【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及石英晶体谐振器领域，尤其是一种凹腔体结构光刻高基频晶片及其石英晶体谐振器制备方法。
技术介绍
1、目前市场上采用研磨工艺生产的石英晶体谐振器最高频率可以做到60mhz fund(基频)，而规模化生产的石英晶体谐振器为40mhz fund(基频)水平，随着通讯带宽要求的增加，人们不得不采用更高的频率来满足带宽的要求，因而催生了要求石英晶体谐振器的工作频率达到吉赫兹的谐振频率，将会为未来的通信设备带来更多带宽，随着5g/6g通信技术的发展，市场上对石英晶体谐振器的工作频率和信号输出速率要求越来越高，高基频石英晶片需求出现了井喷式的增长，开发出工作频率更高的石英晶体谐振器是电子领域科学家们孜孜以求的目标，因为频率越高，通信速度就越快。
2、石英晶体谐振器的核心关键部件为石英晶体频率片(简称石英晶片，而石英晶片的频率与厚度成反比，即频率越高，石英晶体频率片越薄，超薄的晶片，在后期加工使用过程中，容易受力破损，导致合格率降低。
3、为了提升高基频石英晶体谐振器的受力性能，通常是将较厚的石英晶片，进行切割、反复研磨、腐蚀等，制作出高基频石英晶体频率片，该工艺只能做到60mhz为最高频率，远远满足不了,市场对更高频率的需求，而因石英晶片经过腐蚀后，有表面平整度不高，谐振电阻偏大，寄生过多的缺点。
4、为此，我们提出一种凹腔体结构光刻高基频晶片及其石英晶体谐振器制备方法解决上述问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种凹腔体结构光刻高基
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种凹腔体结构光刻高基频晶片，所述凹腔体结构光刻高基频晶片的材质为石英，且其厚度为8μm-30μm，所述凹腔体结构光刻高基频晶片呈长方形设置。
4、本专利技术还提供了石英晶体谐振器，包括所述的凹腔体结构光刻高基频晶片，以及基座、搭载平台、可伐环和上盖，所述可伐环固定连接在基座的顶端边缘，所述搭载平台固定连接在可伐环的内侧，所述凹腔体结构光刻高基频晶片固定安装在搭载平台的上表面，所述上盖固定连接在可伐环的顶部。
5、在进一步的实施例中，所述凹腔体结构光刻高基频晶片的上表面中部设有凹腔结构，所述凹腔结构的中部设有电极，所述电极的两侧分别设有上电极引线和下电极引线，所述凹腔体结构光刻高基频晶片的一端设有上副电极和下副电极；
6、所述上副电极、下副电极、上电极引线和下电极引线的厚度均为厚度6-3nm的金属覆盖膜，所述金属覆盖膜的材质为为金和铬；
7、所述上盖的厚度为0.06-0.08mm，所述上盖的组成包括以下质量百分比的组分：钴15-18％、镍26-30％，铁59-52％；
8、所述基座的厚度为0.4-0.7mm，所述基座的材质为50-53％的陶瓷，所述可伐环占重质量的19-25％，所述可伐环的组成包括以下质量百分比的组分：钴4-6％、镍4-6％，铁11-13％，所述金属化层占重质量的22-31％。
9、另外，本专利技术还提供了石英晶体谐振器的制备方法，包括以下步骤：
10、步骤一、研磨抛光：将切割好的wafer晶片，通过打磨和抛光，使其厚度控制在一定的范围内；
11、步骤二、wafer片镀膜：将步骤一中研磨抛光好的wafer晶片，通过离子溅镀技术，覆盖上一层金属层，给与wafer晶片上的石英晶体频率片一个初始频率；
12、步骤三、凹腔电极制作；
13、步骤四、裂片点胶；
14、步骤五、频率精调；
15、步骤六、封焊；
16、步骤七、老化测试。
17、在进一步的实施例中，所述步骤一中抛光研磨包括以下步骤：
18、a1、将晶棒切割成3寸wafer晶片，切割角度为35°8′-35°29′，厚度控制在0.1-0.12mm；
19、a2、将a1切割成的晶片放置到研磨机治具中进行固定；
20、a3、将标准块放入到测厚仪中，并完成校准；
21、a4、将目标厚度输入到测试系统中；
22、a5、将配比好的研磨液抽入到研磨机中进行研磨,其中研磨液包括以下质量百分比的组分：20％～30％去离子水、直径为3～5μm的金刚石颗粒磨料，占比为30％～40％、增稠剂8％～15％、润滑剂5％～8％、有机溶剂为15％～30％，分散剂1％～7％；研磨时在研磨设备上设计了一个压力传感器，可快速捕捉研磨时力值大小反馈给动力机构，并将力值传输到监控设备，以达到实时控制的作用。系统软件自动计算研磨时间，使晶片厚度减薄至8μm～30μm，再进行抛光处理；
23、a6、切片；
24、a7、对研磨尺寸和平整度进行检测。
25、在进一步的实施例中，所述步骤二中离子溅镀包括以下步骤：
26、i、将步骤一研磨抛光完成的wafer晶片，装入设计好的治具，做好定位；
27、ii、将步骤i定位好的晶片送入镀膜设备的待烘烤区，烘烤完成后送入到待镀膜区，在镀膜开始前，输入溅射目标频率，开始抽真空至6.7×10-3pa后进行离子溅射镀膜，镀膜材质为铬靶和金靶；具体操作为待镀膜区第一个腔体两边各装有一块铬靶，第二个腔体两边各装有一块金靶，在镀膜开始前，输入溅射目标频率，开始抽真空，真空符合要求后，开始离子溅射镀膜；第一个腔体两边铬靶通电后，通常是利用氩气放电产生气体电离，其正离子在电磁场作用下高速轰击阴极靶体，击出阴极靶体原子或分子，飞向被镀wafer晶片表面沉积成铬膜层，完成后wafer晶片再送入到第二个腔体，同样的方式将金离子溅射覆盖到wafer晶片表面，形成金膜层，即镀膜后，wafer晶片表面第一层覆盖铬膜，第二层覆盖金膜，使wafer晶片形成初始频率。
28、在进一步的实施例中，所述步骤三中凹腔电极制作包括以下步骤：
29、s1、光刻胶准备：将研磨好的wafer晶片放置到涂胶旋转平台上，再将光刻胶注入到专用针管内，然后通过针管注射到wafer晶片表面，随着旋转平台的运行，使光刻胶均匀分布在wafer晶片表面，旋转平台转速设置：2000r/min，光刻胶涂膜量为0.6ml；
30、s2、烘烤：将步骤s1中涂膜光刻胶的wafer晶片，放入烘烤设备，进行烘烤，烘烤温度为75-85℃，持续时间80-100s；
31、s3、对涂有光刻胶的wafer晶片进行曝光和显影；
32、s4、湿法刻蚀：使用氢氟酸(hf)作为湿法刻蚀溶液，并添加氟化铵作为缓冲剂，氢氟酸与氟化铵的比例为60％：40％；刻蚀速率为100nm/min,最终形成凹腔，凹腔部位厚度为3-20μm，反应生成物脱离被刻蚀物质表面，并被真空系统抽出腔体；
33、s5、去除光刻胶：采用丙酮浸泡去除光刻胶。
34、在进一步的实施例中，所述步骤四中裂片点胶包括以下步骤：本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种凹腔体结构光刻高基频晶片，其特征在于，所述凹腔体结构光刻高基频晶片(5)的材质为石英，且其厚度为8μm-30μm，所述凹腔体结构光刻高基频晶片(5)呈长方形设置。
2.石英晶体谐振器，其特征在于，包括权利要求1所述的凹腔体结构光刻高基频晶片(5)，以及基座(1)、搭载平台(3)、可伐环(2)和上盖(12)，所述可伐环(2)固定连接在基座(1)的顶端边缘，所述搭载平台(3)固定连接在可伐环(2)的内侧，所述凹腔体结构光刻高基频晶片(5)固定安装在搭载平台(3)的上表面，所述上盖(12)固定连接在可伐环(2)的顶部。
3.根据权利要求2所述的石英晶体谐振器，其特征在于，所述凹腔体结构光刻高基频晶片(5)的上表面中部设有凹腔结构，所述凹腔结构(6)的中部设有电极(7)，所述电极(7)的两侧分别设有上电极引线(9)和下电极引线(8)，所述凹腔体结构光刻高基频晶片(5)的一端设有上副电极(11)和下副电极(10)；
4.根据权利要求2-3任一项所述的石英晶体谐振器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的石英晶体
6.根据权利要求4所述的石英晶体谐振器的制备方法，其特征在于，所述步骤二中离子溅镀包括以下步骤：
7.根据权利要求4所述的石英晶体谐振器的制备方法，其特征在于，所述步骤三中凹腔电极制作包括以下步骤：
8.根据权利要求4所述的石英晶体谐振器的制备方法，其特征在于，所述步骤四中裂片点胶包括以下步骤：对完成凹腔电极制作的Wafer晶片，装到承载治具中，通过裂片设备，将Wafer晶片分裂成单片石英晶体频率片，再通过点胶设备，使用导电胶(4)，将单片石英晶体频率片固定在基座腔体内，使石英晶体频率片与承载的基座(1)形成回路，并放入最高温度为300℃的隧道炉烘烤，使导电胶固化。
9.根据权利要求4所述的石英晶体谐振器的制备方法，其特征在于，所述步骤五中频率精调包括以下步骤：将步骤四裂片点胶完成烘烤固化的产品，放入频率精调治具中，通过离子刻蚀技术，将石英晶体频率片表面的金层，进行轰击刻蚀，刻蚀该过程在6.5×10-3Pa的真空环境下完成，频率精度达到±2ppm。
10.根据权利要求4所述的石英晶体谐振器的制备方法，其特征在于，所述步骤六中封焊包括以下步骤：将步骤五完成频率精调的半成品，转入到封焊专用治具，并将该装有产品的治具，放入到真空烤箱进行烘烤，完成烘烤后，通过电极轮在产品四边进行滚焊放电，使上盖和完成频率精调的半成品焊接密封。
...【技术特征摘要】
1.一种凹腔体结构光刻高基频晶片，其特征在于，所述凹腔体结构光刻高基频晶片(5)的材质为石英，且其厚度为8μm-30μm，所述凹腔体结构光刻高基频晶片(5)呈长方形设置。
2.石英晶体谐振器，其特征在于，包括权利要求1所述的凹腔体结构光刻高基频晶片(5)，以及基座(1)、搭载平台(3)、可伐环(2)和上盖(12)，所述可伐环(2)固定连接在基座(1)的顶端边缘，所述搭载平台(3)固定连接在可伐环(2)的内侧，所述凹腔体结构光刻高基频晶片(5)固定安装在搭载平台(3)的上表面，所述上盖(12)固定连接在可伐环(2)的顶部。
3.根据权利要求2所述的石英晶体谐振器，其特征在于，所述凹腔体结构光刻高基频晶片(5)的上表面中部设有凹腔结构，所述凹腔结构(6)的中部设有电极(7)，所述电极(7)的两侧分别设有上电极引线(9)和下电极引线(8)，所述凹腔体结构光刻高基频晶片(5)的一端设有上副电极(11)和下副电极(10)；
4.根据权利要求2-3任一项所述的石英晶体谐振器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的石英晶体谐振器的制备方法，其特征在于，所述步骤一中抛光研磨包括以下步骤：
6.根据权利要求4所述的石英晶体谐振器的制备方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：叶国萍，辜批林，李杰，
申请(专利权)人：浙江汇隆晶片技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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