CN101683967B - 一种用于射频微机电系统的圆片级封装方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于射频微机电系统的圆片级封装机构及方法，利用表面微加工技术和三维光刻技术，将带封装的射频微机电系统器件RF MEMS通过侧面引线连接到焊球9处，从而实现了封装，避免了传统的RFMEMS封装需要打通孔的工艺，有效地保证了器件可动部分结构受到保护并且形成密封环境，从而保证RFMEMS器件的批量制作和器件的正常工作。
Description
技术领域
本发明涉及射频微机电系统(RF MEMS)的封装技术领域，特别涉及一种用于射频微机电系统的圆片级封装机构及方法。
背景技术
射频微机电系统(RF MEMS)产生于20世纪90年代，它是射频通讯技术和MEMS技术的发展和相互交叉的基础上发展起来的研究热点。
由于RF MEMS的研究近年来发展迅速，各种高性能的RF MEMS器件已经相继地报道。但是与集成电路不同的是，目前关于RF MEMS器件的封装并没有一个非常好的方案，这主要是由于RF MEMS器件其本身的特点决定的。首先，一般来说RF MEMS器件都有一个可动的悬空部分，这个部分在封装过程不能受到损害，否则器件就失效了，这一点为其封装带来了难度。其次，RF MEMS器件在工作时需要一个密封的环境来保证其稳定有效地工作。最后，作为射频器件，对于RF MEMS信号在封装结构中如何引出和互连，也是RF MEMS封装技术上的难点。现有的关于RF MEMS的封装方案在文献1(文献1：Entesari K.，Rebeiz G.M.，“A Low-Loss Microstrip Surface-Mount K-BandPackage”，in Proceedings of the lst European MicrowaveIntegrated Circuits Conference，EuMIC 2006，2007，pp.537-540)提到了打孔封装方案，其高频性能好，但其需要打孔工艺，该工艺由 于其工艺复杂价格昂贵而在大规模生产应用中受到限制；在文献2(文献2：Carchon G.J.，Jourdain A，“Integration of 0/1-LevelPackaged RF-MEMS Devices on MCM-D at Millimeter-WaveFrequencies”，IEEE Transactions on Advanced Packaging 2007，v30，pp.369-376)提到的大凸点直接倒装焊的封装方案，由于其凸点的寄生参数和可靠性问题而限制其应用。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于射频微机电系统的圆片级封装机构及方法，能够大大降低了对器件射频性能的影响。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种用于射频微机电系统的圆片级封装机构，包括衬底2，衬底2上设置有RF MEMS器件1和信号传输线3；衬底2通过密封材料4与顶盖材料5压焊在一起；衬底2的四周有斜角10，信号传输线3和侧壁引线7铺设在斜角10上相连，并进一步与封装顶引线8连接到焊球9。
如果密封材料4的厚度小于40um，顶盖材料5上配置有空腔6。
一种用于射频微机电系统的圆片级封装方法，其步骤如下：
1、在设置有RF MEMS器件1和信号传输线3的衬底2四周淀积密封材料4，在顶盖材料5上腐蚀出空腔6；
2、倒转衬底2，将其粘焊到顶盖材料5上，对衬底2的四周进行加工形成斜角10，在斜角10上利用三维光刻工艺进行制作，将侧 壁引线7与信号传输线3相连接；
3、在衬底2底部，在整个封装结构的顶部再布线使封装顶引线8与侧壁引线7相连接，在衬底底部将焊球9与封装顶引线8相连接。
如果密封材料4的厚度达到40um以上，那么可以不用做腐蚀空腔6。
本发明的封装方法避免了传统的衬底打孔的工艺，可以有效地保证RF MEMS器件1的可动部分结构受到保护并且形成密封环境保证RF MEMS器件1的正常工作；采用顶盖腐蚀出空腔的方法可以降低封装结构对器件间互连引线的高频性能的影响。
附图说明
图1为本发明侧壁引线的封装结构的剖面图。
图2为本发明的互连引线设计的剖面图(a)和平面图(b)。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的原理进行详细说明。
参见图1，衬底2上设置有RF MEMS器件1和信号传输线3；衬底2通过密封材料4与顶盖材料5压焊在一起；衬底2的四周有斜角10，信号传输线3和侧壁引线7铺设在斜角10上相连，并进一步与封装顶引线8连接到焊球9。
如果密封材料4的厚度小于40um，顶盖材料5上配置有空腔6。
参见图2，顶盖材料5上面的信号传输线3通过在顶盖材料5腐蚀出空腔6来减少影响；密封材料4上面的信号传输线3如果不长，即低于200微米可以不重新设计，如果确定的信号传输线3的长度超 过200微米，则需要利用优化公式，即常规应用于计算CPW特征阻抗的保形映射的方法，重新设计信号传输线3以达到50欧姆匹配的目的。
根据以上对附图的详细说明，总结为，一种用于射频微机电系统的圆片级封装方法，其步骤如下：
1、在设置有RF MEMS器件1和信号传输线3的衬底2四周淀积密封材料4，在顶盖材料5上腐蚀出空腔6；
2、倒转衬底2将其粘焊到顶盖材料5上，对衬底2的四周进行加工形成斜角10，在斜角10上利用三维光刻工艺进行制作，将侧壁引线7与信号传输线3相连接；
3、在衬底2底部，倒过来之后也就是整个封装结构的顶部再布线使封装顶引线8与侧壁引线7相连接，在衬底底部焊球9与封装顶引线8相连接。
如果密封材料4的厚度小于40um，顶盖材料5上腐蚀有空腔6；如果密封材料4的厚度达到40um以上，那么可以不用做腐蚀空腔6。
Claims (2)
1.一种用于射频微机电系统的圆片级封装方法，其特征在于，步骤如下：1、在设置有RF MEMS器件(1)和信号传输线(3)的衬底(2)四周淀积密封材料(4)，2、倒转衬底(2)将其粘焊到顶盖材料(5)上，对衬底(2)的四周进行加工形成斜角(10)，在斜角(10)上利用三维光刻工艺进行制作，将侧壁引线(7)与信号传输线(3)相连接；3、在衬底(2)底部，在整个封装结构的顶部再布线使封装顶引线(8)与侧壁引线(7)相连接，在衬底底部焊球(9)与封装顶引线(8)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于射频微机电系统的圆片级封装方法，其特征在于，如果密封材料(4)的厚度小于40um，在顶盖材料(5)上腐蚀出空腔(6)。
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