本章通过大量实验,探讨激光频率微调的工艺研究。而该小节主要给本章节所讲的内容做一遍总结，更好的加深印象。更多晶振详情，CEOB2B晶振平台每天更新技术资料支持，敬请留意。

本章提出了本课题的技术路线,即石英晶振激光频率微调可行性证明不同的工作环境(即大气环境和真空环境)下微调工艺研究——→不同的刻蚀方式微调工艺研究——→激光刻蚀系统设计。从理论到实践层层深入研究。

提出了四变量方法,即大气环境、真空环境、激光减薄和激光刻蚀图形,相当于是四个相互独立的自变量,而最终的刻蚀量就是方程的因变量。实验的目的即是通过对四个自变量的组合和优化,达到最终需要的因变量。

分别在大气环境下和真空环境下进行激光频率微调,找到激光电流、激光频率和Q脉冲宽度三个参数与微调结果的关系,发现对于固定的贴片晶振晶片三个参数均存在一个损伤域值,当超过此域值时就会对晶片产生损伤。同时,对于大气环境和真空环境,域值也有所不同。

在大气环境下

  (1)在电流为14A,频率为5KHz,Q脉冲宽度为50微秒的条件下,以激光减薄而不剥落的方式,频率微调量最大可达110ppm;

  (2)存在着一个电流临界值14安培,当电流超过这个电流临界值时,激光就会对银电极层产生剥落,而不是减薄;

  (3)存在着一个Q脉冲宽度临界值50微秒,当Q脉冲宽度超过这个宽度临界值时,激光就会对银电极层产生剥落,而不是减薄;

  (4) 存在着一个频率临界值5KHz,当频率低于这个频率临界值时,激光就会对银电极层产生剥落,而不是减薄;

  (5)电流临界值,Q脉冲宽度临界值,频率临界值对于不同的石英晶体谐振器晶片来说,基本相同:

  (6)电流临界值,Q脉冲宽度临界值,频率临界值中的任一个参数,不会随着其他两个参数中的任意一个或两个的改变而改在真空环境下

  (1)在电流为13A,频率为8KHz,Q脉冲宽度为30微秒的条件下,以激光减薄而不剥落的方式,频率微调量最大可达583pm;

  (2)存在着一个电流临界值13安培,当电流超过这个电流临界值时,激光就会对银电极层产生剥落,而不是减薄;

  (3)存在着一个Q脉冲宽度临界值30微秒,当Q脉存在着一个频率临界值8KHz,当频率低于这个频率临界值时,激光就会对银电极层产生剥落,而不是减薄;

  (4) 存在着一个频率临界值8KHz,当频率低于这个频率临界值时,激光就会对银电极层产生剥落,而不是减薄;

  (5)电流临界值,Q脉冲宽度临界值,频率临界值对于不同的晶片来说,基本相同;

  (6)电流临界值,Q脉冲宽度临界值,频率临界值三者之间相互联系,任一参数会随着另外一个或两个参数的改变而改变。

关于不同刻蚀工艺的研究,分成激光减薄工艺和激光刻蚀图形工艺两种。两种方法各有优、缺点。激光减薄工艺的优点在于,只减薄表面银层,并不伤及石英晶体振荡器晶片本身:同时日由于不改变电极有效面积,因而对品片本身电性能参数影响不大；微调图形选择较灵活;微调外形美观,肉眼几乎看不出痕迹。而其缺点在于可调的频率微调量小,真空中最大只能调节到500ppmn左右,而大气中最大只能调节到l00ppm左右。

而激光微调图形工艺,用激光微调图形,把晶片表面电极层部分完全剥落的方法,其优点在于频率微调量大,大气中即可达到2000pm以上的颏率微调量其次,刻蚀图形的方法,可以对晶片一面进行加工,而实现两面同时同剥落银层的现象。这样就大大的提高了生产效率。

第三,由于在生产过程中,晶片表而的电极层是靠掩膜镀敷到晶片表面上的,在掩膜的过程中,边缘处会产生散射,使得沉积在晶片上的银层边界线不够清晰,有部分散射银残留的现象,同时也会影响最片的Q值。用激光刻蚀图形的方法,对晶片边缘进行加工,便可以清除边界残留银层,使得晶片表而银层清晰于净,同吋提高晶片的Q值。

利用激光刻蚀图形工艺进行石英晶振频率微调,对于准备性有较高的要求否则就较易刻蚀到晶片本身,因而对于刻蚀图形形状,填充间距等要求较高。总的来说,这种工艺比较适用于对调节量要求较大,大规桢快速生产的情况,比激光减薄工艺更利于产业化。

本章是从工艺方面对实验的总结和提升,下一章我们研究论文的第四部分激光频率微调系统的研究。