声表产品生产制作工艺介绍课件

声表面波器件制作工艺介绍​声表面波器件制作工艺介绍​1一.声表面波器件的用途​一.声表面波器件的用途​2滤波器:电子通讯移动设备无线宽带广播电视-------------------------------谐振器:移动设备无匙安全系统​滤波器:电子通讯​3射频识别：鉴别：身份识别，物体识别，运输方式跟踪-----------------------------------------传感器：感知：压力,温度液体，气体生物传感-----------------------------------------特殊应用：特殊压电材料，改变物理特性​射频识别：鉴别：身份识别，​4二.声表面波器件工作原理​二.声表面波器件工作原理​5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。

​声表面波—SAW（SurfaceAcousticWave）就6电转换为声（逆压电效应）声转换为电（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。​电转换为声声转换为电工作原理是输入换能器将电信号变7​​8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

​换能器空间图形对应脉冲响应图形​9SAW滤波器构成及频响

压电基片+IDT（半导体工艺）电--声（SAW）--电

Hfilter(f)=HIDT1(f)*HIDT2(f)​SAW滤波器构成及频响

压电基片+IDT（半导体工艺）10​​11三.主要声表面波器件用晶片材料​三.主要声表面波器件用晶片材料​12LT、LN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．​LT、LN主要功能压电效应---表面波器件​13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36°Y-XLT36°旋转Y切X向传播钽酸锂64°Y-XLN64°旋转Y切X向传播铌酸锂42°Y-XLT42°旋转Y切X向传播钽酸锂Y-ZLNY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α-石英​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°14晶片背面的加工粗糙度碳化硅规格号100#120#180#240#W28W141000#2000#W3.5粒度尺寸范围160125806328-2014-1015.58.53.5-2.5晶片粗糙度>7≥5≥31-30.50.5-0.70.15-0.3金胜3--51.5—2.20.8-1.50.5-1.0水晶:0.5-1.0其他0.8-1.5DQ备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。​晶片背面的加工粗糙度碳化硅规格号100#120#180#2415四.声表面波器件制作工艺流程​四.声表面波器件制作工艺流程​161.前工序基片清洗镀金属膜涂胶曝光显影腐蚀探针测试涂胶曝光显影镀金属膜剥离镀保护膜后工序​1.前工序镀金属膜涂胶曝光显影腐蚀探针测试涂胶曝光显影镀金属17湿法工艺​湿法工艺​18①.镀膜铝晶片​①.镀膜铝晶片​19铝晶片光刻胶②.涂光刻胶​铝晶片光刻胶②.涂光刻胶​20③.曝光UV光光刻胶铝晶片​③.曝光UV光光刻胶铝晶片​21④.显影铝晶片光刻胶​④.显影铝晶片光刻胶​22⑤.刻蚀光刻胶铝晶片​⑤.刻蚀光刻胶铝晶片​23⑥.去胶铝晶片​⑥.去胶铝晶片​24B、剥离工艺​B、剥离工艺​25①.涂光刻胶光刻胶晶片​①.涂光刻胶光刻胶晶片​26②.曝光光刻胶晶片UV光​②.曝光光刻胶晶片UV光​27③.显影光刻胶晶片​③.显影光刻胶晶片​28④.镀膜光刻胶晶片铝​④.镀膜光刻胶晶片铝​29⑤.去胶铝晶片​⑤.去胶铝晶片​30制作完成图形​制作完成图形​31主要工艺－清洗全自动清洗机​主要工艺－清洗全自动清洗机​32STANGL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Φ3″和Φ4″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​STANGL精清洗系统系统精清洗部分由以下构成：33主要工艺—镀膜

设备名称:BAK-SAW电子束镀膜机

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%合金、TI、CU

产量3英寸36片/炉4英寸18片/炉

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:BAK-SAW电子束镀膜机​34主要工艺—镀膜

设备名称:KDF磁控溅射镀膜机

主要技术指标

均匀性单片±2%〔AL)±2～3%(sio2)

片与片±3～5%(AL)±5～8%(SIO2)

批与批±3～5%(AL)±5～8%(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

湿法工艺

单层金属膜和SIO2保护膜​主要工艺—镀膜设备名称:KDF磁控溅射镀35主要工艺—镀膜

设备名称:LEYBOLD(莱宝)电子束镀膜机主要技术指标

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

适用工艺剥离剥离和湿法工艺

单层和多层金属膜​主要工艺—镀膜设备名称:LEYBOLD(莱宝)电子束镀36主要工艺—镀膜膜厚测试:FRT表面轮廓仪

ALPHA-STEP台阶仪​主要工艺—镀膜膜厚测试:FRT表面轮廓仪37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：15×19mm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：剥离工艺和湿法工艺​主要工艺－光刻分布重复式投影曝光主要技术指标:适用工艺：剥离38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CD≤0.35μm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​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39M2000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CD≥0.5μm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－光刻​M2000涂胶显影机3“、4”标准圆片的光刻胶涂覆及曝光后图40半自动探针测试主要工艺－探针测试​半自动探针测试主要工艺－探针测试​412.后工序工艺流程点焊入库终测标记储能封帽筛选试验丝网涂胶划片光刻检验粘片前工序点焊检验初测预焊平行封帽编带​2.后工序工艺流程点焊入库终测标记储能封帽筛选试验丝网涂胶划42主要工艺－丝网涂胶（吸声胶）丝网涂胶​主要工艺－丝网涂胶（吸声胶）丝网涂胶​43SAW滤波器凃胶的重要性​SAW滤波器凃胶的重要性​44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－丝网涂胶吸声胶将吸声胶涂到器件两端，以消除反射回来45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－划片半自动砂轮划片机利用高速旋转的​46主要工艺－划片​主要工艺－划片​47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SMD）将芯片通过粘片胶粘贴固定到外壳底48主要工艺－粘片自动粘片​主要工艺－粘片自动粘片​49主要工艺－点焊（自动铝丝键合）降到第一焊点加超声能量键合上升到线弧高度​主要工艺－点焊（自动铝丝键合）降到第一焊点加超声能量键合上升50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）​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51主要工艺－点焊6400型自动点焊机​主要工艺－点焊6400型自动点焊机​52主要工艺－点焊线拉力和芯片剪切力测试​主要工艺－点焊线拉力和芯片剪切力测试​53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－预焊预焊工序用于将表贴器件的盖板与基54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－平行封焊封焊工序将预焊后的器件焊接完毕。​55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3mm×3mm到25mm×9mm的表贴器件（SMD），深腔外壳最大尺寸可达250mm×30mm；军品水汽含量能够控制在5000PPM以下​主要工艺－平行焊接现有平行封装设备工艺能力：​56主要工艺－平行焊接​主要工艺－平行焊接​57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－储能封焊同样利用电阻放电原理，使用大型电容组对焊接58主要工艺－测试​主要工艺－测试​59主要工艺－测试自动SMD测试分选系统​主要工艺－测试自动SMD测试分选系统​60成品​成品​61加强做责任心，责任到人，责任到位才是长久的发展。12月-2212月-22Saturday,December17,2022弄虚作假要不得，踏实肯干第一名。20:22:0920:22:0920:2212/17/20228:22:09PM安全象只弓，不拉它就松，要想保安全，常把弓弦绷。12月-2220:22:0920:22Dec-2217-Dec-22重于泰山，轻于鸿毛。20:22:0920:22:0920:22Saturday,December17,2022安全在于心细，事故出在麻痹。12月-2212月-2220:22:0920:22:09December17,2022加强自身建设，增强个人的休养。2022年12月17日8:22下午12月-2212月-22追求至善凭技术开拓市场，凭管理增创效益，凭服务树立形象。17十二月20228:22:09下午20:22:0912月-22严格把控质量关，让生产更加有保障。十二月228:22下午12月-2220:22December17,2022重标准，严要求，安全第一。2022/12/1720:22:0920:22:0917December2022好的事情马上就会到来，一切都是最好的安排。8:22:09下午8:22下午20:22:0912月-22每天都是美好的一天，新的一天开启。12月-2212月-2220:2220:22:0920:22:09Dec-22务实，奋斗，成就，成功。2022/12/1720:22:09Saturday,December17,2022相信相信得力量，创造应创造的事情。12月-222022/12/1720:22:0912月-22谢谢大家！加强做责任心，责任到人，责任到位才是长久的发展。12月-2262声表面波器件制作工艺介绍​声表面波器件制作工艺介绍​63一.声表面波器件的用途​一.声表面波器件的用途​64滤波器:电子通讯移动设备无线宽带广播电视-------------------------------谐振器:移动设备无匙安全系统​滤波器:电子通讯​65射频识别：鉴别：身份识别，物体识别，运输方式跟踪-----------------------------------------传感器：感知：压力,温度液体，气体生物传感-----------------------------------------特殊应用：特殊压电材料，改变物理特性​射频识别：鉴别：身份识别，​66二.声表面波器件工作原理​二.声表面波器件工作原理​67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。

​声表面波—SAW（SurfaceAcousticWave）就68电转换为声（逆压电效应）声转换为电（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。​电转换为声声转换为电工作原理是输入换能器将电信号变69​​70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

​换能器空间图形对应脉冲响应图形​71SAW滤波器构成及频响

压电基片+IDT（半导体工艺）电--声（SAW）--电

Hfilter(f)=HIDT1(f)*HIDT2(f)​SAW滤波器构成及频响

压电基片+IDT（半导体工艺）72​​73三.主要声表面波器件用晶片材料​三.主要声表面波器件用晶片材料​74LT、LN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．​LT、LN主要功能压电效应---表面波器件​75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36°Y-XLT36°旋转Y切X向传播钽酸锂64°Y-XLN64°旋转Y切X向传播铌酸锂42°Y-XLT42°旋转Y切X向传播钽酸锂Y-ZLNY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α-石英​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°76晶片背面的加工粗糙度碳化硅规格号100#120#180#240#W28W141000#2000#W3.5粒度尺寸范围160125806328-2014-1015.58.53.5-2.5晶片粗糙度>7≥5≥31-30.50.5-0.70.15-0.3金胜3--51.5—2.20.8-1.50.5-1.0水晶:0.5-1.0其他0.8-1.5DQ备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。​晶片背面的加工粗糙度碳化硅规格号100#120#180#2477四.声表面波器件制作工艺流程​四.声表面波器件制作工艺流程​781.前工序基片清洗镀金属膜涂胶曝光显影腐蚀探针测试涂胶曝光显影镀金属膜剥离镀保护膜后工序​1.前工序镀金属膜涂胶曝光显影腐蚀探针测试涂胶曝光显影镀金属79湿法工艺​湿法工艺​80①.镀膜铝晶片​①.镀膜铝晶片​81铝晶片光刻胶②.涂光刻胶​铝晶片光刻胶②.涂光刻胶​82③.曝光UV光光刻胶铝晶片​③.曝光UV光光刻胶铝晶片​83④.显影铝晶片光刻胶​④.显影铝晶片光刻胶​84⑤.刻蚀光刻胶铝晶片​⑤.刻蚀光刻胶铝晶片​85⑥.去胶铝晶片​⑥.去胶铝晶片​86B、剥离工艺​B、剥离工艺​87①.涂光刻胶光刻胶晶片​①.涂光刻胶光刻胶晶片​88②.曝光光刻胶晶片UV光​②.曝光光刻胶晶片UV光​89③.显影光刻胶晶片​③.显影光刻胶晶片​90④.镀膜光刻胶晶片铝​④.镀膜光刻胶晶片铝​91⑤.去胶铝晶片​⑤.去胶铝晶片​92制作完成图形​制作完成图形​93主要工艺－清洗全自动清洗机​主要工艺－清洗全自动清洗机​94STANGL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Φ3″和Φ4″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​STANGL精清洗系统系统精清洗部分由以下构成：95主要工艺—镀膜

设备名称:BAK-SAW电子束镀膜机

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%合金、TI、CU

产量3英寸36片/炉4英寸18片/炉

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:BAK-SAW电子束镀膜机​96主要工艺—镀膜

设备名称:KDF磁控溅射镀膜机

主要技术指标

均匀性单片±2%〔AL)±2～3%(sio2)

片与片±3～5%(AL)±5～8%(SIO2)

批与批±3～5%(AL)±5～8%(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

湿法工艺

单层金属膜和SIO2保护膜​主要工艺—镀膜设备名称:KDF磁控溅射镀97主要工艺—镀膜

设备名称:LEYBOLD(莱宝)电子束镀膜机主要技术指标

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

适用工艺剥离剥离和湿法工艺

单层和多层金属膜​主要工艺—镀膜设备名称:LEYBOLD(莱宝)电子束镀98主要工艺—镀膜膜厚测试:FRT表面轮廓仪

ALPHA-STEP台阶仪​主要工艺—镀膜膜厚测试:FRT表面轮廓仪99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：15×19mm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：剥离工艺和湿法工艺​主要工艺－光刻分布重复式投影曝光主要技术指标:适用工艺：剥离100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CD≤0.35μm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​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101M2000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CD≥0.5μm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－光刻​M2000涂胶显影机3“、4”标准圆片的光刻胶涂覆及曝光后图102半自动探针测试主要工艺－探针测试​半自动探针测试主要工艺－探针测试​1032.后工序工艺流程点焊入库终测标记储能封帽筛选试验丝网涂胶划片光刻检验粘片前工序点焊检验初测预焊平行封帽编带​2.后工序工艺流程点焊入库终测标记储能封帽筛选试验丝网涂胶划104主要工艺－丝网涂胶（吸声胶）丝网涂胶​主要工艺－丝网涂胶（吸声胶）丝网涂胶​105SAW滤波器凃胶的重要性​SAW滤波器凃胶的重要性​106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－丝网涂胶吸声胶将吸声胶涂到器件两端，以消除反射回来107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－划片半自动砂轮划片机利用高速旋转的​108主要工艺－划片​主要工艺－划片​109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SMD）将芯片通过粘片胶粘贴固定到外壳底110主要工艺－粘片自动粘片​主要工艺－粘片自动粘片​111主要工艺－点焊（自动铝丝键合）降到第一焊点加超声能量键合上升到线弧高度​主要工艺－点焊（自动铝丝键合）降到第一焊点加超声能量键合上升112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）​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113主要工艺－点焊6400型自动点焊机​主要工艺－点焊6400型自动点焊机​114主要工艺－点焊线拉力和芯片剪切力测试​主要工艺－点焊线拉力和芯片剪切力测试​115主要工艺－预焊预焊工序用于将表贴器件的盖