CN102694518A

CN102694518A - 一种声表面波元件的制备方法

Info

Publication number: CN102694518A
Application number: CN2012101847162A
Authority: CN
Inventors: 林波
Original assignee: TAIZHOU OUWEN ELECTRONIC TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: TAIZHOU OUWEN ELECTRONIC TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2012-05-24
Filing date: 2012-05-24
Publication date: 2012-09-26

Abstract

本发明提供了一种声表面波元件的制备方法，属于声表面波技术领域。它解决了现有的声表面波制备方法良率不高的问题。本发明声表面波元件的制备方法，其包括步骤：S1：真空磁控溅射镀膜；真空磁控溅射镀膜时，真空度控制在1.2X10^-7至2x10^-7乇，加热温度最高为400℃，溅射速度为1.2um/min；S2：均匀涂感光胶；S3：光刻。本发明通过采用特殊工艺制备声表面元件，通过控制生产精度和生产环境使得声表面波元件的良品率在大规模生产时能达到95％以上，节约材料且便于大规模化推广和应用。

Description

一种声表面波元件的制备方法

技术领域

本发明涉及声表面波技术领域，尤其涉及一种声表面波元件的制备方法。

背景技术

声表面波元件是利用声表面波对电信号进行模拟处理的器件。声表面波器件主要由具有压电特性的基底材料和在该材料的抛光面上制作的由金属薄膜组成的换能器组成。如果在换能器两端加入高频电信号，则压电基底材料表面会产生机械振动并同时激发出与外加电信号频率相同的表面声波，这种表面声波沿基底材料表面传播，并被另一个换能器接收后被转换为电信号。

现有的声表面波元件为通过将具有特定拓扑图案的蚀刻于基底材料上而构成，然而由于声表面波元件上的拓扑图案尺寸较小，通常为微米级别，采用常规的蚀刻工艺造成其精度降低且不良率升高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述不足，提出一种制备工艺精度较高、良品率高的声表面波元件的制备方法。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是，提出一种声表面波元件的制备方法，其包括步骤：

S1：真空磁控溅射镀膜；真空磁控溅射镀膜时，真空度控制在1.2X10^-7至2x10^-7乇，加热温度最高为400℃，溅射速度为1.2um/min；

S2：均匀涂感光胶；

S3：光刻。

进一步地，步骤S2中先将滴上感光胶后的基片先低速旋转，使胶在基片表面匀开后再高速旋转，旋转速度为每分钟8千至1万2转。

进一步地，光刻包括曝光、显影和腐蚀步骤；曝光步骤中曝光时间为2-5分钟，曝光级数为7-10级，曝光时真空度为85％-99％；显影时显影液为浓度为2％-5％的碳酸钾溶液，显影温度为28至32℃，显影时间为10至50秒，喷淋压力为0.5至1.5kg/cm²；腐蚀步骤中腐蚀液为高锰酸钾腐蚀液，其组分为350-450毫升的水、17-20克的高锰酸钾以及3-9克的氢氧化钠，腐蚀温度为32-45℃。

进一步地，在显影和腐蚀步骤之间还包括坚膜步骤，坚膜步骤中将显影后的基片放入真空烘烤箱中烘烤，烘烤温度为感光胶玻璃化温度范围下限以下7-12℃，烘烤时间为5-10分钟。

进一步地，还包括修频步骤，在修频步骤中，先将光刻后的基片放置于等离子体刻蚀机真空室内，当真空室内抽真空后，充入反应气体使得真空室的压强升至5-7帕后加射频电压。

进一步地，反应气体由CF₄和氧气混合而成的气体，其中CF₄占80％质量比，氧气占20％质量比；射频功率优选为380至420瓦。

本发明通过采用特殊工艺制备声表面元件，通过控制生产精度和生产环境使得声表面波元件的良品率在大规模生产时能达到95％以上，节约材料且便于大规模化推广和应用。

附图说明

图1为本发明声表面元件制备方法的工艺流程图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

本发明声表面波元件的制备方法流程图如图1所示。本发明声表面波元件的制备方法包括步骤：

S1：真空磁控溅射镀膜。

镀膜是指将金属均匀附着于基片上的步骤。本发明中不采用常规的蒸发真空镀膜的方法，而采用真空磁控溅射镀膜方法，其相比常规蒸发真空镀膜具有成膜速率高、基片温度低、膜的粘附性好、可实现大面积镀膜的优点。

真空磁控溅射镀膜的原理为：氩离子在电场的作用下加速轰击靶材，溅射出大量的靶材原子，呈中性的靶材原子或靶材分子沉积在基片上成膜。靶材的材料根据声表面波元件基片表面上的换能器的材料而选取。

本实施例中，真空磁控溅射镀膜时，真空度控制在1.2X10^-7至2x10^-7乇，加热温度最高为400℃，溅射速度为1.2um/min。使得通过真空磁控溅射镀膜的均匀性高于95％，精确度也高于95％，碎片率低于0.2％。

S2：均匀涂感光胶。

均匀涂感光胶是指将感光胶涂覆于步骤S1镀膜后的基片表面，要求涂覆的胶层粘附良好、洁净、均匀，胶膜厚度符合工艺要求。

本发明将滴上感光胶后的基片先低速旋转，使胶在基片表面匀开后再高速旋转，旋转速度为每分钟8千至1万2转，在离心力及表面张力作用下，胶向四周飞溅，剩余的胶均匀分布于基片表面。涂胶厚度为所需响应电磁波波长的四分之一至三分之一。

感光胶可选用DQN感光胶或PMMA感光胶。其中DQN胶是基体材料N(一般为酸催化酚醛树脂)与感光剂DQ(邻叠氮醌化合物)按照(0.2-1)∶1的比例调制而成的感光胶PMMA感光胶是指由甲基丙烯酸脂及其衍生物制成的感光胶。

S3：光刻。

光刻步骤包括曝光、显影和腐蚀几个分步骤。

曝光是指对已涂覆胶的基片选择曝光，使曝光部分发生化学反应从而改变其在显影液中的溶解度，通过显影以在胶膜上显现出对应的图形。本实施例中曝光时间为2-5分钟，曝光级数为7-10级(采用21级光级尺)，曝光时真空度为85％-99％。

显影时显影液选取浓度为2％-5％的碳酸钾溶液，显影温度为28至32℃，显影时间10至50秒，喷淋压力0.5至1.5kg/cm²。

腐蚀是指将感光胶膜已显现出来的图形，完整、清晰、准确地刻蚀出来。本实施例中采用高锰酸钾腐蚀液，腐蚀液通过如下方法制备：在350-450毫升的水中加入17-20克的高锰酸钾和3-9克的氢氧化钠。腐蚀时的腐蚀温度为32-45℃。

优选地，由于显影液会使感光胶膜发生软化、膨胀，使胶膜与基片的粘附性变差，耐腐蚀性降低，本实施例还在显影与腐蚀步骤之间加入坚膜步骤。坚膜是指在一定温度下烘烤基片以除去胶膜中的显影液和水分，提高其粘附性和抗蚀性。本实施例将显影后的基片放入真空烘箱中烘烤，烘烤温度为感光胶玻璃化温度范围下限以下7-12℃，烘烤时间为5-10分钟。

进一步地，由于经过步骤S1至S3后在基片上形成的换能器的金属图形不一定满足要求，各道工序可能出现偏差，为解决上述问题，本发明还在步骤S3后进行修频步骤。修频是指将金属图形的厚度减薄或加厚以使得换能器所响应的频率满足要求。

本实施例中，修频步骤采用等离子体刻蚀修频。其具体操作方法为：将光刻后的基片放置于等离子体刻蚀机真空室内的平行平板电极上，阴极接射频电源，阳极接地。当真空室内空气抽至真空后，充入反应气体使得真空室的压强升至5-7帕后加射频电压使得反应气体电离产生自由电子和具有化学活性的离子以及离子团，对基片进行刻蚀。本实施例中，反应气体优选为由CF₄和氧气混合而成的气体，其中CF₄占80％质量比，氧气占20％质量比；射频功率优选为380至420瓦。

为保证产品质量和良率，本发明上述各步骤中均优选地需要在严格的无尘环境中操作，其中光刻工艺可在100级净化的无尘环境中操作，其他步骤均需在1000级净化的无尘环境中操作。

通过上述工艺制备得到的声表面波元件，在大规模生产时其良品率均达到95％以上，节约材料且有利于大规模推广和使用。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims

1.一种声表面波元件的制备方法，其特征在于：包括步骤：

S2：均匀涂感光胶；

S3：光刻。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤S2中先将滴上感光胶后的基片先低速旋转，使胶在基片表面匀开后再高速旋转，旋转速度为每分钟8千至1万2转。

3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：光刻包括曝光、显影和腐蚀步骤；曝光步骤中曝光时间为2-5分钟，曝光级数为7-10级，曝光时真空度为85％-99％；显影时显影液为浓度为2％-5％的碳酸钾溶液，显影温度为28至32℃，显影时间为10至50秒，喷淋压力为0.5至1.5kg/cm²；腐蚀步骤中腐蚀液为高锰酸钾腐蚀液，其组分为350-450毫升的水、17-20克的高锰酸钾以及3-9克的氢氧化钠，腐蚀温度为32-45℃。

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于：在显影和腐蚀步骤之间还包括坚膜步骤，坚膜步骤中将显影后的基片放入真空烘烤箱中烘烤，烘烤温度为感光胶玻璃化温度范围下限以下7-12℃，烘烤时间为5-10分钟。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤S3后还包括修频步骤，在修频步骤中，先将光刻后的基片放置于等离子体刻蚀机真空室内，当真空室内抽真空后，充入反应气体使得真空室的压强升至5-7帕后加射频电压。

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于：反应气体由CF₄和氧气混合而成的气体，其中CF₄占80％质量比，氧气占20％质量比；射频功率优选为380至420瓦。