中年|用化学方法突破光刻技术壁垒( 二 )
石英晶体元器件传统上是通过机械进行加工、研磨和切割 。 上世纪90年代 ， 日本已用光刻技术切割出更轻薄的石英元器件 ， 中国的石英晶片产量和质量落后 ， 但一直紧随国外步伐加紧探索和发展 。
为了研发光刻技术针对石英晶体元器件进行改良创新 ， 李宗杰曾工作过的一家企业专门设立微机电中心 。 “2011年左右 ， 当时3G、4G飞速发展 ， 市场对更薄尺寸、更小体积的晶片有大量需求 ， 传统的机械研磨将晶片厚度磨到28微米就是极限 ， 我们必须探索研发出自己的光刻技术 ， 用化学方式将晶体腐蚀使其变得更薄 。 ”
要成功研发出合适的试剂困难重重 。 “调配试剂做实验 ， 大概3到4天就能看到结果 ， 但要调配出正确且比例合适的试剂 ， 却需要千百次的尝试 。 ”李宗杰介绍 ， 石英晶体表面是抛光的 ， 腐蚀表面却是粗糙的 ， 粗糙会影响成品的电器特性 。
研发过程中的难点在于找到合适的配方 ， 使腐蚀面变平滑 。 “化学品有表面张力 ， 晶片表面腐蚀后 ， 会沾在表面作反应 。 由于小分子之间有间隙 ， 腐蚀后会凹凸不平 。 ”李宗杰说 ， 需要调配出能够让腐蚀液摊平的试剂 ， 让表面张力降低 ， 但由于腐蚀越久对晶体表面越不好 ， 因此需要通过温度上升让腐蚀时间变短 。 随后几年 ， 他一直尝试调配出能够承受高温的化学溶剂 ， 以免在腐蚀过程中溶剂因受热而挥发掉 。
研发期间 ， 李宗杰除了每天不断搭配试剂进行测试 ， 还找了许多海外资深专家请教 ， 但始终没能做出成功的试验试剂 。 “最后是利用化学理论 ， 通过一个一个试剂测试 ， 成功研制出配方 。 ”经过两年多的反复试验 ， 李宗杰成功研发出让腐蚀面变平滑的化学试剂 ， 突破光刻技术壁垒 。
提高5G石英晶片量产优良率
“就WiFi而言 ， 信号传输的数据量越来越庞大 ， 需要生产出更薄的石英晶片来匹配这种趋势 。 ”李宗杰表示 ， 在取得原始的光刻制成技术专利后 ， 下一个难点在于针对更轻薄小尺寸的石英元器件 ， 进行成功量产及提高优良率 。
2019年初 ， 5G市场发展趋势向好 ， 李宗杰计划辞职后与朋友合伙创业 ， 利用光刻技术研发量产5G类石英晶片 。 偶然间 ， 李宗杰通过相关人搭桥与惠伦公司取得了联系 。
经过十几年的积累和发展 ， 惠伦公司建立了先进的技术研发体系和高效的生产体系 ， 具备较强的产品自主研发和技术创新能力 ， 拥有30余项发明专利、实用新型专利 ， 在晶片设计加工环节更是拥有核心竞争力 。
考虑到惠伦公司不仅对5G类晶片生产有明确的计划 ， 而且有丰富的技术资源 ， 李宗杰决定加入惠伦公司 ， 在更大的舞台上实现自己的价值 。
“中国十分重视5G技术发展 ， 市场前景广大 。 ”李宗杰表示 ， 目前国内石英晶片光刻过程中 ， 曝光显影工艺、设备与腐蚀配方等关键技术仍无法突破国外技术的封锁 ， 国内仅能通过外购石英频率组件发展5G通信相关产品 。
对于李宗杰来说 ， 把石英晶片做薄匹配5G产品已不是难点 ， 重点是研究如何在量产过程中提高优良率 。
【中年|用化学方法突破光刻技术壁垒】过去因为工业产品体积大 ， 晶片尺寸较大 ， 晶片靠机械研磨加工后进行电极镀膜 。 随着石英晶体小型化 ， 在镀膜制作环节产生问题：在大晶片尺寸下的镀膜偏差影响较小 ， 对温度曲线变化不大；尺寸小型化后 ， 小晶片镀电极时的偏移公差会造成温度曲线集中度大幅下降 ， 导致良率不佳 。
“日本和中国台湾在光刻技术加工方面都有技术专利 ， 我们的团队成功研发并申请的新专利结合了日本和中国台湾的技术优势 。 ”李宗杰说 ， 为了用光刻技术进行石英晶片量产 ， 日本主要运用腐蚀镂空方式 ， 先把电极做成光刻等级的精准度 ， 再把晶片腐蚀镂空 ， 一颗颗剥离下来；台湾则通过激光切割的方式将晶片一颗颗切下来 ， 之后再一颗颗摆放到镀膜治具进行镀膜 。
推荐阅读
- 中年|Carnot研发新型空气压缩机：噪音更低 寿命更长 成本更低
- 中年|中国-东盟区块链应用创新实验室揭牌
- 中年|交易所成黑钱胜地：“冻卡潮”背后的秘密
- 中年|波卡上线 现阶段是否值得投资？
- 中年|首台国产T3.20悬臂式掘进机在中信重工下线
- 中年|探索城市的“未来模样”，腾讯政务接下来这么干
- 中年|明年起禁用不可降解塑料购物袋、吸管！塑料袋发明者本来是为拯救地球
- |真正的防爆柜颜色和用途
- 新华社新闻|美媒：科学家提出新方法，或能确定“第九行星”性质
- 中年|神奇！这款智能垃圾集成箱能自动开合还能紫外线消毒