[发明专利]一种薄膜体声波器件封装结构及其封装方法

说明书

本专利涉及一种薄膜体声波器件封装结构及其封装方法，属于薄膜体声波滤波器晶圆封装技术领域；所述封装结构包括硅晶圆以及有机感光膜支撑墙和有机感光膜盖板，在硅晶圆上方形成具有膜层结构的功能芯片；在功能芯片的两肩处形成有向上凸起的焊盘电极；在焊盘电极的周围安装有机感光膜支撑墙，所述有机感光膜支撑墙通过热固化连接在硅晶圆上；在功能芯片正下方设置有功能区下空腔；在所述有机感光膜支撑墙的上方安装有机感光膜盖板，从而在功能芯片上方形成功能区上空腔；在所述有机感光膜盖板以及所述有机感光膜支撑墙上设置有相同圆心不同直径的电极孔，并在电极孔内镀有金属。本专利制备工艺简单、成本较低、适合大规模稳定量产。

技术领域

本专利涉及一种薄膜体声波器件封装结构及其封装方法，属于薄膜体声波滤波器晶圆封装技术领域。

背景技术

目前，薄膜体声波滤波器(FBAR)的小型化封装均采用灌封树脂封装的封装形式。未来对于微型化的封装要求更高，灌封树脂对于污染问题很难控制。而薄膜体声波滤波器对工作表面要求很高，不能被污染。因此灌封树脂的封装形式难以满足实际使用需要。也有采用陶瓷外壳平行焊接的封装结构，即在外壳上制作出一个深腔结构，将裸芯片粘接于深腔内，并通过引线与外部电极电连接，然后向深腔内充入氮气以置换其内的空气，最后通过盖板将深腔封闭即可。

虽然这样的封装结构满足器件不能被污染的要求，但至少存在以下两方面不足：(1)器件难以小型化，目前最小的陶瓷外壳为1.6mm*1.2mm且厚度都在1mm以上，在未来的移动设备中无法使用，仅能使用在基站中，应用场合受到很大影响；(2)加工效率低，由于每个器件需要分别加工，且为了使芯片处于洁净不被污染的环境存在氮气与空气的置换，故封装效率比较低下。目前有开始用倒装焊将薄膜体声波滤波器裸芯片焊接在基板上，通过真空压力将树脂膜或者粘片膜贴装于基板上包裹住裸芯片，通过这样的手段，使器件内部与外部形成了隔绝的两个部分，从而保护裸芯片表面不被污染以及密封的效果，保护了薄膜体声波滤波器的工作面，使器件可以正常工作，但是封装后器件尺寸总厚度较厚，在0.6mm以上。有公司在晶圆级封装方法中也有采用Si作为盖帽晶圆，但是该方法在键合后需要减薄和深硅刻蚀，减薄和深硅刻蚀碎片率都较高，工艺流程较长使加工成本较高。

本单位于2019年申请的专利CN110729979A公开了一种薄膜体声波滤波器晶圆级封装方法及其结构，该专利采用陶瓷基板作封盖材料，通过金属键合的方式，使器件内部与外部形成了隔绝的两个部分，从而保护裸芯片表面不被污染，保护了薄膜体声波滤波器件的工作面，使器件可以正常工作；该专利不需在薄膜体声波滤波器和陶瓷基板键合后，进行晶圆减薄和深硅刻蚀等过程，可避免在减薄和刻蚀孔时晶圆裂片的风险，并且可缩短工艺流程和封装时间，同时减少了封装成本。

虽然该专利能够解决现有技术所存在的器件难以小型化以及加工效率低的问题，但是考虑到键合金属层等工艺需要进行一定的工艺流程，工艺难度较为复杂；因此仍然需要提供另外一种制备工艺简单、成本较低、适合大规模稳定量产的薄膜体声波滤波器。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种薄膜体声波滤波器晶圆级(Wafer Level Package，WLP)封装结构和工艺，本发明采用有机感光膜作封盖材料。本封装工艺能够实现芯片小型化、易加工、流程短和成本低的特点。本发明提供了多方面的方案，包括一种薄膜体声波器件封装结构及其封装方法以解决上述技术问题。

在本发明的第一方面，本发明提供了一种薄膜体声波器件封装结构，所述结构包括硅晶圆以及有机感光膜支撑墙和有机感光膜盖板；在功能芯片的两肩处形成有向上凸起的焊盘电极；在功能芯片焊盘电极的周围安装有机感光膜支撑墙，所述有机感光膜支撑墙通过热固化连接在硅晶圆上；在所述功能芯片的正下方设置有功能区下空腔；在所述有机感光膜支撑墙的上方安装有机感光膜盖板，从而在功能芯片上方形成功能区上空腔；所述功能区上空腔和所述功能区下空腔将所述功能芯片包裹在内；在所述有机感光膜盖板以及所述有机感光膜支撑墙上设置有相同圆心不同直径的电极孔，并在电极孔内镀有金属。