CN110690868A - 一种滤波器的新型晶圆级封装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种滤波器的新型晶圆级封装方法，涉及半导体封装领域，本申请公开的封装方法利用晶圆键合技术将载片晶圆上的密封膜层与基底晶圆对位键合，在基底晶圆的叉指换能器的周围形成密封的薄膜封盖结构，没有释放孔的薄膜封盖气密性良好，避免了传统薄膜封装时用液体密封小孔，会出现漏液导致腐蚀牺牲层和内部元件的情况，薄膜封盖的形状没有局限，可以根据实际情况应用于更多场景，且非牺牲层结构降低了工艺难度，提高了加工效率；可回收载片晶圆可以重复利用，提升了加工效率并降低工艺成本；锡球将叉指换能器与外部的电路基板或者PCB板电连接，加强层保证了封装的稳定，使得滤波器可以适用于更多应用场所。
Description
技术领域
本发明涉及到半导体封装领域，尤其是一种滤波器的新型晶圆级封装方法。
背景技术
随着智能终端设备的发展，设备对滤波器及其相关组件的集成化要求越来越高。这对滤波器小尺寸封装提出了迫切需求。
2007年LETI提出了体声波(Bulk Acoustic Wave，BAW)滤波器的薄膜封装技术，其主要结构如图1所示，主要包括带释放孔的牺牲层薄膜封装结构其主要流程为：利用光刻胶作为牺牲层、通过小孔刻蚀牺牲层、利用聚合物(Polymer)旋涂以密封小孔。由于传统的带孔结构在用液体密封时可能会出现漏液等情况，会腐蚀牺牲层结构，或者密封时可能会产生一些气泡，刚开始气泡是分离的，随着时间的推移和环境的影响，气泡可能会连通并最终与大气相通，从而导致气密性下降。
发明内容
本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种滤波器的新型晶圆级封装方法，本发明的技术方案如下：
一种滤波器的新型晶圆级封装方法，方法包括如下步骤：
步骤1、在载片晶圆上制作腔体结构；
步骤2、在载片晶圆上制作临时键合胶，在临时键合胶上制作密封膜层；
步骤3、在基底晶圆表面制作叉指换能器；
步骤4、将基底晶圆和载片晶圆进行对位键合，载片晶圆的腔体结构处的密封膜层形成覆盖叉指换能器的薄膜封盖，叉指换能器位于薄膜封盖和基底晶圆之间的密封的腔体结构内；
步骤5、对载片晶圆进行紫外解键合，并回收载片晶圆；
步骤6、在基底晶圆表面制作电连接叉指换能器的电极；
步骤7、在薄膜封盖、电极及基底晶圆的其他区域淀积加强层；
步骤8、用植球工艺在电极上制作锡球完成此次封装工艺；
步骤9、利用回收的载片晶圆再次执行步骤2进行下一次封装工艺。
其进一步的技术方案为，在步骤2之后，封装方法还包括：
在载片晶圆的腔体结构处的密封膜层上制作匹配金属电路层，并在匹配金属电路层的表面淀积密封介质层；
或者，在密封膜层上制作若干层匹配金属电路层，每两层匹配金属电路层之间制作支撑层隔开，并在最外层的匹配金属电路层的表面淀积密封介质层。
其进一步的技术方案为，在步骤6之后，封装方法还包括：
在薄膜封盖上制作匹配金属电路层，加强层覆盖匹配金属电路层；
或者，在薄膜封盖上制作若干层匹配金属电路层，每两层匹配金属电路层之间制作支撑层隔开，加强层覆盖最外层的匹配金属电路层。
其进一步的技术方案为，封装方法还包括：
通过刻蚀工艺使最外层的匹配金属电路层上的焊盘外露。
本发明的有益技术效果是：
本申请的一种滤波器的新型晶圆级封装方法，按照其封装方法制备的封装结构包括非牺牲层空腔结构、没有释放孔的薄膜封盖、加强层以及匹配金属电路层。非牺牲层空腔结构降低了工艺难度，提高了加工效率，且没有释放孔的薄膜封盖结构气密性良好，避免了传统薄膜封装时用液体密封小孔，会出现漏液导致腐蚀牺牲层和内部元件的情况；本申请不局限薄膜封盖的形状，可以根据实际情况应用于更多场景；可回收载片晶圆可以重复利用，提升了加工效率；本申请还公开了多种制备匹配金属电路层的方法，增加了生产效率和滤波器的性能；锡球可以将叉指换能器与外部的电路基板或者PCB板电连接；且加强层保证了封装的稳定，使得滤波器可以适用于更多应用场所。
附图说明
图1是BAW滤波器的传统薄膜封装结构的示意图。
图2是本申请公开的滤波器的新型晶圆级封装方法的步骤1-步骤3的结构示意图。
图3是本申请公开的滤波器的新型晶圆级封装方法的封装结构示意图。
图4是本申请公开的滤波器的新型晶圆级封装方法的一种制备匹配金属电路层的流程图。
图5是本申请公开的制备匹配金属电路层的结构图。
图6是本申请公开的滤波器的新型晶圆级封装方法的一种制备匹配金属电路层的封装结构示意图。
图7是本申请公开的滤波器的新型晶圆级封装方法的另一种制备匹配金属电路层的流程图。
图8是本申请公开的滤波器的新型晶圆级封装方法的另一种制备匹配金属电路层的封装结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。
一种滤波器的新型晶圆级封装方法，该方法包括如下步骤：
步骤1、在载片晶圆3上通过光刻、刻蚀制作腔体结构。
步骤2、在载片晶圆上通过旋涂或者贴敷制作临时键合胶4，在临时键合胶4上通过旋涂或者贴敷制作密封膜层5，如图2所示。
步骤3、在基底晶圆1表面通过光刻、刻蚀或者剥离工艺制作叉指换能器2，如图2所示。
步骤4、将基底晶圆1和载片晶圆3进行对位键合，载片晶圆3的腔体结构处的密封膜层5形成覆盖所述叉指换能器2的薄膜封盖6，叉指换能器2位于薄膜封盖6和所述基底晶圆1之间的密封的腔体结构内。此密封的腔体结构无需制作牺牲层，降低了工艺难度，提高了加工效率。此薄膜封盖无释放孔结构，气密性良好，与传统薄膜封装技术相比，避免了使用液体密封小孔导致腐蚀牺牲层和内部元件的情况，且本申请的薄膜封盖的形状没有局限性，可以根据实际情况设计薄膜封盖的形状并应用于更多场景。
步骤5、对载片晶圆3进行紫外解键合，并回收载片晶圆3，可重复利用的载片晶圆提升了生产效率和利用率，降低了产品成本。
步骤6、在基底晶圆1表面通过光刻、刻蚀或者剥离工艺制作电连接叉指换能器2的电极7。
步骤7、在薄膜封盖6、电极7及基底晶圆1的其他区域上淀积加强层8，加强层保证了滤波器的稳定性，使得滤波器可以适用于更多应用场所。
步骤8、用植球工艺制作锡球9，锡球9制作在电极7上，得到了如图3所示的封装结构。锡球可以将叉指换能器与外部的电路基板或者PCB板电连接。
步骤9、利用回收的载片晶圆3再次执行步骤2进行下一次封装工艺。将载片晶圆的空腔结构重复利用。
当该滤波器包括匹配金属电路层10时，有两种制备匹配金属电路层10的方法，提高了封装的生产效率和滤波器的性能。请参考图4，其示出了本申请公开的滤波器的新型晶圆级封装方法的一种制备匹配金属电路层的流程图，结合图4-图6，在步骤2后，该方法包括如下步骤：
在载片晶圆3的腔体结构处的密封膜层5上制作匹配金属电路层10，并在匹配金属电路层10的表面淀积密封介质层11，匹配金属电路层10电连接叉指换能器2。可选的，密封介质层11的材质与密封膜层5的材质相同。
或者，在密封膜层5上制作若干层匹配金属电路层10，若干层匹配金属电路层10相连并电连接叉指换能器2，每两层匹配金属电路层10之间制作支撑层隔开，并在最外层的匹配金属电路层10的表面淀积密封介质层11，可选的，密封介质层11的材质与密封膜层5的材质相同。如图5所示，本申请以制作一层匹配金属电路层10为例。
经过后续步骤3-步骤8得到了如图6所示的封装结构。
请参考图7，其示出了本申请公开的滤波器的新型晶圆级封装方法的另一种制备匹配金属电路层的流程图，结合图7-图8，在步骤6后，该方法包括如下步骤：
在薄膜封盖6上制作匹配金属电路层10，匹配金属电路层10电连接叉指换能器2。代替步骤7，加强层8覆盖在匹配金属电路层10、电极7及基底晶圆1的其他区域。
或者，在薄膜封盖6上制作若干层匹配金属电路层10，若干层匹配金属电路层10相连并电连接叉指换能器2，每两层匹配金属电路层10之间制作支撑层12隔开，代替步骤7，加强层8覆盖在最外层的匹配金属电路层10、电极7及基底晶圆1的其他区域。可选的，支撑层12的材质可以与薄膜封盖6的材质相同。如图8所示，本申请以制作两层匹配金属电路层10为例。
经过步骤8得到了如图8所示的封装结构。
若该滤波器包括匹配金属电路层10，则还可以包括步骤10、利用光刻、刻蚀工艺刻蚀加强层8和薄膜封盖6将最外层的匹配金属电路层10上的焊盘外露。
或者，利用光刻、刻蚀工艺刻蚀加强层8将最外层的匹配金属电路层10上的焊盘外露。
切割、测试得到的最终产品。
以上所述的仅是本申请的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种滤波器的新型晶圆级封装方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤1、在载片晶圆上制作腔体结构；
步骤2、在载片晶圆上制作临时键合胶，在所述临时键合胶上制作密封膜层；
步骤3、在基底晶圆表面制作叉指换能器；
步骤4、将所述基底晶圆和所述载片晶圆进行对位键合，所述载片晶圆的腔体结构处的密封膜层形成覆盖所述叉指换能器的薄膜封盖，所述叉指换能器位于所述薄膜封盖和所述基底晶圆之间的密封的腔体结构内；
步骤5、对所述载片晶圆进行紫外解键合，并回收所述载片晶圆；
步骤6、在所述基底晶圆表面制作电连接所述叉指换能器的电极；
步骤7、在所述薄膜封盖、所述电极及所述基底晶圆的其他区域淀积加强层；
步骤8、用植球工艺在所述电极上制作锡球完成此次封装工艺；
步骤9、利用回收的所述载片晶圆再次执行步骤2进行下一次封装工艺。
2.根据权利要求1所述的滤波器的新型晶圆级封装方法，其特征在于，在步骤2之后，所述方法还包括：
在所述载片晶圆的腔体结构处的密封膜层上制作匹配金属电路层，并在所述匹配金属电路层的表面淀积密封介质层；
或者，在所述密封膜层上制作若干层匹配金属电路层，每两层所述匹配金属电路层之间制作支撑层隔开，并在最外层的匹配金属电路层的表面淀积密封介质层。
3.根据权利要求1所述的滤波器的新型晶圆级封装方法，其特征在于，在步骤6之后，所述方法还包括：
在所述薄膜封盖上制作匹配金属电路层，所述加强层覆盖所述匹配金属电路层；
或者，在所述薄膜封盖上制作若干层所述匹配金属电路层，每两层所述匹配金属电路层之间制作支撑层隔开，所述加强层覆盖最外层的匹配金属电路层。
4.根据权利要求2或3所述的滤波器的新型晶圆级封装方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过刻蚀工艺使最外层的匹配金属电路层上的焊盘外露。
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