[发明专利]一种金属基薄膜压敏芯片研磨抛光工艺

说明书

本发明公布了一种金属基薄膜压敏芯片研磨抛光工艺，涉及半导体和传感器加工技术领域，包括下料、成型、研磨减薄、填充合金液、单面研磨、单面抛光、清洗、测试变形量和粗糙度、二次清洗、微电子电路加工的加工步骤。本发明的目的是提供一种金属基薄膜压敏芯片研磨抛光工艺，设计科学，工艺完善，能够解决低量程芯片基底在研磨抛光过程中，金属基薄膜压敏芯片的敏感膜片容易变形的问题，能够避免敏感膜片在单面研磨和单面研磨的过程中发生变形，从而减少金属基薄膜压敏芯片的敏感膜片粗糙度和变形量。

技术领域

本发明涉及半导体和传感器加工技术领域，具体为一种金属基薄膜压敏芯片研磨抛光工艺。

背景技术

压敏芯片做为压力传感器的核心部件，用来测量各种环境下的气体、液体、流体等介质的压力。目前主流的压敏芯片采用传统的集成电路工艺，在硅基上制作电路，由于硅半导体的温度特性，所制作的压敏芯片温度漂移大，工作温度范围窄；另外，由于硅材料的机械特性无法承受较大的压力，测量高压力值（如几十甚至几百兆帕）的应用场景只能采用金属基薄膜压敏芯片，如工程液压设备、高铁、航空航天等领域。

硅基压力传感器工艺、设备、材料成熟，制程难度相对简单；而金属基压力传感器由于其材料坚硬和结构复杂的原因，机械加工难度大，尤其是低量程产品的单面研磨抛光工艺，量程越低基底膜片越薄，研磨抛光过程中越容易变形。

金属基薄膜压敏芯片外形和截面图如说明书附图所示，由于盲孔（2）的存在，加工面只能进行单面研磨抛光，而由于研磨抛光过程中单面受力，膜片越薄越容易变形凸起，膜片厚度与压敏传感器的量程直接相关，膜片越薄量程越小，所以研磨抛光加工变形是制约金属基薄膜压敏芯片往低量程发展的最大障碍。

发明内容

本发明的目的是针对以上问题，提供一种金属基薄膜压敏芯片研磨抛光工艺，它能够解决低量程芯片基底在研磨抛光过程中，金属基薄膜压敏芯片的敏感膜片容易变形的问题，能够避免敏感膜片在单面研磨和单面研磨的过程中发生变形，从而减少金属基薄膜压敏芯片的敏感膜片粗糙度和变形量。

为实现以上目的，本发明采用的技术方案是：一种金属基薄膜压敏芯片研磨抛光工艺，包括以下步骤：

步骤A：下料，圆棒下料切断制得毛坯料；

步骤B：成型，毛坯料采用机加工制成芯片基底，芯片基底包括芯片基体，芯片基体包括凸台、盲孔和敏感膜片，敏感膜片厚度控制为0.9-1.2mm；

步骤C：研磨减薄，采用单面铜盘研磨设备对敏感膜片进行研磨减薄操作，敏感膜片厚度控制为0.3-0.4mm；

步骤D：填充合金液，将合金液填充入芯片基体的盲孔内，然后冷却凝固；

步骤E：单面研磨，将步骤D所制填充有合金液的芯片基体采用树脂铜研磨盘进行单面研磨操作，研磨完成后敏感膜片3厚度控制为0.1-0.2mm，制得待加工物料；

步骤F：单面抛光，将步骤E所制待加工物料采用抛光设备进行抛光操作，抛光完成后敏感膜片厚度控制为0.09-0.11mm，制得待加工物料；

步骤G：清洗，将步骤F所制待加工物料放入100℃水中进行清洗操作，清洗时间控制为1.5-3分钟，将芯片基体的盲孔内的合金液融化并沉淀于水中，制得待加工物料；

步骤H：测试变形量和粗糙度，将步骤G所制待加工物料采用小坂ET150微小形状测定机测试中间区域敏感膜片的变形量和粗糙度，评估方法是随机取5个基底样品测试变形量和粗糙度，对比不同条件下变形量和粗糙度的平均值和最大值，值越小表示效果越好；

步骤I：二次清洗，将经过步骤H测试过后的待加工物料依次进行超声清洗、水洗、有机洗、酸洗、碱洗、脱水、烘干工序，制得待加工物料；

步骤J：微电子电路加工，步骤I所制得待加工物料依次进行清洗、镀膜、光刻、刻蚀、去胶、检测工序，制得合格的金属基薄膜压敏芯片。