声表面波器件制造工艺及产品测试
目录
引 言 1
一、清洗工艺 2
（一）圆片介绍 2
（二）清洗目的 2
（三）清洗步骤的注意事项及目的 2
（四）检验 2
二、真空镀膜工艺 3
（一）蒸发（电子束镀膜） 3
（二）溅射 3
三、光刻工艺 4
（一）光刻概要 4
（二）光刻步骤 4
（三）光刻注意事项 4
四、修频工艺 4
（一）修频简介 5
（二）修频技术 5
五、修波形工艺 5
（一）修波概要 5
（二）吸声原理 5
（三）吸声材料 5
（四）丝网应刷法 5
六、划片工艺 6
（一）划片目的 6
（二）划片方法 6
（三）常用方法砂轮划片 6
（四）常用方法金刚刀划片 7
七、粘片工艺 7
（一）粘片概要 7
（二）粘片材料 7
（三）金属材料 7
（四）粘片要求 7
八、引线键合工艺原理 8
（一）键合的目的 8
（二）键合方法 8
（三）键合用引线材料 8
（四）引线退火 8
（五）超声键合 8
（六）热超声键合 9
九、封装工艺原理 9
（一）封装目的 9
（二）封装熔焊 10
（三）凸缘电阻焊 10
十、产品测试及测试机 11
（一）人工测试 11 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
r /> （二）机测，测试机 11
总结 15
参考文献 16
致 谢 17
引言
本文主要针对滤波器等微型传感器的生产过程进行详略有序的阐述。声表面波技术起源于十九世纪八十年代，于二十世纪六十年代开始高速发展的一项高新技术。其产品的主要应用领域是电子行业，包括汽车电力、电路系统，家用电器，乃至航天器、导弹等也有应用。撰写本文的目的是从制造方面解析此类元件，以探讨此高新科技的诞生对于人类社会的重要作用。
一、清洗工艺
（一）圆片介绍
圆片最常用的是 石英片SiO2半透明硬质圆片，质脆。还有钽酸锂LiTaO3、铌酸锂LiLbO3
（二）清洗目的
清洗的目的主要是去除油膜，蜡膜，胶层，残渣碎屑和人手上分泌的油脂。
（三）清洗步骤的注意事项及目的
1.水超声清洗：当杂质颗粒小于5微米时，用超声清洗配合清洗液才能去除。超声波频率一般在30KHz左右，温度40-60摄氏度，除去超微颗粒物。
2.95%浓硫酸浸泡5h。吸取水分。
3.丙酮-乙醇擦片，此时为了防止留下纤维丝，采用长纤维棉擦片，正反面、边角。擦片前和擦片后都需要用去离子纯水冲洗5min。去油污、蜡膜、油脂等有机污染物。
4.纯水超声9-10min，纯水冲洗一次。最终清洗。
5.放入甩干机，90摄氏度下，充干燥氮气甩干，120sec。干燥并且防止留下水迹。
（四）检验
在配有放大镜的强光灯下观察圆片表面，无划伤，无污点，即合格品。此检验为全检。
图1-1圆片
如图1-1，圆片并非整圆，有一道直边，方便使用片夹拿取。圆片尺寸：半径35mm厚度0.5mm。
二、真空镀膜工艺
（一）蒸发（电子束镀膜）
蒸发时，真空室的真空度应大于0.0013Pa。蒸发源与挡盖的距离应保持在分子平均自由行程的十分之一以下。这样可以及时控制蒸发，防止铝层积压过度。
使用e型电子枪蒸发装置（如图2-1），调节磁场，将电子束打到铝源上，将电子的动能转变为内能，使铝熔化并蒸发，四散的部分电子被接地极吸收，避免对基片表面的损伤。
质量控制：一工序清洗干净；使用的铝源纯度应为99.9%及以上；镀膜时，真空室保持为高真空状态。
膜面的质量保证：铝膜应光亮如镜，不能氧化发灰或呈白雾色。若出现质量问题，一般为铝膜氧化，原因为真空度偏低或者扩散泵返油（泄漏）；蒸发源（铝块）表面的氧化层未完全除去就打开挡板进行操作；蒸发速率偏低。
镀膜时的基片温度应该控制在150摄氏度左右。
意见及建议：手工拿放片需要用到Z型片夹，一般会造成所夹持部位的镀膜划伤，由于此伤害无法避免，所以工艺过程卡上要求后道工序放弃所有圆片周边的芯片，造成浪费。如果在此工序上，使用自动化设备，利用真空吸笔从圆片底部吸取圆片，则能节约将近百分之二十的芯片浪费。
图2-1电子枪
（二）溅射
溅射又称二极直流溅射。用高能粒子冲击固体靶（通常是铝锭）表面，铝表面的原子受到高能冲击后，获得额外的能量，脱离原子间引力，飞出靶身，沉积在目标物表面形成金属薄膜。由于脱离时金属粒子具有高能，所以沉积产生的膜与目标物的粘附性比较好。
三、光刻工艺
（一）光刻概要
光刻利用照相复印技术，将光刻板上的图案精确刻印在涂有感光胶的金属薄膜上，利用光刻胶的保护作用，对金属层进行定量性化学腐蚀，然后得到图形。此一系列的工步得到的图形精度为微米级，所以时间控制要相当准确，时间误差一般需要控制在2秒以内。
（二）光刻步骤
1.匀胶：通过多功能自动匀胶台，进行半自动匀胶。首先真空吸盘吸住圆片，先以100-120r/min低速旋转，点胶，等胶初步匀开后，转速提升至1200-1500r/min，持续10秒停止。
2.前烘：使胶层干燥，增加粘附性和耐磨性，溶剂挥发，使胶在曝光时能充分反应。此工步也在多功能自动匀胶台上完成。
3.曝光：对已涂光刻胶的圆片进行选择性曝光，使曝光部分发生光化学反应，改变其在显影液中的溶解度。
4.显影：利用显影液溶解除去应去掉部分的光刻胶，显出图形。
5.坚膜：此工步的目的是，利用充氮甩干机烘干来去除显影结束的圆片上的光刻胶中的残余水分，提高胶层的粘附性和抗蚀性。
6.腐蚀：按照光刻胶层已经显出的图形，完整、清晰准确地刻蚀出金属薄膜图形。
7.去胶：将基片泡在II号有机溶剂内，使聚合物溶解胶层。或者使用发烟硝酸，去除胶层。
（三）光刻注意事项
所有过程按照工艺设计部门所提供的流程单上的工序进行。包括，光刻胶种类选择，分正性光刻胶和负性光刻胶，而且正负光刻胶也细分多种；匀胶时间相同，前烘时间相同；掩膜板型号；曝光强度3级或4级，曝光时长，一般在15sec左右；显影液与水的比例一般为75%，显影浸泡的时间，还有漂洗的手势，如果不正确容易导致需要留下的胶层脱落；腐蚀用液种类；去胶时长。
引 言 1
一、清洗工艺 2
（一）圆片介绍 2
（二）清洗目的 2
（三）清洗步骤的注意事项及目的 2
（四）检验 2
二、真空镀膜工艺 3
（一）蒸发（电子束镀膜） 3
（二）溅射 3
三、光刻工艺 4
（一）光刻概要 4
（二）光刻步骤 4
（三）光刻注意事项 4
四、修频工艺 4
（一）修频简介 5
（二）修频技术 5
五、修波形工艺 5
（一）修波概要 5
（二）吸声原理 5
（三）吸声材料 5
（四）丝网应刷法 5
六、划片工艺 6
（一）划片目的 6
（二）划片方法 6
（三）常用方法砂轮划片 6
（四）常用方法金刚刀划片 7
七、粘片工艺 7
（一）粘片概要 7
（二）粘片材料 7
（三）金属材料 7
（四）粘片要求 7
八、引线键合工艺原理 8
（一）键合的目的 8
（二）键合方法 8
（三）键合用引线材料 8
（四）引线退火 8
（五）超声键合 8
（六）热超声键合 9
九、封装工艺原理 9
（一）封装目的 9
（二）封装熔焊 10
（三）凸缘电阻焊 10
十、产品测试及测试机 11
（一）人工测试 11
r /> （二）机测，测试机 11
总结 15
参考文献 16
致 谢 17
引言
本文主要针对滤波器等微型传感器的生产过程进行详略有序的阐述。声表面波技术起源于十九世纪八十年代，于二十世纪六十年代开始高速发展的一项高新技术。其产品的主要应用领域是电子行业，包括汽车电力、电路系统，家用电器，乃至航天器、导弹等也有应用。撰写本文的目的是从制造方面解析此类元件，以探讨此高新科技的诞生对于人类社会的重要作用。
一、清洗工艺
（一）圆片介绍
圆片最常用的是 石英片SiO2半透明硬质圆片，质脆。还有钽酸锂LiTaO3、铌酸锂LiLbO3
（二）清洗目的
清洗的目的主要是去除油膜，蜡膜，胶层，残渣碎屑和人手上分泌的油脂。
（三）清洗步骤的注意事项及目的
1.水超声清洗：当杂质颗粒小于5微米时，用超声清洗配合清洗液才能去除。超声波频率一般在30KHz左右，温度40-60摄氏度，除去超微颗粒物。
2.95%浓硫酸浸泡5h。吸取水分。
3.丙酮-乙醇擦片，此时为了防止留下纤维丝，采用长纤维棉擦片，正反面、边角。擦片前和擦片后都需要用去离子纯水冲洗5min。去油污、蜡膜、油脂等有机污染物。
4.纯水超声9-10min，纯水冲洗一次。最终清洗。
5.放入甩干机，90摄氏度下，充干燥氮气甩干，120sec。干燥并且防止留下水迹。
（四）检验
在配有放大镜的强光灯下观察圆片表面，无划伤，无污点，即合格品。此检验为全检。
图1-1圆片
如图1-1，圆片并非整圆，有一道直边，方便使用片夹拿取。圆片尺寸：半径35mm厚度0.5mm。
二、真空镀膜工艺
（一）蒸发（电子束镀膜）
蒸发时，真空室的真空度应大于0.0013Pa。蒸发源与挡盖的距离应保持在分子平均自由行程的十分之一以下。这样可以及时控制蒸发，防止铝层积压过度。
使用e型电子枪蒸发装置（如图2-1），调节磁场，将电子束打到铝源上，将电子的动能转变为内能，使铝熔化并蒸发，四散的部分电子被接地极吸收，避免对基片表面的损伤。
质量控制：一工序清洗干净；使用的铝源纯度应为99.9%及以上；镀膜时，真空室保持为高真空状态。
膜面的质量保证：铝膜应光亮如镜，不能氧化发灰或呈白雾色。若出现质量问题，一般为铝膜氧化，原因为真空度偏低或者扩散泵返油（泄漏）；蒸发源（铝块）表面的氧化层未完全除去就打开挡板进行操作；蒸发速率偏低。
镀膜时的基片温度应该控制在150摄氏度左右。
意见及建议：手工拿放片需要用到Z型片夹，一般会造成所夹持部位的镀膜划伤，由于此伤害无法避免，所以工艺过程卡上要求后道工序放弃所有圆片周边的芯片，造成浪费。如果在此工序上，使用自动化设备，利用真空吸笔从圆片底部吸取圆片，则能节约将近百分之二十的芯片浪费。
图2-1电子枪
（二）溅射
溅射又称二极直流溅射。用高能粒子冲击固体靶（通常是铝锭）表面，铝表面的原子受到高能冲击后，获得额外的能量，脱离原子间引力，飞出靶身，沉积在目标物表面形成金属薄膜。由于脱离时金属粒子具有高能，所以沉积产生的膜与目标物的粘附性比较好。
三、光刻工艺
（一）光刻概要
光刻利用照相复印技术，将光刻板上的图案精确刻印在涂有感光胶的金属薄膜上，利用光刻胶的保护作用，对金属层进行定量性化学腐蚀，然后得到图形。此一系列的工步得到的图形精度为微米级，所以时间控制要相当准确，时间误差一般需要控制在2秒以内。
（二）光刻步骤
1.匀胶：通过多功能自动匀胶台，进行半自动匀胶。首先真空吸盘吸住圆片，先以100-120r/min低速旋转，点胶，等胶初步匀开后，转速提升至1200-1500r/min，持续10秒停止。
2.前烘：使胶层干燥，增加粘附性和耐磨性，溶剂挥发，使胶在曝光时能充分反应。此工步也在多功能自动匀胶台上完成。
3.曝光：对已涂光刻胶的圆片进行选择性曝光，使曝光部分发生光化学反应，改变其在显影液中的溶解度。
4.显影：利用显影液溶解除去应去掉部分的光刻胶，显出图形。
5.坚膜：此工步的目的是，利用充氮甩干机烘干来去除显影结束的圆片上的光刻胶中的残余水分，提高胶层的粘附性和抗蚀性。
6.腐蚀：按照光刻胶层已经显出的图形，完整、清晰准确地刻蚀出金属薄膜图形。
7.去胶：将基片泡在II号有机溶剂内，使聚合物溶解胶层。或者使用发烟硝酸，去除胶层。
（三）光刻注意事项
所有过程按照工艺设计部门所提供的流程单上的工序进行。包括，光刻胶种类选择，分正性光刻胶和负性光刻胶，而且正负光刻胶也细分多种；匀胶时间相同，前烘时间相同；掩膜板型号；曝光强度3级或4级，曝光时长，一般在15sec左右；显影液与水的比例一般为75%，显影浸泡的时间，还有漂洗的手势，如果不正确容易导致需要留下的胶层脱落；腐蚀用液种类；去胶时长。
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