声表面波器件的用途、生产制作和工艺介绍课件.ppt

1、声表面波器件的用途声表面波器件的用途、生产制作、生产制作和工艺介绍和工艺介绍一一. .声表面波器件的用途声表面波器件的用途滤波器滤波器: 电子通讯 移动设备 无线宽带 广播电视-谐振器谐振器: 移动设备 无匙安全系统射频识别射频识别： 鉴别：身份识别， 物体识别， 运输方式跟踪-传感器传感器： 感知：压力,温度 液体，气体 生物传感-特殊应用特殊应用：特殊压电材料， 改变物理特性 二二. .声表面波器件工作原理声表面波器件工作原理o声表面波SAW（SurfaceAcousticWave）就是在压电基片材料表面产生和传播、且振幅随深入基片材料的深度增加而迅速减少的弹性波。SAW滤波器的基本结构是

2、在具有压电特性的基片材料抛光面上制作两个声电换能器叉指换能器（IDT）。它采用半导体集成电路的平面工艺，在压电基片表面蒸镀一定厚度的铝膜，把设计好的两个IDT的掩膜图案，利用光刻方法沉积在基片表面，分别作为输入换能器和输出换能器。电转换为声电转换为声（逆压电效应）（逆压电效应）声转换为电声转换为电（正压电效应）（正压电效应） 工作原理是输入换能器将电信号变成声信号，沿晶体表面传播，输出换能器再将接收到的声信号变成电信号输出。换能器空间图形 对应脉冲响应图形 通过指条位置和重迭长度的设计即可控制换能器的脉冲响应，从而也就控制了换能器的频率响应 SAW滤波器构成及频响压电基片+IDT（半导体工艺）

3、 电- 声（SAW）-电 Hfilter(f)=HIDT1(f) *HIDT2(f)三三. .主要声表面波器件用晶片材料主要声表面波器件用晶片材料LTLT、LNLN主要功能主要功能压电效应-表面波器件热释电效应-红外探测电光效应-光开关、光调制光折变效应-全息存储非线性光学效应-激光倍频 从上面可以看出LN、LT是一种多功能晶体，我们在实践中注意各种性能对使用和生产相互影响。比如热释电产生静电吸尘、静电击裂晶片影响常用表面波切型简称主面及传播方向简称主面及传播方向128 Y-XLN128 旋转Y切X向传播铌酸锂3 6 Y-XLT36 旋转Y切X向传播钽酸锂64 Y-XLN64 旋转Y切X向传播

4、铌酸锂42 Y-XLT42 旋转Y切X向传播钽酸锂Y-Z LNY切Z向传播铌酸锂45 X-ZLBO45 旋转X切Z向传播四硼酸锂X-112.2 YLTX切112.2 旋转Y向传播钽酸锂ST-XQUARTZST切X向传播-石英晶片背面的加工粗糙度碳化硅碳化硅规格号规格号100#120#180#240#W28W141000#2000#W3.5粒度尺粒度尺寸范围寸范围160125806328-2014-1015.58.53.5-2.5晶片粗晶片粗糙度糙度7531-30.50.5-0.70.15-0.3金胜金胜3-51.52.20.8-1.50.5-1.0水晶:0.5-1.0 其他0.8-1.5DQ备

5、备注注晶片背面粗糙度数值为LN晶片实测典型值。晶片材料不同其加工粗糙度值略有差别。四四. .声表面波器件制作工艺流程声表面波器件制作工艺流程1.前工序基基片片清清洗洗镀金属膜镀金属膜涂胶涂胶曝光曝光显影显影腐蚀腐蚀探针测试探针测试涂胶涂胶曝光曝光显影显影镀金属膜镀金属膜剥离剥离镀保护膜镀保护膜后工序后工序湿法工艺.镀膜铝晶片铝晶片光刻胶.涂光刻胶.曝光UV 光光刻胶铝晶片.显影铝晶片光刻胶.刻蚀光刻胶铝晶片.去胶铝晶片B、剥离工艺.涂光刻胶光刻胶晶片.曝光光刻胶晶片UV 光.显影光刻胶晶片.镀膜光刻胶晶片铝.去胶铝晶片制作完成图形主要工艺清洗全自动清洗机全自动清洗机STANGLSTANGL精清

6、洗系统精清洗系统 系统精清洗部分由以下构成：RBS1槽、RBS2槽、溢流清洗槽、QDR1槽、QDR2槽、兆声清洗槽、甩干机。 STANGL精清洗采用的是湿法批量式清洗，所用的工艺为RBS洗液超声清洗结合SC1洗液兆声清洗的方式，因该清洗系统设计时未考虑酸洗槽，有些晶片在清洗前得预先经过一次酸浸泡处理工艺。 该系统专用于3和4标准晶圆片的清洗，日产量为300-400片/班（8小时）。主要工艺清洗主要工艺镀膜 设备名称设备名称: BAK-SAW : BAK-SAW 电子束镀膜机电子束镀膜机 主要技术指标主要技术指标 均匀性 单片： 1% 片与片： 2% 批与批： 2% 镀层材料 AL、AL-CU2

7、%合金、TI、CU 产量 3 英寸 36片/炉 4 英寸 18片/炉 适用工艺适用工艺 剥离工艺和湿法工艺 单层和多层镀膜主要工艺镀膜 设备名称设备名称: KDF: KDF磁控溅射镀膜机磁控溅射镀膜机 主要技术指标主要技术指标 均匀性 单片 2%AL) 23%(sio2) 片与片 35% (AL) 58% (SIO2) 批与批 3 5% (AL) 58% (SIO2) 镀层材料 AL、AL-CU2%合金、TI 产量 3英寸 16片/炉、 4英寸 9片/炉 适用工艺适用工艺 湿法工艺 单层金属膜和SIO2保护膜主要工艺镀膜 设备名称设备名称: LEYBOLD(: LEYBOLD(莱宝莱宝) )电

8、子束镀膜机电子束镀膜机 主要技术指标主要技术指标 均匀性 单片 1.5% 片与片： 2.5% 批与批： 2.5% 镀层材料 AL、AL-CU2%合金、TI 产量 3英寸 36片/炉 4英寸 18片/炉 适用工艺适用工艺 剥离剥离和湿法工艺 单层和多层金属膜主要工艺镀膜膜厚测试膜厚测试: FRT: FRT表面轮廓仪表面轮廓仪 ALPHA-STEP ALPHA-STEP 台阶仪台阶仪主要工艺光刻分布重复式投影曝光主要技术指标: 最小分辨率：0.5um 最大视场：1519mm 掩膜版尺寸：5英寸 晶片尺寸：3英寸 光源波长：I线（365nm） 缩影倍率：5：1 曝光工作台定位精度：100nm适用工艺

9、：剥离工艺和湿法工艺主要工艺光刻3和4标准圆片的光刻胶涂覆及曝光后图形显影，满足特征尺寸CD0.35m声表面波器件的光刻胶涂覆及曝光后图形显影工艺制作要求涂敷光刻胶均匀性和一致性：4片内为2%，片与片之间达到2%； GAMMA涂胶显影机M2000涂胶显影机涂胶显影机3“、4”标准圆片的光刻胶涂覆及曝光后图形显影，满足特征尺寸CD0.5m声表面波器件的光刻胶涂覆及曝光后图形显影工艺制作要求；涂敷光刻胶均匀性和一致性：3片内为2%，片与片之间达到2%；显影均匀性和一致性：当以CD=0.5um作为测试线宽时，3片内为6%，片与片之间达到6%；涂胶产能达40片/小时，显影产能达40片/小时； 主要工艺

10、光刻半自动探针测试半自动探针测试主要工艺探针测试2.后工序o工艺流程点焊点焊入库入库终测终测标记标记储能封帽储能封帽筛选试验筛选试验丝网涂胶丝网涂胶划片划片光刻检验光刻检验粘片粘片前工序前工序点焊检验点焊检验初测初测预焊预焊平行封帽平行封帽编带编带主要工艺丝网涂胶（吸声胶）丝网涂胶丝网涂胶SAW滤波器凃胶的重要性主要工艺丝网涂胶吸声胶将吸声胶涂到器件两端，以消除反射回来的声波对器件性能的干扰主要工艺划片半自动砂轮划片机利用高速旋转的树脂刀片将晶圆分割成一个个小芯片。主要工艺划片主要工艺粘片（自动SMD）将芯片通过粘片胶粘贴固定到外壳底座上主要工艺粘片自动粘片自动粘片主要工艺点焊（自动铝丝键合）

11、降到第一焊点加超声能量键合上升到线弧高度降到第二焊点加超声形成第二个焊点断线主要工艺点焊（自动铝丝键合）主要工艺点焊6400型自动点焊机 主要工艺点焊线拉力和芯片剪切力测试主要工艺预焊 预焊工序用于将表贴器件的盖板与基座固定起来。主要工艺平行封焊封焊工序将预焊后的器件焊接完毕。主要工艺平行焊接现有平行封装设备工艺能力： 能够封装从3mm3mm到25mm9mm的表贴器件（SMD），深腔外壳最大尺寸可达250mm30mm； 军品水汽含量能够控制在5000PPM以下主要工艺平行焊接主要工艺储能封焊同样利用电阻放电原理，使用大型电容组对焊接面进行充电，放电瞬间在封焊面形成高热，融化器件封焊环，达到焊接到目的，同时对器件内部水汽含量也可以进行控制。主要工艺测试主要工艺测试自动SMD测试分选系统成品