的工作面制备氧化硅中，采用PECVD的方式对石英晶片的工作面制备氧化硅。
[0026]根据本专利技术提供的一种BVA晶振的封装工艺，所述制备结构层中，包括步骤：
[0027]对石英晶片的双面进行镀膜；
[0028]采用光刻工艺双面刻蚀出振动区图形和减薄区图形；
[0029]采用干法刻蚀或湿法刻蚀的工艺刻蚀出振动区和减薄区。
[0030]根据本专利技术提供的一种BVA晶振的封装工艺，步骤所述采用直接键合的方式将上盖板、结构层和下盖板键合封装中，直接键合时键合腔体的真空度小于1*10
‑6Pa。
[0031]根据本专利技术提供的一种BVA晶振的封装工艺，步骤所述采用直接键合的方式将上盖板、结构层和下盖板键合封装中，在预对准后，退火温度为350℃
‑
400℃，且持续1h后逐渐降温，5h后温度降低至室温。
[0032]根据本专利技术提供的一种BVA晶振的封装工艺，步骤所述采用直接键合的方式将上盖板、结构层和下盖板键合封装中，在预对准后压力为7000N，持续1h后逐渐降压，4h后压力降低至1000N，5h后降低至常压。
[0033]根据本专利技术提供的一种BVA晶振的封装工艺，步骤所述采用直接键合的方式将上盖板、结构层和下盖板键合封装之前，对上盖板、结构层和下盖板进行清洗，并采用氩气再次进行活化。
[0034]本专利技术提供的BVA晶振的封装工艺，通过在石英晶片的工作面刻蚀出小凹槽和大凹槽，且在大凹槽中制备电极图形，从而在上盖板和下盖板预制备出电极，结构层位于上盖板和下盖板之间，再通过上盖板和下盖板的氧化硅对应直接键合，从而实现封装；直接键合工艺无溢流现象，可以很好地控制极板之间的距离，对于电场强度有精确地控制。
附图说明
[0035]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一
些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0036]图1是本专利技术提供的BVA晶振的封装工艺的流程示意图；
[0037]图2是本专利技术提供的下盖板的半成品的俯视图；
[0038]图3是本专利技术提供的下盖板的成品的俯视图；
[0039]图4是本专利技术提供的上盖板、结构层和下盖板的装配图；
[0040]附图标记：
[0041]1：小凹槽；2：通孔；3：大凹槽；4：电极；5：氧化硅；6：导电层；100：上盖板；200：结构层；300：下盖板。
具体实施方式
[0042]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0043]下面结合图1
‑
4描述本专利技术的BVA晶振的封装工艺，包括步骤：
[0044]S1、制备上盖板100和下盖板300；上盖板100和下盖板300的结构相同，且在键合时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种BVA晶振的封装工艺，其特征在于，包括步骤：制备上盖板和下盖板；制备结构层；采用直接键合的方式将上盖板、结构层和下盖板键合封装；其中，制备上盖板和下盖板包括步骤：采用刻蚀工艺在石英晶片的工作面的边缘刻蚀出小凹槽；采用激光打孔工艺在小凹槽中心制作通孔；采用电镀或化学镀工艺在小凹槽中及通孔处制备导电层；在石英晶片的工作面制备出大凹槽；对石英晶片的双面镀金属膜；采用光刻工艺制备出大凹槽中以及石英晶片背面的电极图形；采用湿法刻蚀工艺对除电极图形以外的金属膜进行刻蚀；对石英晶片的工作面制备氧化硅，并对大凹槽内的氧化硅进行刻蚀；形成上盖板或下盖板。2.根据权利要求1所述的BVA晶振的封装工艺，其特征在于，所述采用电镀或化学镀工艺在小凹槽中及通孔处制备导电层中，导电层高于所述石英晶片的表面距离为d；所述对石英晶片带有大凹槽的一面制备氧化硅中，制备氧化硅的厚度大于d。3.根据权利要求1所述的BVA晶振的封装工艺，其特征在于，所述对石英晶片的工作面制备氧化硅之后，采用CMP工艺对有氧化硅的表面进行处理，再采用刻蚀工艺对大凹槽内的氧化硅进行刻蚀。4.根据权利要求1所述的BVA晶振的封装工艺，其特征在于，步骤所述采用刻蚀工艺在石英晶片的工作面刻蚀出小凹槽，以及所述在石英晶片的工作面制备出大凹槽中；均采用NH4HF溶液刻蚀。5.根据权利要求1所述的BVA晶振的封装工艺，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永增，王颖，张琳琳，王天宇，赵黎明，郄立伟，裴志强，朱京，
申请(专利权)人：北京晨晶电子有限公司，
类型：发明
国别省市：