【电子行业标准(SJ)】 压电器件用五氧化二钽薄膜规范

中华人民共和国电子行业军用标准FL5971
SJ20518-1995
压电器件用五氧化二薄膜规范
Specification for TazOs films for use in piezoelectric devices1995-05-25发布
1995-12-01实施
中华人民共和国电子工业部批准中华人民共和国电子行业军用标准压电器件用五氧化二钮薄膜规范Specification for TasOs films for use in piezoelectric devices1范围
1.1主题内容
SJ20518—1995
本规范规定了五氧化二钼（Ta2Os)压电晶体膜的要求，质量保证规定和检验方法。1.2适用范围
本规范适用于平面磁控反应性溅射法制备的M点群的五氧化二压电晶体膜。1.3规格表示法
MJTazOs
引用文件
GB11312—89
GB/T12634—90
GJB179——86
GJB360.1—87
GJB360.387
GJB360.7-87
3要求
3.1原材料
膜的厚度（精确到十分位）
五氧化二钼
压电陶瓷材料和压电晶体声表面波性能测试方法压电晶体电弹常数测试方法
计数抽样检查程序及表
电子及电气元件试验方法总则
电子及电气元件试验方法稳态湿热试验电子及电气元件试验方法温度冲击试验金属钽（Ta)：纯度不低于99.90%；氧气（0,）：纯度不低于99.20%。3.2衬底
应满足声表面波器件制作技术工艺要求。3.3化学性能
中华人民共和国电子工业部1995-05-251995-12-01实施
SJ20518-—1995
五氧化二钼膜不溶于磷酸、硝酸、盐酸、浓硫酸及王水，化学稳定性强，但溶于氢氟酸。3.4密度
密度约为8.015g/cm2。
3.5附着力
五氧化二钼膜与衬底间的附着力按4.6.3试验后应无脱落。3.6外形尺寸
衬底表面长度L：不大于30mm、宽度b：不大于20mm；膜厚t：0.5~20.0μm。3.7表面质量
五氧化二膜表面应光亮、乳白色、无划痕、无裂纹、无针孔。3.8X轴垂直取向度
五氧化二钼膜的分散度：2≤6
五氧化二钼膜的偏离度：M<1°。3.9结构
五氮化二膜横断面为垂直取向性纤维柱状结构。3.10介电、压电、弹性常数
见表1。
表1Ta2O,晶体膜介电、压电、弹性常数相对介电常数
41.0±0.2
19.5±0.2
39.1±0.1
16.3±0.2
3.11声表面波性能
弹性常数
1.662±0.001
1.227±0.001
2.148±0.002
0.569±0.001
10N/m2
1.814±0.001
0.354±0.001
1.27±0.02
以熔融石英为衬底的五氧化二钼膜结构的声表面波性能应符合图1的规定。:3.0
(s/)01x\A
hk=2xt/a
入-声波长，t—TazO,膜厚度
（%）
图1五氧化二膜/熔融石英结构机电耦合系数K、相连V，与膜厚hk的关系曲线3.12温度冲击（必要时）
五氧化二钮压电晶体膜按4.6.10规定试验，应无开裂，无裂纹和脱落等物理损伤。3.13稳态湿热（必要时）
五氧化二压电晶体膜随器件按4.6.11规定试验后，应无起泡、无裂纹等物理损伤。2
质量保证规定
4.1检验责任
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除合同或订单另有规定外，承制方应负责完成本规范的所有检验。必要时，订购方或上级鉴定机构有权对规范所述的任一一检验项目进行检查。4.2检验分类
本规范规定的检验分类为：
a。鉴定检验；
b。质量一致性检验。
4.3检验条件
除另有规定外，所有检验应在GJB360.1“通用要求”中所规定的试验的标准大气条件下进行。
4.4鉴定检验
鉴定检验应在有关主管部门认可的实验室进行，所用样本单位（样品）应是生产中通常使用的设备和工艺所生产的产品。4.4.1样本大小
提交检验的五氧化二钼压电晶体膜样本大小应为15片。4.4.2检验程序
样本经受表2规定的检验，并按所示顺序进行。所有样本单位应经受1组检验，然后将样本按表2规定分到2组、3组经受检验。表2鉴定检验
检验项目
外形尺寸
表面质量
X轴垂直取向度bzxz.net
压、弹、介常数声表
面波性能
附着力
化学性能
温度冲击
稳态湿热
4.4.3合格判据
条款号
试验方法
条款号
样品数
允许不合
格品数
不合格品数超过表2的允许不合格品数时，则鉴定检验不合格，不能给予鉴定批准。4.4.4鉴定合格资格的保持
为了保持鉴定合格资格，承制方应在每隔十二个月向鉴定机构提交一份报告。鉴定机构3
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应规定起始报告日期。报告中应包括如下内容：a.：已进行的A组逐批检验的试验结果摘要，至少应表明合格批数、不合格批数和不合格品所在的组。所有返修批的试验结果应加以标志、说明原因。b.已进行周期检验的C组试验结果摘要，应包括失效和失效模式。该摘要应包括在十二个月内所进行和完成的全部周期检验结果。如果试验结果摘要表明产品不符合规范要求，而且未采取鉴定机构认可的纠正措施，则将导致不合格产品从鉴定合格产品目录中被撤消。在每十二个月周期结束后的30d内不能提交报告，则可能丧失产品的鉴定合格资格。除定期提交数据外，在十二个月周期内的任何时间，一旦检验数据表明满足本规范要求的鉴定合格产品不合格时，承制方应立即报告鉴定机构。如果在报告周期内未生产时，应提交一份报告以证明该承制方仍具备这种产品所必需的能力和设施。如果在相继3个报告周期仍未生产，根据鉴定机构的决定，可以要求承制方提供产品按鉴定检验要求进行试验，并说明未生产的原因。4.5质量致性检验
4.5.1逐批检验
产品的逐批检验由A组组成。逐批检验即为产品交货检验。4.5.1.1检验批
一个检验批应由在基本相同条件下生产的并同时提交检验的五氧化二钮晶体膜的所有产品组成。
4.5.1.2A组检验
A组检验应由表3规定的检验项目组成，并按所示顺序进行。表3·A组检验
检验项目
外形尺寸
膜表面质量
X轴垂直取向度
4.5.1.2.1抽样方案
要求条号
检验方法条款号
可接受质量水平（AQL)
抽样方案按GJB179中一般检查水平Ⅱ的一次抽样方案，可接受质量水平（AQL）应满足表3的要求。若订货单或合同另有规定，按订货单或合同进行。4.5.1.2.2拒收批
如果某批检验被拒收，生产单位应剔除缺陷的产品，并重新提交进行复检。重新提交批，采用加严检查进行检验。这种批应与新的批区分开来，并清楚地标明为复验批。4.5.2周期检验
周期检验应由C组组成。已通过A组检验产品，不应等待周期检验得出结果而延期交货。如果周期检验结果表明不合格，则应按4.5.2.1.4处理。4.5.2.1C组检验
C组检验应由表4规定的试验组成，并按所示顺序进行。C组检验的样本应从A组检验合格的批中抽取。
检验项目
压、弹、介常数
声表面波性能
附着力
化学性能
温度冲击
稳态湿热
4.5.2.2抽样方案
条款号
SJ20518-—1995
表4C组检验
检验方法
条款号
每十二个月从生产中随机抽取样本15片进行C组检验。4.5.2.3不合格
被试验
样品数
允许不合
格品数
如果样本未能通过C组检验，承制方应向鉴定机构和有关主管部门报告不合格情况，并根据不合格的原因，对工艺采取纠正措施，而且认为适当时，对用基本相同的工艺在相同的条件下制造的全部产品采取纠正措施，在采取鉴定机构认可的纠正措施之前应暂停产品的验收和交货。在采取纠正措施之后，应对追加的样本单位重新进行C组检验（由检验机构决定对全部项目进行检验或进行原来样本不合格项目的检验）。若复验后仍然不合格，则应将有关不合格的资料提供给鉴定机构和有关主管部门。4.5.2.4样本单位的处理
已经受C组检验的样本单位不应按合同或订单交货。4.5.3包装检验
抽取包装或装箱的样品，以及防护、包装、装箱和运输与贮存标志的检验应符合第5章的规定。
4.6检验方法
4.6.1化学性能
五氧化二钼膜/熔融石英结构样品分别浸渍于磷酸、硝酸、盐酸、硫酸及王水中，24h后取出，在自然光下目视，乳白色五氧化二钼晶体膜仍附着于熔融石英衬底上，再用光学显微镜观察，膜仍光亮，未被粘蚀、腐蚀。用浓度48%的氢氟酸浸泡TaOs/（111)Si结构样品，1h后取出至光学显微镜下观察，五氧化二钮膜应被腐蚀。4.6.2密度
用0.1mg精度电光天平称出衬底增重4W，用0.02mm精度游标卡尺测出膜与衬底的长度（L）及宽度（6），再用台阶仪测出膜厚则密度e由下式算出：AW
4.6.3附着力
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用剥离强度不小于0.5N/2cm2的透明胶纸带牢牢地粘贴在五氧化二膜表面，然后以垂直于膜层表面方向的力，从边缘开始迅速拉起，清洁其表面。观察膜面是否有崩裂、剥离。4.6.4外形尺寸
以熔融石英为衬底的五氧化二钥膜样品的长、宽度用0.02mm精度的游标卡尺测量：膜厚用精度0.1mg电光天平称出衬底增重，通过计算得到，也可用台阶仪直接测量。4.6.5.表面质量
在日光下目视膜表面颜色；膜表面质量其它项目用光学显微镜检查。4.6.6X轴垂直取向度
分散度2g、偏离度M用X射线衍射仪测量。4.6.7结构
膜断面用透射电子显微镜观察。4.6.8压、弹、介常数
按GB/T12634进行。
4.6.9声表面波性能
按GB11312进行。
4.6.10温度冲击（必要时）
按GJB360.7的试验条件A进行试验，试验后应满足本规范3.12条的要求。4.6.11稳态湿热（必要时）
按GJB360.3中试验等级B进行试验，试验后满足本规范3.13条的要求。5交货准备
5.1防护包装
每片以熔融石英为衬底的五氧化二钼膜片用镜头纸或电容纸包装。在其外层贴上涤沦不干胶编号标志。
5.2装箱
按5.1包装好的以熔融石英为衬底的五氧化二钼膜片应装箱（木箱或纸箱），包装箱标志应符合相应标准要求。
包装好的以熔融石英为衬底的五氧化二银膜片应适应各种运输方式。产品应贮存在干燥、洁净的环境中。
说明事项
6.1预定用途
本规范规定的五氧化二钼压电晶体膜用于制作声表面波器件。6.2订货文件内容
合同或订单中应注明下列内容：a.本规范的名称和编号；
b.产品名称及规格；
c.数量：
d.是否进行温度冲击或稳态湿热；-6
其他要求。
6.3定义
SI20518—1995
6.3.1压电晶体膜的取向orientationofpiezoelectricfilm压电晶体膜的取向是指该材料某一晶轴相对于衬底表面法线间夹角β（β在0°～90范围）的取向；该晶轴方向即称为这种电晶体膜的取向。6.3.2取向轴轴向偏差deviatonoftheorientedaxis压电晶体膜某一取向轴与该轴标准取向之间的差值。由于制备的晶体膜一般是垂直取向（β=0\）膜，且该晶轴相对于衬底表面法线取向具有分散性（呈倒锥体式分布），故该轴取向定义如图2所示。
分散度2。：锥体剖面（通过锥体轴线）两母线之间的夹角。偏离度M：锥体轴线与衬底法线之间的夹角。取向轴
晶体膜
附加说明：
图2取向轴分散度、偏离度定义
本规范由中国电子技术标准化研究所归口。本规范由电子工业部第二十六研究所、中国电子技术标准化研究所负责起草。本规范主要起草人：陈运祥、李治成、杨龙其、刘筠。计划项目代号：B35006
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