[发明专利]器件封装模块及封装方法及具有该模块的电子装置

说明书

本发明公开了器件封装模块及封装方法，该模块包括：器件单元，具有器件基底及设置在器件基底的第一表面的器件；封装基板，其第一表面与器件基底的第一表面对置且封装基板与器件基底之间形成空腔；封装结构，围绕空腔设置以密封空腔。封装结构包括：第一金属层，第一金属层覆盖器件基底的至少一部分；第二金属层，第二金属层设置在封装基板的上表面；绝缘层，绝缘层围绕空腔设置，且绝缘层设置有在器件单元的厚度方向上贯穿绝缘层的通道，第一金属层的至少一部分处于通道上方，绝缘层在水平方向上与器件间隔开；密封金属层，密封金属层填充通道且电连接第一与第二金属层，所述密封金属层具有高出所述通道而与第一金属层电连接的部分。本发明还公开了一种具有该模块的电子装置。

技术领域

本发明涉及半导体领域，尤其涉及一种器件封装结构，一种器件封装方法，一种MEMS器件封装模块，以及一种具有器件封装模块的电子装置。

背景技术

电子器件作为电子设备的基本元素，已经被广泛应用，其应用范围包括移动电话、汽车、家电设备等。此外，未来即将改变世界的人工智能、物联网、5G通讯等技术仍然需要依靠电子器件作为基础。

薄膜体声波谐振器(Film Bulk Acoustic Resonator，简称FBAR，又称为体声波谐振器，也称BAW)作为压电器件的重要成员正在通信领域发挥着重要作用，特别是FBAR滤波器在射频滤波器领域市场占有份额越来越大，FBAR具有尺寸小、谐振频率高、品质因数高、功率容量大、滚降效应好等优良特性，其滤波器正在逐步取代传统的声表面波(SAW)滤波器和陶瓷滤波器，在无线通信射频领域发挥巨大作用，其高灵敏度的优势也能应用到生物、物理、医学等传感领域。

通常，薄膜体声波谐振器在不同的应用环境下，具有特定的封装要求。目前，较为常见的为晶圆级封装，此种封装不但会增加器件的尺寸，而且具有大量的封装步骤，增加了封装成本。近年来随着无线移动通讯技术的快速发展，无线通讯设备逐渐向着便携式、多功能、高性能、低成本方向发展，促使电子元器件也朝着小型化、高集成、高可靠性、高良率的方向发展，射频滤波器也不例外。

近年来，在满足封装需求的基础上，工艺简单、成本低廉的封装技术快速发展，然而，封装结构的气密性及可靠性仍待提高。

现有的声学器件封装结构利用密封圈将盖层和基底装配一起形成裸片，再将裸片装配在基板上并塑封而成，见图1。如图1所示，内部空腔6由基底3、盖层2以及密封圈4包围而成。声学器件5制作在内部空腔6中，并通过导线层7、导电转换结构12、通孔8、导电延伸层9以及焊球10与基板1做电连接，并最终将信号导出到外部引脚。塑封13和可选的绝缘层11对最终器件起到保护作用。显然这种封装形式的产品性能和可靠性非常好，这得益于盖层与基底之间的密封圈4的结构，然而这种封装的成本较高，且最终产品的厚度较厚，不利于当前射频前端对产品尺寸越来越小的发展需求。

当前一个替代的方法是将制作有声学器件的基底直接装配在基板上，并利用一层密封薄膜来对形成内部空腔以此来隔绝环境对声学器件的影响，如图2所示。然而，这种结构由于采用一层密封薄膜来实现，故产品的可靠性不高，特别是对一些热冲击和温度循环的可靠性测试，其风险较高。从图2可以看出，密封空腔6由基底3和密封薄膜14以及基板1包围而成，塑封13和密封空腔6对制作在基底3上的声学器件5起到保护作用，声学器件5通过导线层7以及焊球10与基板1做电连接，并最终将信号导出到外部引脚。当在周围环境条件变化时，密封膜14的结构也会随周围环境而发生变化，当其变化量或累计变化量超过材料本身的强度极限时，将出现断裂或空洞15，从而引起密封失效。

发明内容

为解决或缓解现有技术中的存在的技术问题的至少一个方面，提出本发明。

根据本发明的实施例的一个方面，提出了一种器件封装模块，包括：

器件单元，具有器件基底以及设置在器件基底的第一表面的器件；