声表面波芯片晶圆级封装技术

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作者 王君 孟腾飞 +2 位作者 周培根 于海洋 曹玉 《应用声学》 北大核心 2025年第1期75-79,共5页

为解决声表面波滤波器无法实现系统级封装和高密度系统集成的问题,制作出可保护图形且封装尺寸小的滤波器,该文研究声表面波芯片的晶圆级先进封装技术。针对声表面波滤波器本身特性,提出技术方案并通过实验验证方案的可行性,并制作出晶... 为解决声表面波滤波器无法实现系统级封装和高密度系统集成的问题,制作出可保护图形且封装尺寸小的滤波器,该文研究声表面波芯片的晶圆级先进封装技术。针对声表面波滤波器本身特性,提出技术方案并通过实验验证方案的可行性,并制作出晶圆级封装的声表面波芯片样品,利用有机聚合物键合实现了晶圆级封装,通过测试键合强度、对比封装前后芯片性能等验证该样品的可靠性,测试结果显示键合强度满足要求且封装前后性能基本一致,达到预期结果。为提高器件可靠性,对该方案进行改进,利用金属共晶键合方式实现气密性封装,并制作出满足气密性要求的晶圆级封装的声表面波器件样品。 展开更多

关键词 声表面波芯片 晶圆级封装 聚合物键合

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一种小型化高性能薄膜体声波双工器设计方法

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作者 张智欣 陈长娥 +5 位作者 韩茜茜 史向龙 魏家贵 苏波 范佰杰 林树超 《压电与声光》 CAS 北大核心 2024年第5期655-659,共5页

针对射频前端对双工器小型化的使用需求,采用拓扑结构设计、匹配设计、版图设计和封装设计等设计方法,研制出一款小型化高性能薄膜体声波(FBAR)双工器,其接收端频率为1805~1880 MHz,发射端频率为1710~1785 MHz,通带内整体插入损耗≤3.0 ... 针对射频前端对双工器小型化的使用需求,采用拓扑结构设计、匹配设计、版图设计和封装设计等设计方法,研制出一款小型化高性能薄膜体声波(FBAR)双工器,其接收端频率为1805~1880 MHz,发射端频率为1710~1785 MHz,通带内整体插入损耗≤3.0 dB,通道频段的相互抑制≥50 dB,隔离度≥50 dB,尺寸为2.0 mm×1.6 mm×0.9 mm。该双工器具有小体积、低插损、高阻带、高隔离等特性,符合应用系统对双工器的使用需求。 展开更多

关键词 高性能薄膜体声波(FBAR) 双工器 小型化 高隔离 低插损

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采用PSG牺牲层的空腔结构平坦化工艺

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作者 冯志博 刘启迪 +4 位作者 倪烨 董晟园 张智欣 于海洋 孟腾飞 《微纳电子技术》 CAS 2024年第5期141-148,共8页

对基于微机电系统(MEMS)采用磷硅玻璃(PSG)牺牲层的空腔结构平坦化工艺进行了研究。探讨了抛光液体积流量、抛光压力、抛光液种类对牺牲层抛光速率、均匀性和硅槽台阶高度的影响,并对膜层表面质量进行分析和表征。结果表明:二氧化硅类... 对基于微机电系统(MEMS)采用磷硅玻璃(PSG)牺牲层的空腔结构平坦化工艺进行了研究。探讨了抛光液体积流量、抛光压力、抛光液种类对牺牲层抛光速率、均匀性和硅槽台阶高度的影响,并对膜层表面质量进行分析和表征。结果表明:二氧化硅类抛光液体积流量控制在120 mL/min,此时抛光速率最高且有利于节约成本;优化了抛光压力工艺参数,当晶圆背压和保持环压力之比为0.76,即当晶圆背压为320 g/cm^(3),保持环压力为420 g/cm^(3)时,可有效地改善牺牲层薄膜的均匀性;引入二氧化铈类抛光液,采用两步抛光工艺,即粗抛时采用二氧化硅类抛光液,精抛时采用二氧化铈类抛光液,可以得到较为理想的台阶高度差;最后将化学机械抛光(CMP)后牺牲层表面形貌进行表征,得到较为优异的牺牲层薄膜质量。 展开更多

关键词 微机电系统(MEMS) 空腔结构 牺牲层 平坦化 台阶高度差 表面粗糙度

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基于架桥套刻改进声表面波芯片探测工艺研究

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作者 王君 孟腾飞 +4 位作者 于海洋 王永安 倪烨 袁燕 张倩 《应用声学》 CSCD 北大核心 2024年第6期1297-1301,共5页

为避免芯片尺寸封装工艺中金属凸点过多,实现声表面波芯片的片上测试,提高良品率,该文研究利用架桥套刻的工艺制备声表面波芯片。在叉指图层上制备绝缘桥墩,在绝缘桥墩上制备连通内部电极和外部电极的导电桥,通过绝缘桥墩将导电桥与汇... 为避免芯片尺寸封装工艺中金属凸点过多,实现声表面波芯片的片上测试,提高良品率,该文研究利用架桥套刻的工艺制备声表面波芯片。在叉指图层上制备绝缘桥墩,在绝缘桥墩上制备连通内部电极和外部电极的导电桥,通过绝缘桥墩将导电桥与汇流条隔开,实现内部电极的引出。通过实验验证方案的可行性,利用传统光刻技术在衬底上制备叉指图层,利用套刻对准技术制备覆盖在汇流条上的聚酰胺酸绝缘桥墩,并在绝缘桥墩上制备连接内部电极和外部电极的导电桥,得到SAW芯片。通过探针点测直接片上测试芯片性能,测试结果达到预期要求。 展开更多

关键词 声表面波芯片 绝缘桥墩 架桥套刻 芯片尺寸封装

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薄膜体声波滤波器的离子束刻蚀修频工艺

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作者 时鹏程 张智欣 +3 位作者 张倩 冯志博 倪烨 于海洋 《微纳电子技术》 CAS 2024年第1期168-174,共7页

薄膜体声波滤波器因设计模型与器件性能存在匹配度问题及制造过程中各工序的累计误差导致频率一致性差,严重影响了产品良率,因此实现晶圆级别的频率修整十分必要。介绍了离子束刻蚀工艺的原理、技术特点与优势,研究了刻蚀电压、刻蚀电... 薄膜体声波滤波器因设计模型与器件性能存在匹配度问题及制造过程中各工序的累计误差导致频率一致性差,严重影响了产品良率,因此实现晶圆级别的频率修整十分必要。介绍了离子束刻蚀工艺的原理、技术特点与优势,研究了刻蚀电压、刻蚀电流、刻蚀距离、Ar气体体积流量及单次刻蚀量对刻蚀效果的影响,表征了离子束刻蚀工艺对AlN钝化层厚度均一性、刻蚀精度及粗糙度的影响。探究了离子束刻蚀工艺在薄膜体声波滤波器频率修整上的应用,表征了离子束刻蚀工艺对钝化层的表面形貌及晶圆应力的影响。研究结果表明,刻蚀电压为1500 V、刻蚀电流为18 mA、刻蚀气体体积流量为4 cm^(3)/min、刻蚀距离为80 mm时,刻蚀精度高,具有一定借鉴意义;通过3轮电性能测试分析和离子束刻蚀工艺,频率标准差仅为1.23 MHz,大幅提升了薄膜体声波滤波器的频率一致性。 展开更多

关键词 薄膜体声波滤波器 离子束刻蚀 频率修整 刻蚀速率 膜厚修整

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离子束刻蚀技术在SAW滤波器频率修整上的应用

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作者 时鹏程 吴兵 +4 位作者 袁燕 于海洋 林树超 孟腾飞 周培根 《微纳电子技术》 CAS 2024年第3期169-175,共7页

随着声表面波(SAW)滤波器的应用向高频、窄带方向延伸,在制造过程中准确地控制其中心频率及一致性变得越来越困难,需要对SAW滤波器的频率进行微调。重点介绍了一种在SAW滤波器上可实现目标频率修整的离子束刻蚀修频工艺,通过实验发现刻... 随着声表面波(SAW)滤波器的应用向高频、窄带方向延伸,在制造过程中准确地控制其中心频率及一致性变得越来越困难,需要对SAW滤波器的频率进行微调。重点介绍了一种在SAW滤波器上可实现目标频率修整的离子束刻蚀修频工艺,通过实验发现刻蚀厚度不同对滤波器表面的影响程度不同,一次离子束刻蚀厚度为50 nm时,铝膜表面出现微结构变化。分析了对晶圆、器件进行离子刻蚀工艺引起热损伤的机理,表征了不同刻蚀厚度对SAW滤波器粘接芯片的剪切力和硅铝丝键合力的影响。根据实验现象及结果提出了分梯度多次刻蚀的优化方案,给出了不同刻蚀厚度的刻蚀精度,对实验结果进行拟合,得到中心频率与刻蚀厚度的关系方程,从频率、插入损耗和通带方面分析了离子束刻蚀工艺对SAW滤波器电学性能的影响。经离子束刻蚀修频后,滤波器中心频率提高2 MHz,中心频率标准差由0.4 MHz减少为0.15 MHz,中心频率的均一性由0.29%改善至0.11%,频率一致性变好。 展开更多

关键词 声表面波(SAW)滤波器 离子束刻蚀 频率修整 刻蚀速率 微观结构

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膨胀波火炮喷口打开时间影响因素研究 被引量：3

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作者 郭张霞 范光明 +2 位作者 刘国志 田家林 张登谦 《中北大学学报（自然科学版）》 CAS 2019年第2期107-111,125,共6页

膨胀波火炮后喷装置喷口打开时间是膨胀波火炮减小后坐和降低身管热量的关键,本文对惯性炮闩式膨胀波火炮后喷装置喷口打开时间的影响因素进行研究,利用建立的膨胀波火炮内弹道模型,分析计算膨胀波火炮惯性炮闩的质量、惯性炮闩的启动... 膨胀波火炮后喷装置喷口打开时间是膨胀波火炮减小后坐和降低身管热量的关键,本文对惯性炮闩式膨胀波火炮后喷装置喷口打开时间的影响因素进行研究,利用建立的膨胀波火炮内弹道模型,分析计算膨胀波火炮惯性炮闩的质量、惯性炮闩的启动压力和惯性炮闩的最大行程长对膨胀波火炮后喷装置喷口打开时间的影响.计算结果表明:惯性炮闩的质量对膨胀波火炮后喷装置喷口打开时间影响很大;惯性炮闩的最大行程长与膨胀波火炮后喷装置喷口打开时间成正比;惯性炮闩的启动压力对膨胀波火炮后喷装置喷口打开时间的影响极小.该结果可以为膨胀波火炮后喷装置喷口打开时间的控制提供一定的理论依据. 展开更多

关键词 膨胀波火炮 内弹道 打开时间

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惯性炮闩对膨胀波火炮膛压影响分析 被引量：2

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作者 范光明 郭张霞 +2 位作者 田家林 王振嵘 罗鹏 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2018年第4期16-19,25,共5页

为分析惯性炮闩对惯性炮闩式膨胀波火炮膛压的影响,建立了膨胀波火炮的内弹道模型。计算分析了惯性炮闩的质量、惯性炮闩的启动压力和惯性炮闩的最大行程长对膨胀波火炮的膛压影响。计算结果表明惯性炮闩的质量对膨胀波火炮的膛压影响较... 为分析惯性炮闩对惯性炮闩式膨胀波火炮膛压的影响,建立了膨胀波火炮的内弹道模型。计算分析了惯性炮闩的质量、惯性炮闩的启动压力和惯性炮闩的最大行程长对膨胀波火炮的膛压影响。计算结果表明惯性炮闩的质量对膨胀波火炮的膛压影响较大,惯性炮闩的启动压力对膨胀波火炮膛压影响较小,惯性炮闩的最大行程长对膨胀波火炮的最大膛压影响很小。该结果能够为膨胀波火炮惯性炮闩的设计与优化提供一定的理论依据。 展开更多

关键词 膨胀波火炮 惯性炮闩 内弹道 膛压 影响因素

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LiTaO_(3)/石英HAL声表谐振器基于膜厚的优化研究

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作者 吴冉冉 史向龙 +4 位作者 董加和 陈彦光 王晓彧 吴浩东 张晓东 《压电与声光》 CAS 北大核心 2021年第6期736-738,742,共4页

异质声层状结构(HAL)声表面波(SAW)谐振器的品质因数(Q)和阻抗比通过优化金属电极厚度得到了进一步提高。该文采用基于格林函数/有限元(FEM)/边界元(BEM)算法的多层结构SAW器件仿真软件建立了20°YX LT/40°Y90°X石英为基... 异质声层状结构(HAL)声表面波(SAW)谐振器的品质因数(Q)和阻抗比通过优化金属电极厚度得到了进一步提高。该文采用基于格林函数/有限元(FEM)/边界元(BEM)算法的多层结构SAW器件仿真软件建立了20°YX LT/40°Y90°X石英为基底,Cu作为金属电极的单端口HAL SAW谐振器模型。首先计算了位移场分布,分析了HAL中传播的声波模式。随后计算了LiTaO_(3)(LT)厚度h_(LT)=0.1λ~0.2λ(λ为波长),Cu电极厚度h_(Cu)=0.04λ~0.1λ下器件的伯德(Bode)-Q、机电耦合系数K^(2)和阻抗比,研究了不同LT厚度下谐振器的Bode-Q、K^(2)和阻抗比随电极厚度的变化。结果表明,当h_(LT)=0.1λ~0.2λ时,最佳Cu电极厚度均为0.05λ,理想LT厚度下Bode-Q和阻抗比分别高达3000和98 dB。 展开更多

关键词 异质声层状结构(HAL) 声表面波(SAW) 品质因数(Q) 高阻抗比 机电耦合系数

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一种宽带声表面波滤波器的设计 被引量：1

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作者 陈晓阳 王永安 +1 位作者 袁燕 曹玉 《压电与声光》 CAS 北大核心 2022年第2期238-241,共4页

基于大机电耦合系数LiNbO_(3)材料,该文设计了一种激发Love波模式的宽带低损耗声表面波滤波器。研究了不同切向下LiNbO_(3)材料的机电耦合系数,以及不同切向、膜厚下15°YX-LiNbO_(3)的瑞利波激发情况。测试结果表明,采用铜电极对... 基于大机电耦合系数LiNbO_(3)材料,该文设计了一种激发Love波模式的宽带低损耗声表面波滤波器。研究了不同切向下LiNbO_(3)材料的机电耦合系数,以及不同切向、膜厚下15°YX-LiNbO_(3)的瑞利波激发情况。测试结果表明,采用铜电极对谐振器进行切趾加权抑制横向模式,宽带滤波器可实现较小的插入损耗和较好的通带特性。 展开更多

关键词 LiNbO_(3) LOVE波 宽带 声表面波(SAW) 瑞利波 横向模式

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自适应抽指加权技术

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作者 陈晓阳 王永安 +1 位作者 孟腾飞 曹玉 《压电与声光》 CAS 北大核心 2022年第2期250-252,共3页

在传统的抽指加权技术基础上,该文提出了一种自适应抽指加权技术。通过计算确定抽指加权的起始位置和加权数值,能对切趾换能器进行部分指条的抽指加权。研究结果表明,根据该文提出方法研制的一款声表面波滤波器,其频率为61.60 MHz,-1 d... 在传统的抽指加权技术基础上,该文提出了一种自适应抽指加权技术。通过计算确定抽指加权的起始位置和加权数值,能对切趾换能器进行部分指条的抽指加权。研究结果表明,根据该文提出方法研制的一款声表面波滤波器,其频率为61.60 MHz,-1 dB相对带宽为3.7%,带外抑制大于45 dB,矩形度为1.4,器件的综合性能得到改善。 展开更多

关键词 抽指加权 自适应 切趾 加权位置 加权数值 声表面波滤波器

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混合结构声表面波滤波器的设计

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作者 陈晓阳 王永安 +2 位作者 叶志 高黄杰 曹玉 《压电与声光》 CAS 北大核心 2023年第3期331-334,共4页

为了提高矩形系数,该文针对混合结构的声表面波滤波器的设计展开研究。建立仿真模型,采用纵向耦合结构级联单个谐振器或多个谐振器,并在36°Y-X LiTaO_(3)和41°Y-X LiNbO_(3)压电材料上研制出两种声表面波滤波器。测试结果表明... 为了提高矩形系数,该文针对混合结构的声表面波滤波器的设计展开研究。建立仿真模型,采用纵向耦合结构级联单个谐振器或多个谐振器,并在36°Y-X LiTaO_(3)和41°Y-X LiNbO_(3)压电材料上研制出两种声表面波滤波器。测试结果表明,滤波器的矩形系数分别为1.7和2,测试与仿真结果基本吻合。 展开更多

关键词 矩形系数 混合结构 声表面波 纵向耦合 谐振器

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用于温度补偿型声表面波滤波器温补层的化学机械抛光工艺

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作者 冯志博 李湃 +3 位作者 袁燕 史向龙 于海洋 孟腾飞 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2023年第2期320-326,共7页

在制备温度补偿型声表面波(TC-SAW)滤波器温补层工艺过程中,温补层薄膜的厚度控制、膜层质量控制和膜厚不均匀性(NU)控制十分重要。对TC-SAW滤波器晶圆的温补层的化学机械抛光(CMP)工艺进行了研究,探讨了不同晶圆背压和保持环压力的比... 在制备温度补偿型声表面波(TC-SAW)滤波器温补层工艺过程中,温补层薄膜的厚度控制、膜层质量控制和膜厚不均匀性(NU)控制十分重要。对TC-SAW滤波器晶圆的温补层的化学机械抛光(CMP)工艺进行了研究,探讨了不同晶圆背压和保持环压力的比值、抛光头转速和抛光盘转速的比值等对温补层的影响,进一步优化工艺参数,并研究了CMP对温补层表面粗糙度的影响。结果表明:采用优化后的工艺参数,即晶圆背压与保持环压力比值约为1.46(晶圆背压为350 g/cm^(3),保持环压力为240 g/cm^(3))、抛光头转速为93 r/min、抛光盘转速为87 r/min时,可以获得厚度稳定、表面均匀性良好、粗糙度为0.4 nm的膜层。最后将TC-SAW滤波器晶圆温补层进行化学机械抛光,得到膜厚为605.4 nm,总厚度偏差(TTV)为62.06 nm,NU为2.54%的温补层表面,最终得到滤波器的温漂系数为-1.478×10^(-5)/℃,可以满足设计要求,提高了滤波器的合格率。 展开更多

关键词 化学机械抛光(CMP) 声表面波滤波器 温补层 膜厚不均匀性 温漂系数

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声表面波器件光刻的衍射效应研究

14

作者 孟腾飞 陈晓阳 +3 位作者 段英丽 于海洋 周培根 王永安 《压电与声光》 CAS 北大核心 2022年第2期246-249,共4页

声表面波(SAW)器件光刻过程中,制作的光刻胶线条宽度与掩模版不一致,特别是不同宽度的非均匀线条光刻后线宽变化值存在偏差。该文研究了接近式曝光衍射效应对线宽的影响,分析了掩模版上线条和缝隙宽度、衍射光强、掩模版与光刻胶间距等... 声表面波(SAW)器件光刻过程中,制作的光刻胶线条宽度与掩模版不一致,特别是不同宽度的非均匀线条光刻后线宽变化值存在偏差。该文研究了接近式曝光衍射效应对线宽的影响,分析了掩模版上线条和缝隙宽度、衍射光强、掩模版与光刻胶间距等参数间的关系。结果表明,通过建立光学模型给出了计算曝光后不同线条宽度变化值的方法,采用程序编程可对掩模版数据中不同尺寸的线条和缝隙宽度进行补偿,实现SAW器件非均匀线条宽度的精确控制。 展开更多

关键词 声表面波(SAW)器件 光刻 衍射效应 线宽

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