СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КВАРЦЕВЫХ КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ С ИНВЕРТИРОВАННОЙ МЕЗАСТРУКТУРОЙ Российский патент 2006 года по МПК H03H3/04 

Описание патента на изобретение RU2287218C2

Изобретение относиться к пьезотехнике и может быть использовано для изготовления изделий акустоэлектроники, высокочастотных кварцевых резонаторов и монолитных кварцевых фильтров.

В литературе описываются способы изготовления кварцевых кристаллических элементов, включающие многоэтапную механическую обработку кварцевых пластин, обладающие высокой трудоемкостью и малым процентом выхода годных сверхтонких кварцевых пластин высокочастотного диапазона.

В работе [1] реализуется многоступенчатый процесс механической обработки с последовательным уменьшением размера зерна абразива и последующий длительный процесс оптической полировки, а также этапы предварительного и окончательного кругления кварцевых кристаллических элементов.

Недостатком данного способа является то, что продолжительный и трудоемкий процесс механической обработки кварцевых кристаллических элементов занимает большую часть времени изготовления кварцевых резонаторов и монолитных фильтров, а также кварцевые резонаторы, изготовленные по данному способу, не отвечают современным требованиям по динамическим параметрам (динамическому сопротивлению).

Наиболее близким к заявленному способу изготовления кварцевых кристаллических элементов является технологический процесс изготовления тонких кварцевых пластин, описанный в [2], который включает следующие основные этапы технологических операций: односторонняя обработка поверхности с использованием оптического контакта, вывод клиновидности путем перемещения эксцентричной нагрузки и использование пневматического микрометра, измерение механических параметров пластин методом интерференционных полос одинаковой ширины при отражении, определение царапин и раковин.

Недостатком данного технического решения является то, что присутствует высокотрудоемкий технологический процесс механической обработки, а также невозможность изготавливать кварцевые кристаллические элементы сверхтонкой толщины ˜0,025 мкм (65 МГц по основному обертону) для современных кварцевых резонаторов и монолитных фильтров.

Задачей заявленного технического решения является повышение технологичности изготовления кварцевого кристаллического элемента с инвертированной мезаструктурой, уменьшение разброса по толщине в рабочей области (за счет группового селективного травления инвертированной мезаструктуры на большой заготовке), а также повышение процента выхода годных и сокращение количества операций механической обработки.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в заявленном способе изготовления кварцевого кристаллического элемента с инвертированной мезаструктурой, включающем операции механической обработки кварцевых пластин, нанесения защитного покрытия, глубокого химического травления, после механической обработки кварцевых пластин выполняют операции химической полировки в низкоскоростном травящем растворе на основе фтористороводородной кислоты и механической полировки, после напыления защитного покрытия производиться щелочное травление кварцевого кристаллического элемента в форме инвертированной мезаструктуры, затем повторяют операцию напыления защитного покрытия для защиты рабочей области инвертированной мезаструктуры от воздействия скоростного травящего раствора при делении заготовки на кристаллические элементы с инвертированной мезаструктурой, окончательную доводку по частоте кварцевых кристаллических элементов производят при помощи глубокого химического травления в плавиковой кислоте для уменьшения разброса по толщине рабочей области инвертированной мезаструктуры.

На фиг.1 показана топология маски для формирования защитного покрытия группового селективного травления инвертированной мезаструктуры.

На фиг.2 показана топология маски для формирования защитного покрытия, используемого для защиты рабочей области инвертированной мезаструктуры от травящего раствора в процессе деления кварцевой заготовки на кристаллические элементы с инвертированной мезаструктурой.

Сущность заявленного технического решения заключается в том, что при использовании групповой технологии селективного травления кварцевых кристаллических элементов повышается технологичность, процент выхода годных кристаллических элементов с инвертированной мезаструктурой за счет снижения операций механической обработки и повышается коэффициент использования кварцевого сырья.

По заявленному способу были изготовлены опытные образцы кварцевых кристаллических элементов из AT-среза (yxl/+35) с геометрическими размерами первоначальной заготовки 15×15×0.2 мм, после проведения последовательности операций селективного травления были получены кварцевые кристаллические элементы с инвертированной мезаструктурой с геометрическими размерами 4.5×4.5×0.08 мм в количестве 9 штук с заготовки, при этом диаметр рабочей области составил 3.0 мм и толщина рабочей области инвертированной мезаструктуры составила 0.025 мм. На основе данных кристаллических элементов были изготовлены высокочастотные фильтровые кварцевые резонаторы на частоту 65 МГц с динамическими параметрами не хуже, чем у обычных.

Источники информации

1. Л.И.Глюкман. "Пьезоэлектрические кварцевые резонаторы". - Л.: Энергия - 1969 г. - 260 с., с ил.

2. А.Г.Смагин. "Пьезоэлектрические кварцевые резонаторы и их применено". - М.: Издательство комитета стандартов, мер и измерительных приборов при совете министров СССР-1967 г. - 261 с., с ил.

Похожие патенты RU2287218C2

название год авторы номер документа
Способ получения рельефа в диэлектрической подложке 2018
  • Пауткин Валерий Евгеньевич
  • Абдуллин Фархад Анвярович
  • Петрин Владимир Алексеевич
  • Мишанин Александр Евгеньевич
RU2687299C1
Способ изготовления тонких кристаллических пластин и тонких кристаллических элементов 2019
  • Бойчук Максим Иванович
  • Власов Кирилл Валерьевич
  • Черпухина Галина Николаевна
  • Демин Сергей Александрович
  • Южалкин Александр Сергеевич
  • Глазунова Юлия Александровна
RU2712426C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КВАРЦЕВЫХ РЕЗОНАТОРОВ БТ-СРЕЗА 1999
  • Алексеев П.Д.
  • Кибирев С.Н.
  • Ресненко О.А.
  • Сивков Б.В.
  • Ярош А.М.
RU2169986C2
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КВАРЦЕВЫХ КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ АТ-СРЕЗА 1995
  • Кибирев С.Н.
  • Ярош А.М.
RU2117382C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КВАРЦЕВЫХ КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ 1989
  • Кибирев С.Н.
  • Филимендикова Т.С.
  • Ярош А.М.
RU1739826C
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КВАРЦЕВЫХ КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ Z-СРЕЗА 2012
  • Нетесин Николай Николаевич
  • Короткова Галина Петровна
  • Корзенев Геннадий Николаевич
  • Поволоцкий Сергей Николаевич
  • Карпова Маргарита Валерьевна
  • Аксенова Ольга Владимировна
  • Королев Олег Валентинович
  • Аладышева Наталья Николаевна
  • Шильников Антон Александрович
RU2475950C1
ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РЕЗОНАТОР 1992
  • Кибирев С.Н.
  • Колесников В.Н.
  • Ярош А.М.
RU2047267C1
ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ ПЬЕЗОЭЛЕМЕНТ 2003
  • Мацак А.Н.
  • Грузиненко В.Б.
RU2234186C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЬЕЗОЭЛЕМЕНТОВ ДЛЯ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ РЕЗОНАТОРОВ 2010
  • Ермоленко Сергей Владимирович
  • Лысенко Константин Сергеевич
  • Прохоренко Оксана Владимировна
  • Ярош Анатолий Михайлович
RU2458458C2
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КВАРЦЕВЫХ КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ 2004
  • Гарманов Евгений Анатольевич
  • Алексеева Наталья Ильинична
  • Гошля Роман Юрьевич
  • Парыгин Василий Антонович
RU2292640C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 287 218 C2

Реферат патента 2006 года СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КВАРЦЕВЫХ КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ С ИНВЕРТИРОВАННОЙ МЕЗАСТРУКТУРОЙ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для изготовления изделий акустоэлектроники, высокочастотных кварцевых резонаторов и монолитных кварцевых фильтров. Техническим результатом изобретения является повышение технологичности изготовления кварцевого кристаллического элемента с инвертированной мезаструктурой, уменьшение разброса по толщине в рабочей области. Способ включает операции механической обработки кварцевых пластин, нанесения защитного покрытия, глубокое химическое травление, при этом после механической обработки кварцевых пластин выполняют операции химической полировки в низкоскоростном травящем растворе на основе фтористороводородной кислоты и механической полировки, а после напыления защитного покрытия производится щелочное травление кварцевого кристаллического элемента в форме инвертированной мезаструктуры, затем повторяют операцию напыления защитного покрытия для защиты рабочей области инвертированной мезаструктуры от воздействия скоростного травящего раствора при делении заготовки на кристаллические элементы с инвертированной мезаструктурой, окончательную доводку по частоте кварцевых кристаллических элементов производят при помощи глубокого химического травления в плавиковой кислоте. 2 ил.

Формула изобретения RU 2 287 218 C2

Способ изготовления кварцевого кристаллического элемента с инвертированной мезаструктурой для высокочастотного кварцевого резонатора, включающий операции механической обработки кварцевых пластин, нанесения защитного покрытия, глубокого химического травления, отличающийся тем, что после механической обработки кварцевых пластин выполняют операции химической полировки в низкоскоростном травящем растворе на основе фтористороводородной кислоты и механической полировки, после напыления защитного покрытия производиться щелочное травление кварцевого кристаллического элемента в форме инвертированной мезаструктуры, затем повторяют операцию напыления защитного покрытия для защиты рабочей области инвертированной мезаструктуры от воздействия скоростного травящего раствора при делении заготовки на кристаллические элементы с инвертированной мезаструктурой, окончательную доводку по частоте кварцевых кристаллических элементов производят при помощи глубокого химического травления в плавиковой кислоте.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2006 года RU2287218C2

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ 1998
  • Кибирев С.Н.
  • Дурманов Н.В.
RU2150172C1
ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ ПЬЕЗОЭЛЕМЕНТ 2003
  • Мацак А.Н.
  • Грузиненко В.Б.
RU2234186C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ С ЛИНЗООБРАЗНЫМИ ПРОФИЛЯМИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 1999
  • Кибирев С.Н.
  • Ярош А.М.
  • Ресненко О.А.
  • Биркен Б.А.
  • Савуков Л.Ф.
RU2169985C2
Способ изготовления кварцевых резонаторов 1974
  • Дюжиков Валерий Иванович
  • Любимов Лев Алексеевич
  • Васин Николай Григорьевич
  • Чурсин Александр Ильич
  • Литинская Нина Михайловна
SU587601A1
US 2004164648 А, 26.08.2004
Взрывной способ образования экранирующей щели 1980
  • Ишукин Леонид Васильевич
  • Медведев Валерий Алексеевич
  • Антоненко Валерий Александрович
  • Коган Валерий Львович
  • Погребняк Олег Степанович
SU907246A1

RU 2 287 218 C2

Авторы

Гошля Роман Юрьевич

Лифляндский Юрий Эдуардович

Даты

2006-11-10Публикация

2005-02-09Подача