一种AT切型石英晶片MEMS加工方法与流程

文档序号:11243863阅读:2407来源:国知局

本发明涉及石英晶片加工领域,具体涉及一种at切型石英晶片mems加工方法。



背景技术:

石英晶体谐振器因其频率的准确性和稳定性等特性广泛应用在移动电子设备、手机、移动通信装置等电子行业,at切石英晶片是石英晶体谐振器的核心部件。石英晶片通常采用线切割、研磨、粘坨、切片、修尺寸、化胶、滚磨、分选、腐蚀等多道工序制造完成。

随着移动通信电子的迅速发展,器件小型化需求越来越高。因此,石英晶片的小型化势在必行。在石英晶片小型化的进程中,传统工艺合格率低,成本高。

传统的切条、分选、腐蚀等工艺难以加工超小型石英晶片,已经不能满足小型化的要求。超小型晶片因晶片的长宽变小,修尺寸工艺容易将粘合的晶片磨散。因晶片的面积变小,分选容易出现少片的问题。



技术实现要素:

本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种at切型石英晶片mems加工方法,可用于小型化at切型石英晶片批量型生产。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:

一种at切型石英晶片mems加工方法,包括以下步骤:

s01:石英晶片研磨和抛光处理;

s02:在抛光后的石英晶片表层蒸发镀或者磁控溅射镀au薄膜;

s03:双面涂覆光刻胶,双面对准使用光罩掩膜版曝光制作图形;

s04:对曝光后的石英晶片显影,后烘处理固化图形;

s05:通过au蚀刻液对未被光刻图形保护区域蚀刻,去除多余au薄膜;

s06:使用激光对光刻刻蚀去除au薄膜区域中心位置进行切割作业;

s07:切割后的石英晶片进入由hf和混合组成的腐蚀液中腐蚀,腐蚀后图形由au光刻图形决定;

s08:去除光刻胶层、au薄膜层。

作为本方案的进一步改进,所述的步骤s02中镀au薄膜的厚度50-300nm。

作为本方案的进一步改进,所述的步骤s03中图形双面对准精度<5um,曝光量(30-60)mj/cm2。

作为本方案的进一步改进,所述的步骤s04中显影时间为10分钟,后烘温度为140℃。

作为本方案的进一步改进,所述的步骤s06中切割区域宽度20-100um,使用的是ps激光器,其焦距是0.1~1um、功率是100~300uw。

作为本方案的进一步改进,所述的步骤s07中的腐蚀液hf和的配比为1:(1-3)。

作为本方案的进一步改进,所述的步骤s07中的腐蚀时间为6小时。

作为本方案的进一步改进,还包括在所有加工完成后采用腐蚀的方法微调石英晶片频率。

本发明的有益效果是:本发明提出的石英晶片mems加工方法是在石英基片的表面进行加工,解决了因晶片长、宽减小后,机械加工难的问题,主要用于生产1612/1210及以下规格石英晶片。使用该方法,可大幅度提高生产效率,降低生产成本。与其他石英晶片mems加工方法对比,本方法使用激光对y'方向进行预加工,解决了at切型x和z'向腐蚀速率高于y'向腐蚀速率导致的传统mems腐蚀效率低的问题。且在预加工后,采用腐蚀工艺加工外形,因此产品外形由光刻图形控制,产品精度得到保障,尺寸公差在±3um以内。

具体实施方式

下面详细描述本发明的技术方案,但本发明的保护范围不局限于以下所述。

【实施例1】

制造1612规格37.4mhz标称频率晶片,首先采用线切割工艺切割晶棒,然后将切割好的3inch石英基片进行研磨和抛光至38500khz,之后进行mems加工:

在3inch抛光石英基片表层蒸发镀或者磁控溅射镀au,厚度200nm;

在镀au后的石英基片双面涂覆光刻胶,使用光罩掩膜版曝光制作图形(晶片尺寸1.05mm*0.78mm),图形的双面对准精度<5um,曝光量40mj/cm2;

对曝光后石英基片进行显影10min,后烘温度140℃处理固化图形。

采用au蚀刻液对未被光刻图形保护区域蚀刻。

使用激光对光刻刻蚀区域中心位置进行切割作业,切割区域宽度80um。

将完成切割后石英晶片,放入腐蚀液中腐蚀6h,腐蚀液由1:1的hf和混合而成。

去除光刻胶层、au薄膜层。

结束mems工艺后,将石英晶片进行频率分选后,采用腐蚀的方法微调石英晶片频率至39000khz,完成石英晶片的加工。

【实施例2】

制造1210规格38.4mhz标称频率晶片,首先采用线切割工艺切割晶棒,然后将切割好的2inch石英基片进行研磨和抛光至39500khz,之后进行mems加工:

在2inch抛光石英基片表层蒸发镀或者磁控溅射镀au,厚度170nm;

在镀au后的石英基片双面涂覆光刻胶,使用光罩掩膜版曝光制作图形(晶片尺寸0.8mm*0.64mm),图形的双面对准精度<5um,曝光量50mj/cm2;

对曝光后石英基片进行显影10min,后烘温度140℃处理固化图形。

采用au蚀刻液对未被光刻图形保护区域蚀刻。

使用激光对光刻刻蚀区域中心位置进行切割作业,切割区域宽度50um。

将完成切割后石英晶片,放入腐蚀液中腐蚀6h,腐蚀液由1:1.5的hf和混合而成。

去除光刻胶层、au薄膜层。

结束mems工艺后,将石英晶片进行频率分选后,采用腐蚀的方法微调石英晶片频率至40100khz,完成石英晶片的加工。

值得强调的是,本实施例中的石英基片采用at切型,但不限于at切型。

以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式,不应看作是对其他实施例的排除,而可用于各种其他组合、修改和环境,并能够在本文所述构想范围内,通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围,则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

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