无源无线谐振型saw温度传感器封装工艺优化方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种器件封装方法，尤其是一种无源无线谐振型SAW温度传感器封装工艺优化方法。
【背景技术】
[0002]早在19世纪，英国科学家瑞利在研宄地震波过程中发现一种沿着地表面传播的波，这种波便是声表面波(Surface Acoustic Wave简称SAW)。
[0003]声表面波在发现后的很长一段时间内都没有引起重视。直到1965年R.M.White和F.ff.Voltmer发明叉指换能器以后，声表面波才引起学术界的广泛关注。叉指换能器指的是在压电基片表面上形成手指交叉状的金属图案，它可以实现声电之间的相互转换，如图1所示。输入叉指换能器将外部激励的电信号转化成声波信号，即声表面波。声表面波会沿着压电基底的表面传播，最终由输出叉指换能器将声表面波转化为电信号输出。
[0004]声表面波传感器于20世纪70年代开始研宄，但关于无源无线声表面波传感器研宄始于20世纪80年代后期。国内相关研宄是从20世纪90年代后期开始的。目前无源无线声表面波温度传感器具有延迟线型和谐振型SAW温度传感器两种形式。延迟线型无源无线SAW温度传感器主要采用扫频信号方式激励，利用激励信号与接收信号在时间上的延迟或相位上的变化测量物体的温度值；谐振型无源无线SAW温度传感器只要采用间歇脉冲激励，测量激励信号与接收到的回波信号之间的频率变化值，然后通过频率的变化求出待测物体的温度值。
[0005]无源无线谐振型SAW温度传感器其核心部分其实就是一款SAW谐振器。
[0006]现有的SAW谐振器封装方法通常是:在正面制作有SAW谐振器管芯的整块压电基片的正面先涂保护胶；然后进行划片，分片；再去除保护胶；进行胶片，将管芯粘结在管座上；键合，将管芯电极和管座电极通过键合丝连接；封帽，将管座盖板与管座底座密封焊接。按常规封装方法封装后示意图如图2(为了显示清楚起见，图2显示的是还未封帽的结构)所示。
[0007]常规封装方法封装的SAW谐振器存在一些不足。在声电信号转换和声信号的传播过程中，将产生一些虚假信号，它们是影响此款谐振器性能的重要因素。虚假信号主要是:I)端面反射波:SAW在基片表面传播，当传播到基片端面时，将遭到端面反射，又回到叉指换能器上，这种波叫端面反射波。2)叉指换能器边沿反射:叉指换能器(IDT)边沿也会对传播中的SAW产生反射。
[0008]由于这些虚假信号的存在，使得现有的SAW谐振器在主谐振峰的远端出现多个衍生峰(也称为次峰)，如图3中圆圈处所示，由于有这些衍生峰的存在，现有无源无线谐振型SAW温度传感器中的SAW谐振器在整机测试时经常会有误码现象出现，影响传感器整机的可靠性。
[0009]此问题在较长时间内一直没有合适的工艺能够解决。
【发明内容】
[0010]本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种无源无线谐振型SAW温度传感器封装工艺优化方法，通过涂抹吸声油墨的方法来抑制上述虚假信号，抑制SAW谐振器次峰的形成，从而优化无源无线谐振型SAW温度传感器的特性。本发明采用的技术方案是:
一种无源无线谐振型SAW温度传感器封装工艺优化方法，包括下述步骤:
步骤一，提供正面制作有SAW谐振器管芯的整块压电基片，在整块压电基片正面涂吸声油墨，吸声油墨覆盖各个SAW谐振器管芯的左、右反射栅表面的最外侧20%?45%面积；吸声油墨的厚度为0.1?0.6毫米；
步骤二，进行吸声油墨的固化；吸声油墨固化时的温度为120±5°C，固化时间为2小时；
步骤三，划片:利用划片机将整块压电基片的各个SAW谐振器管芯划切分开；
步骤四，分片:将划好的整块压电基片的各个SAW谐振器管芯逐一取下重新排列在干净的滤纸上，各SAW谐振器管芯间相隔一个间距，排好管芯的滤纸放在培养皿内待胶片；步骤五，胶片:将SAW谐振器管芯正面朝上，粘结在管座上；然后固化；
步骤六，键合:将SAW谐振器管芯电极和管座电极通过键合丝连接；
步骤七，封帽:将管座盖板与管座底座密封焊接。
[0011]进一步地，步骤一中，具体采用丝网印刷的方法涂吸声油墨。
[0012]本发明的优点在于:在SAW谐振器器件封装过程中引入涂抹吸声油墨的工艺来控制声波衍射产生次谐振峰，从而提高无源无线谐振型SAW温度传感器整机的特性。工艺实施较为简单方便，获得的效果佳。
【附图说明】
[0013]图1为现有的SAW声电转换示意图。
[0014]图2为现有的SAW谐振器封装结构示意图。
[0015]图3为现有的SAW谐振器特性图。
[0016]图4为本发明的操作流程图。
[0017]图5为本发明工艺步骤中的印刷钢板示意图。
[0018]图6为制作有SAW谐振器管芯的整块压电基片示意图。
[0019]图7为本发明的SAW谐振器管芯的左右反射栅表面涂吸声油墨示意图。
[0020]图8为本发明的SAW谐振器封装结构示意图(未封帽前)。
[0021]图9为本发明的SAW谐振器特性图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0023]本发明所提出的无源无线谐振型SAW温度传感器封装工艺优化方法，如图4所示，包括下述步骤:
步骤一，提供正面制作有SAW谐振器管芯的整块压电基片，在整块压电基片正面涂吸声油墨，吸声油墨覆盖各个SAW谐振器管芯的左、右反射栅表面的最外侧20%?45%面积；吸声油墨的厚度为0.1?0.6毫米；
此步骤一利用丝网印刷机进行。具体包括:
步骤1-1，校准印刷钢板；使用显微镜，通过显微镜内十字架调整印刷钢版对位标记与显微镜十字架平行；印刷钢版如图5所示，中间为十字形的印刷钢版对位标记。
[0024]步骤1-2，校准整块压电基片，将印刷钢板抬起，在承片台上装上整块压电基片，整块压电基片通常是圆片，将压电基片对位标记4与显微镜十字架平行；
图6是正面制作有SAW谐振器管芯的整块压电基片示意图，上面包括多个SAW谐振器管芯，各SAW谐振器管芯包括中间的叉指换能器I和叉指换能器两侧的左反射栅2和右反射栅3 ;整块压电基片上设有一个十字形的压电基片对位标记4。
[0025]步骤1-3，微调对位，将印刷钢板放下，通过显微镜观察印刷钢版对位标记和压电基片对位标记4是否重合，如未完全重合通过微调印刷钢版使之重合。
[0026]步骤1-4，刮胶，将吸声油墨用刮板均匀的从印刷钢板一端刮向另一端；印刷钢板上预先已经制作好印刷图形，因此此步骤结束后，就可以将吸声油墨覆盖各SAW谐振器管芯的左反射栅2表面最左侧的20%?45%面积，如图7中标记5所示，以及右反射栅3最右侦_ 20%?45%面积，如图7中的标记6所示。丝网印刷时控制吸声油墨的厚度为0.1?0.6晕米。
[0027]步骤1-5，卸片，将涂好吸声油墨的整块压电基片平放到传片架内。
[0028]上述吸声油墨可采用上海闵行区申江清洗剂厂出品的青松牌弹性表面吸收体。
[0029]步骤二，进行吸声油墨的固化；
将装有涂好吸声油墨的整块压电基片的传片架置于120±5°C烘箱内2小时。
[0030]步骤三，划片:利用划片机将整块压电基片的各个SAW谐振器管芯划切分开；
此步骤中，首先在固化好吸声油墨的整块压电基片背面贴一个连结膜，通常称蓝膜，防止划片时各个SAW谐振器管芯散乱；然后将整块压电基片正面朝上，用划片机将各个SAW谐振器管芯划切分开。
[0031]步骤四，分片:用镊子SAW谐振器夹住管芯两端，将划好的整块压电基片的各个SAff谐振器管芯逐一取下重新排列在干净的滤纸上，各SAW谐振器管芯间相隔一个管芯的间距，排好管芯的滤纸放在培养皿内待胶片；
步骤五，胶片:将SAW谐振器管芯正面朝上，粘结在管座上；然后固化；
此步骤中，用滴胶机将适量粘片胶滴于管座的中间1/3区域，再用镊子夹住SAW谐振器管芯两端按规定的方向将管芯粘结在管座上，然后将其放入140±5°C的烘箱中8小时。
[0032]步骤六，键合:将SAff谐振器管芯电极7和管座电极8通过键合丝9连接；
此步骤如图8所示，键合丝9可采用硅铝丝，用超声键合机将SAW谐振器管芯电极7和管座电极8通过键合丝9连接。
[0033]步骤七，封帽:将管座盖板放置于管座上，通过平行缝焊机将管座盖板与管座底座密封焊接。
[0034]本发明特有的步骤一和步骤二，通过涂抹吸声油墨的方法，能够抑制【背景技术】中提到的虚假信号，从而抑制SAW谐振器次峰的形成，大大提高了温度传感器整机的可靠性。采用优化工艺封装的SAW谐振器特性如图9所示，SAff谐振器次峰已经得到较好的抑制，如图9中的圆圈处所示。
【主权项】
1.一种无源无线谐振型SAW温度传感器封装工艺优化方法，其特征在于:包括下述步骤: 步骤一，提供正面制作有SAW谐振器管芯的整块压电基片，在整块压电基片正面涂吸声油墨，吸声油墨覆盖各个SAW谐振器管芯的左、右反射栅表面的最外侧20%?45%面积；吸声油墨的厚度为0.1?0.6毫米； 步骤二，进行吸声油墨的固化。
2.如权利要求1所述的无源无线谐振型SAW温度传感器封装工艺优化方法，其特征在于:步骤二之后还包括下述步骤: 步骤三，划片:利用划片机将整块压电基片的各个SAW谐振器管芯划切分开； 步骤四，分片:将划好的整块压电基片的各个SAW谐振器管芯逐一取下重新排列在干净的滤纸上，各SAW谐振器管芯间相隔一个间距，排好管芯的滤纸放在培养皿内待胶片；步骤五，胶片:将SAW谐振器管芯正面朝上，粘结在管座上；然后固化； 步骤六，键合:将SAW谐振器管芯电极和管座电极通过键合丝连接； 步骤七，封帽:将管座盖板与管座底座密封焊接。
3.如权利要求1或2所述的无源无线谐振型SAW温度传感器封装工艺优化方法，其特征在于: 步骤一中，具体采用丝网印刷的方法涂吸声油墨。
4.如权利要求1或2所述的无源无线谐振型SAW温度传感器封装工艺优化方法，其特征在于: 吸声油墨固化时的温度为120±5°C，固化时间为2小时。
5.如权利要求2所述的无源无线谐振型SAW温度传感器封装工艺优化方法，其特征在于: 步骤四中，各SAW谐振器管芯间相隔一个管芯的间距。
6.如权利要求2所述的无源无线谐振型SAW温度传感器封装工艺优化方法，其特征在于: 步骤六中，键合丝采用硅铝丝。
【专利摘要】本发明提供一种无源无线谐振型SAW温度传感器封装工艺优化方法，包括下述步骤：步骤一，提供正面制作有SAW谐振器管芯的整块压电基片，在整块压电基片正面涂吸声油墨，吸声油墨覆盖各个SAW谐振器管芯的左、右反射栅表面的最外侧20%～45%面积；步骤二，进行吸声油墨的固化；步骤三，划片：利用划片机将整块压电基片的各个SAW谐振器管芯划切分开；步骤四，分片：将划好的整块压电基片的各个SAW谐振器管芯逐一取下重新排列在干净的滤纸上，各SAW谐振器管芯间相隔一个间距，排好管芯的滤纸放在培养皿内待胶片；步骤五，胶片；步骤六，键合；步骤七，封帽。本发明能抑制SAW谐振器次峰的形成，从而优化无源无线谐振型SAW温度传感器的特性。
【IPC分类】H03H3-08
【公开号】CN104579216
【申请号】CN201410811220
【发明人】吴长春, 周一峰, 张玲玲, 徐丽赟
【申请人】无锡华普微电子有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月23日