1.本发明涉及晶片加工生产技术领域，尤其涉及一种晶片腐蚀清洗设备及其工艺。
背景技术：2.石英谐振器中的石英晶体的生产的过程中，石英晶体在经过切割、研磨、切断、修尺寸等工序后，会在石英晶体的表面产生一定厚度的破坏层，其破坏层会加大石英晶体谐振器动能量的损耗，从而导致石英晶体谐振器的谐振电阻增大或影响石英晶体谐振器在高、低温状态下的频率变化造成不稳定现象。制成石英谐振器后，还会由于石英碎屑的脱落，导致石英谐振器的频率漂移或者电极不牢等问题。因此，制作石英晶体之前石英晶片必须进行均匀腐蚀加工，以清除破坏层，改善晶片表面状态，进而大大降低谐振器电阻和老化率等电性能参数，提高石英晶体谐振器的生产合格率。
3.随着市场需求小型化晶片越来越多，和5g超高频产品的逐渐需求；产品规格体积越小、频率要求越高腐蚀难度就越大，小型化晶片尺寸小、品质要求高；而目前的生产设备及加工方法很难满足及质量要求，原先的老式腐蚀机加工，腐蚀液温度不稳定，容易产生频率离散度大，晶片表面腐蚀不均匀；由于腐蚀机腐蚀速度和腐蚀时间计算以及腐蚀后清洗时间主要是由作业员自主控制，很容易产生腐蚀超差片，导致产品整个批次报废，使其晶片品质得不到有效的保证。
技术实现要素：4.本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供了一种能够对石英晶片腐蚀液温度恒温效果好，腐蚀动作均匀、稳定，清洗洁净度高从而达到提高腐蚀生产效率和合格率，减少晶片频率散差的一种晶片腐蚀清洗设备及其工艺。
5.本发明所采用的技术方案是：它包括箱体、设置在所述箱体上的控制装置，在所述箱体上设置有均与所述控制装置电性连接的配液模块、腐蚀池和清洗池，所述配液模块包括低浓度槽体、高浓度槽体和循环过滤结构，所述循环过滤结构设置于所述箱体外壁上且通过管道与所述低浓度槽体和所述高浓度槽体相连通，所述腐蚀池包括高频腐蚀池和低频腐蚀池，所述高频腐蚀池分别与所述低浓度槽体和所述高浓度槽体相连通，所述低频腐蚀池与所述高浓度槽体相连通，在所述高腐蚀池、所述低频腐蚀池以及所述清洗池内均设置有摇动结构。
6.进一步地，所述配液模块还包括两个加热管、两个进液管以及两个出液管；两个所述加热管分别安装于低浓度槽体以及高浓度槽体内下端，两个所述进液管一端均贯穿于所述箱体一侧，且分别位于所述低浓度槽体以及高浓度槽体上端，两个所述出液管一端分别嵌装于所述低浓度槽体以及高浓度槽体内一侧。
7.进一步地，所述循环过滤结构包括两个水泵、两个安装套筒、两个过滤壳体、两个挡板、滤材、两个循环管、两个三通阀以及连通管；两个所述水泵均安装于所述箱体一侧壁面处，且进液端分别与两个所述出液管一端连接，两个所述安装套筒一端分别与两个所述
水泵出液端连接，两个所述过滤壳体分别嵌装于两个所述安装套筒下端，两个所述挡板分别安装于两个所述过滤壳体内中心处，所述滤材分别填充于两个所述过滤壳体内，两个所述循环管一端分别与两个所述安装套筒另一端连接，两个所述三通阀其中两端分别与两个所述循环管以及两个进液管连接，所述连通管两端分别与两个所述三通阀另一端连接。
8.进一步地，所述高频腐蚀池包括高浓度腐蚀池和低浓度腐蚀池，所述高浓度腐蚀池和所述低频腐蚀池分别通过第一循环泵和第二循环泵与所述高浓度槽体相连通，所述低浓度腐蚀池通过第三循环泵与所述低浓度槽体相连通。
9.进一步地，所述清洗池包括相互之间通过流通管相连通第一清洗槽、第二清洗槽和第三清洗槽，在所述第三清洗槽上设置有注水管道，所述第一清洗槽上设置有排水管道。
10.进一步地，在所述高浓度腐蚀池、所述低浓度腐蚀池、所述低频腐蚀池、所述第一清洗槽、所述第二清洗槽以及所述第三清洗槽上均设置有所述摇动结构，其包括电机、与所述电机输出端相连接的摇杆、与所述摇杆相连的摇篮架以及设置在所述摇篮架上的晶片固定装置。
11.本发明还包括一种晶片腐蚀清洗工艺，具体步骤如下：
12.a.根据产品的需求，将待腐蚀清洗加工的晶片分位高频段和低频段两组，其中高频段为：f＞16.000mhz，低频段为：f≤16.000mhz；
13.b.先将高频段组内的晶片放置于所述低浓度腐蚀池内浸泡进行预腐蚀至少 30min，晶片腐蚀程度达致70％，再将经过预腐蚀后的晶片放置入所述高浓度腐蚀池内进行精腐蚀至少20min，完成余留的30％；
14.c.低频段组内的晶片直接放置入所述低频腐蚀池内进行精腐蚀至少30min； d.将完成腐蚀加工的高频段组晶片和低频段组晶片依次放置入所述第一清洗槽、所述第二清洗槽和所述第三清洗槽内进行浸泡清洗，在每个槽内的清洗时间不少于30min；
15.e.取出晶片，完成晶片腐蚀清洗工艺。
16.进一步地，所述高浓度腐蚀池和所述低频腐蚀池内的腐蚀溶液中，氟化氢铵与水的比例为1:3；所述低浓度腐蚀池内的腐蚀溶液中，氟化氢铵与水的比例为1:4。
17.进一步地，步骤b和c中进行腐蚀时，腐蚀溶液的稳定控制在58
±
1℃。
18.进一步地，晶片在进行腐蚀和清洗过程中，所述摇动结构启动，并同过所述电机控制所述摇篮架抛动，抛动速度由所述控制装置实时监控。
19.与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过所述配液模块预先调配好氟化氢铵与水的比例，配备好低浓度和高浓度两种腐蚀溶液，并通过防腐蚀加热管进行温度控制，增加了过滤器对腐蚀液进行循环过滤，将腐蚀中的杂质过滤的效果；通过研发本腐蚀液配液槽，腐蚀液浓度配比在可控内使用，有效的控制腐蚀时间使其腐蚀效率提高，配置好的腐蚀液温度恒定，加入作业中的腐蚀槽内就可以直接使用，不需要时间等待，提高了腐蚀的生产效率，通过过滤腐蚀液中的杂质，减少晶片表面污染，提高产品合格率；通过将待腐蚀加工晶片进行一次频率分选和两次腐蚀的处理方式，优化了晶片腐蚀的工艺流程，可在提升生产效率的同时大大提高产品的合格率；晶片在腐蚀和清洗过程中可以随所述摇篮架定时摇洗，避免人工操作中的不确定因素发生，另外因为整个清洗过程中，水一直是在循环流动，可以保证最后一道清洗即第三清洗槽的清洗一直使用的是最洁净的水，相对于传统清洗按周期换水在清洗洁净度方面更具优势。
附图说明
20.图1是本发明的俯视结构示意图；
21.图2是所述配液模块的结构示意图；
22.图3是所述配液模块的后视图；
23.图4是所述摇动结构的示意图。
具体实施方式
24.如图1、图2、图3和图4所示，箱体1、设置在所述箱体1上的控制装置2，在所述箱体1上设置有均与所述控制装置2电性连接的配液模块、腐蚀池和清洗池，所述配液模块包括低浓度槽体3、高浓度槽体4和循环过滤结构，所述循环过滤结构设置于所述箱体1外壁上且通过管道与所述低浓度槽体3和所述高浓度槽体4相连通，所述腐蚀池包括高频腐蚀池和低频腐蚀池5，所述高频腐蚀池分别与所述低浓度槽体3和所述高浓度槽体4相连通，所述低频腐蚀池5与所述高浓度槽体4相连通，在所述高频腐蚀池、所述低频腐蚀池5以及所述清洗池内均设置有摇动结构。所述配液模块还包括两个加热管6、两个进液管7以及两个出液管8；两个所述加热管6分别安装于低浓度槽体3以及高浓度槽体4内下端，两个所述进液管7一端均贯穿于所述箱体1一侧，且分别位于所述低浓度槽体3以及高浓度槽体4上端，两个所述出液管8一端分别嵌装于所述低浓度槽体3以及高浓度槽体4内一侧。在本实施例中，所述控制装置2上设置有温控器、变频器、控制开关和计时器。
25.需要说明的是，在使用时，先计量好氟化氢胺与水的比例，纯水水管直接牵引到低浓度槽体3以及高浓度槽体4上方，打开阀门放水至要求的刻度线；使低浓度槽体3以及高浓度槽体4的水位达到要求，通过两个加热管6工作，设定好温度58
±
1℃，由两个加热管6对低浓度槽体3以及高浓度槽体4内的液体进行加热，待温度达到要求时，添加准备计量好的固体氟化氢胺并搅拌；氟化氢胺溶解之后打开循环过滤结构，使其腐蚀液通过两个进液管7、两个出液管8以及循环过滤结构进行循环过滤；待腐蚀液温度恒温、稳定之后再可使用，腐蚀液槽体内的温度实时在线监控；腐蚀液浓度配比。
26.在本实施例中，所述循环过滤结构包括两个水泵9、两个安装套筒10、两个过滤壳体11、两个挡板12、滤材13、两个循环管14、两个三通阀15以及连通管16；两个所述水泵9均安装于所述箱体1一侧壁面处，且进液端分别与两个所述出液管8一端连接，两个所述安装套筒10一端分别与两个所述水泵9出液端连接，两个所述过滤壳体11分别嵌装于两个所述安装套筒10下端，两个所述挡板12分别安装于两个所述过滤壳体11内中心处，所述滤材 13分别填充于两个所述过滤壳体11内，两个所述循环管14一端分别与两个所述安装套筒10另一端连接，两个所述三通阀15其中两端分别与两个所述循环管14以及两个进液管7连接，所述连通管16两端分别与两个所述三通阀15另一端连接。在本发明中，所述挡板12下端开设有通孔30，所述水泵9与所述箱体1连接处设有支撑板31。
27.在使用时，由工作人员驱动两个水泵9工作，通过两个出液管8将低浓度槽体3以及高浓度槽体4内的液体输送至两个过滤壳体11内，通过两个过滤壳体11内的滤材13对低浓度槽体3以及高浓度槽体4内的液体进行过滤，通过设置的两个挡板12，增加液体在两个过滤壳体11内的流动距离，增加过滤效果，经过过滤的液体，通过两个循环管14输送至两个进液管7内，通过两个进液管7将过滤完成的液体再次输送至低浓度槽体3以及高浓度槽体 4
内，实现对液体的循环过滤的目的，当需要将低浓度槽体3输送至高浓度槽体4内时，通过操作两个三通阀15，使低浓度槽体3处的循环管14与高浓度槽体4处的进液管7处于连通状态，即可将低浓度槽体3输送至高浓度槽体4内，实现对液体的混合的目的，当需要对过滤壳体11内的滤材13进行更换清洗时，由于过滤壳体11采用插接的方式安装在安装套筒10下端，仅需向下拉动过滤壳体11，即可使过滤壳体11与安装套筒10分离，即可实现对滤材13的更换的目的。
28.在本实施例中，所述高频腐蚀池包括高浓度腐蚀池17和低浓度腐蚀池18，所述高浓度腐蚀池17和所述低频腐蚀池5分别通过第一循环泵19和第二循环泵20与所述高浓度槽体4相连通，所述低浓度腐蚀池18通过第三循环泵 21与所述低浓度槽体3相连通。
29.所述清洗池包括相互之间通过流通管22相连通第一清洗槽23、第二清洗槽24和第三清洗槽25，在所述第三清洗槽25上设置有注水管道，所述第一清洗槽23上设置有排水管道。在所述高浓度腐蚀池17、所述低浓度腐蚀池 18、所述低频腐蚀池5、所述第一清洗槽23、所述第二清洗槽24以及所述第三清洗槽25上均设置有所述摇动结构，其包括电机26、与所述电机26输出端相连接的摇杆27、与所述摇杆27相连的摇篮架28以及设置在所述摇篮架 28上的晶片固定装置29。
30.本发明还公开了一种晶片腐蚀清洗工艺，具体步骤如下：
31.a.根据产品的需求，将待腐蚀清洗加工的晶片分位高频段和低频段两组，其中高频段为：f＞16.000mhz，低频段为：f≤16.000mhz；
32.b.先将高频段组内的晶片放置于所述低浓度腐蚀池18内浸泡进行预腐蚀至少30min，晶片腐蚀程度达致70％，再将经过预腐蚀后的晶片放置入所述高浓度腐蚀池17内进行精腐蚀至少20min，完成余留的30％；
33.c.低频段组内的晶片直接放置入所述低频腐蚀池5内进行精腐蚀至少30min；
34.d.将完成腐蚀加工的高频段组晶片和低频段组晶片依次放置入所述第一清洗槽23、所述第二清洗槽24和所述第三清洗槽25内进行浸泡清洗，在每个槽内的清洗时间不少于30min；
35.e.取出晶片，完成晶片腐蚀清洗工艺。
36.在上述工艺中，腐蚀液浓度根据晶片频率高低分为两个不同比例，低频段：f≤16.000mhz nh4hf2：h
2 o＝1：3
37.高频段：f＞16.000mhz nh4hf2：h
2 o＝1：4
38.即，所述高浓度槽体4内的腐蚀液配比为nh4hf2：h
2 o＝1：3；所述低浓度槽体3内的腐蚀液配比为nh4hf2：h
2 o＝1：4。
39.晶片在进行腐蚀和清洗过程中，所述摇动结构启动，并同过所述电机26 控制所述摇篮架28抛动，抛动速度由所述控制装置2实时监控。
40.在所述第一清洗槽23、所述第二清洗槽24和所述第三清洗槽25内均设置有挡水板，所述挡水板对应摇篮架28设置在槽体内的另一端上，且挡水板的高度要低于槽体的高度，设置在第三清洗槽25中的注水管道与外部水管相连，设置在第一清洗槽23内的排水管道与外部储水池相连接，开始清洗时，所述控制装置2控制下，所述注水管道开始向第三清洗槽25内注入清水，利用水高低位差的原理，设计水流的方向，即通过流通管22相连接的三个清洗槽之间形成高低位差，流水依次从第三清洗槽25、第二清洗槽24和第一清洗槽23进
行流动，实现溢流循环，这样可以保证最后第一清洗工序，即第三清洗槽25一致使用嘴清洁的水，清洗后的污渍也会在第一清洗槽23中，经由排水管道中排出。
41.使用本设备以及本工艺进行晶片腐蚀清洗处理后，晶片的一次合格率达到95％以上，以晶片频率离散值为3225/24mhz为例，经被设备和工艺腐蚀后的晶片腐蚀后散差值为200khz，生产效率提高20％以上。
42.最后需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变化和更改，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
技术特征：1.一种晶片腐蚀清洗设备，包括箱体(1)、设置在所述箱体(1)上的控制装置(2)，其特征在于：在所述箱体(1)上设置有均与所述控制装置(2)电性连接的配液模块、腐蚀池和清洗池，所述配液模块包括低浓度槽体(3)、高浓度槽体(4)和循环过滤结构，所述循环过滤结构设置于所述箱体(1)外壁上且通过管道与所述低浓度槽体(3)和所述高浓度槽体(4)相连通，所述腐蚀池包括高频腐蚀池和低频腐蚀池(5)，所述高频腐蚀池分别与所述低浓度槽体(3)和所述高浓度槽体(4)相连通，所述低频腐蚀池(5)与所述高浓度槽体(4)相连通，在所述高频腐蚀池、所述低频腐蚀池(5)以及所述清洗池内均设置有摇动结构。2.根据权利要求1所述的一种晶片腐蚀清洗设备，其特征在于：所述配液模块还包括两个加热管(6)、两个进液管(7)以及两个出液管(8)；两个所述加热管(6)分别安装于低浓度槽体(3)以及高浓度槽体(4)内下端，两个所述进液管(7)一端均贯穿于所述箱体(1)一侧，且分别位于所述低浓度槽体(3)以及高浓度槽体(4)上端，两个所述出液管(8)一端分别嵌装于所述低浓度槽体(3)以及高浓度槽体(4)内一侧。3.根据权利要求2所述的一种晶片腐蚀清洗设备，其特征在于：所述循环过滤结构包括两个水泵(9)、两个安装套筒(10)、两个过滤壳体(11)、两个挡板(12)、滤材(13)、两个循环管(14)、两个三通阀(15)以及连通管(16)；两个所述水泵(9)均安装于所述箱体(1)一侧壁面处，且进液端分别与两个所述出液管(8)一端连接，两个所述安装套筒(10)一端分别与两个所述水泵(9)出液端连接，两个所述过滤壳体(11)分别嵌装于两个所述安装套筒(10)下端，两个所述挡板(12)分别安装于两个所述过滤壳体(11)内中心处，所述滤材(13)分别填充于两个所述过滤壳体(11)内，两个所述循环管(14)一端分别与两个所述安装套筒(10)另一端连接，两个所述三通阀(15)其中两端分别与两个所述循环管(14)以及两个进液管(7)连接，所述连通管(16)两端分别与两个所述三通阀(15)另一端连接。4.根据权利要求3所述的一种晶片腐蚀清洗设备，其特征在于：所述高频腐蚀池包括高浓度腐蚀池(17)和低浓度腐蚀池(18)，所述高浓度腐蚀池(17)和所述低频腐蚀池(5)分别通过第一循环泵(19)和通过第二循环泵(20)与所述高浓度槽体(4)相连通，所述低浓度腐蚀池(18)通过第三循环泵(21)与所述低浓度槽体(3)相连通。5.根据权利要求4所述的一种晶片腐蚀清洗设备，其特征在于：所述清洗池包括相互之间通过流通管(22)相连通第一清洗槽(23)、第二清洗槽(24)和第三清洗槽(25)，在所述第三清洗槽(25)上设置有注水管道，所述第一清洗槽(23)上设置有排水管道。6.根据权利要求5所述的一种晶片腐蚀清洗设备，其特征在于：在所述高浓度腐蚀池(17)、所述低浓度腐蚀池(18)、所述低频腐蚀池(5)、所述第一清洗槽(23)、所述第二清洗槽(24)以及所述第三清洗槽(25)上均设置有所述摇动结构，其包括电机(26)、与所述电机(26)输出端相连接的摇杆(27)、与所述摇杆(27)相连的摇篮架(28)以及设置在所述摇篮架(28)上的晶片固定装置(29)。7.一种利用权利要求6所述的一种晶片腐蚀清洗设备进行晶片腐蚀清洗的工艺，其特征在于：具体步骤如下：a.根据产品的需求，将待腐蚀清洗加工的晶片分位高频段和低频段两组，其中高频段为：f＞16.000mhz，低频段为：f≤16.000mhz；b.先将高频段组内的晶片放置于所述低浓度腐蚀池(18)内浸泡进行预腐蚀至少30min，晶片腐蚀程度达致70％，再将经过预腐蚀后的晶片放置入所述高浓度腐蚀池(17)内
进行精腐蚀至少20min，完成余留的30％；c.低频段组内的晶片直接放置入所述低频腐蚀池(5)内进行精腐蚀至少30min；d.将完成腐蚀加工的高频段组晶片和低频段组晶片依次放置入所述第一清洗槽(23)、所述第二清洗槽(24)和所述第三清洗槽(25)内进行浸泡清洗，在每个槽内的清洗时间不少于30min；e.取出晶片，完成晶片腐蚀清洗工艺。8.根据权利要求7所述的一种晶片腐蚀清洗工艺，其特征在于：所述高浓度腐蚀池(17)和所述低频腐蚀池(5)内的腐蚀溶液中，氟化氢铵与水的比例为1:3；所述低浓度腐蚀池(18)内的腐蚀溶液中，氟化氢铵与水的比例为1:4。9.根据权利要求7所述的一种晶片腐蚀清洗工艺，其特征在于：步骤b和c中进行腐蚀时，腐蚀溶液的稳定控制在58
±
1℃。10.根据权利要求7所述的一种晶片腐蚀清洗工艺，其特征在于：晶片在进行腐蚀和清洗过程中，所述摇动结构启动，并同过所述电机(26)控制所述摇篮架(28)抛动，抛动速度由所述控制装置(2)实时监控。
技术总结本发明提供一种能够对石英晶片腐蚀液温度恒温效果好，腐蚀动作均匀、稳定，清洗洁净度高从而达到提高腐蚀生产效率和合格率，减少晶片频率散差的一种晶片腐蚀清洗设备及其工艺。包括箱体、设置在箱体上的控制装置，在箱体上设置有均与控制装置电性连接的配液模块、腐蚀池和清洗池，配液模块包括低浓度槽体、高浓度槽体和循环过滤结构，循环过滤结构设置于箱体外壁上且通过管道与低浓度槽体和高浓度槽体相连通，利用配液模块精准地计量腐蚀液的比例，利用一次频率分选加二次腐蚀的全新工艺流程进行腐蚀清洗处理。本发明用于晶片加工生产技术领域。技术领域。技术领域。
技术研发人员：谢尚平 孙黎明 莫宗均
受保护的技术使用者：珠海东锦石英科技有限公司
技术研发日：2022.07.22
技术公布日：2022/11/1
