CN111654262A - 一种saw滤波器芯片的晶圆级封装方法及晶圆级封装结构 - Google Patents

一种saw滤波器芯片的晶圆级封装方法及晶圆级封装结构 Download PDF

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CN111654262A CN202010568233.7A CN202010568233A CN111654262A CN 111654262 A CN111654262 A CN 111654262A CN 202010568233 A CN202010568233 A CN 202010568233A CN 111654262 A CN111654262 A CN 111654262A
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Abstract

本发明提供了一种SAW滤波器芯片的晶圆级封装方法及晶圆级封装结构,其方法包括:对封装晶圆进行离子注入和刻蚀工艺处理形成封装盖板;将封装晶圆上的封装盖板安装在滤波器晶圆上的滤波器芯片上,并去除封装盖板之外的封装晶圆,实现超薄晶圆级封装结构。通过封装晶圆安装在滤波器晶圆的方式,缩小封装厚度,便于滤波器晶圆的小型化,采用晶圆级封装技术,降低滤波器封装的平面尺寸,利用离子注入技术在封装晶圆上形成了超薄的封装盖板结构,该结构的厚度是传统机械减薄工艺难以实现的厚度,降低了封装芯片的厚度。离子注入的目的是在注入深度的位置形成一层非晶层,使得封装晶圆较容易在非晶层的位置实现内部分离。

Description

一种SAW滤波器芯片的晶圆级封装方法及晶圆级封装结构
技术领域
本发明涉及声表面波滤波器技术领域,尤其涉及一种SAW滤波器芯片的晶圆级封装方法及晶圆级封装结构。
背景技术
SAW(Surface Acoustic Wave,声表面波)滤波器具有体积小、重量轻、损耗低和频率选择性好等优势,是无线通讯系统中的核心元器件,已广泛用于移动通信、导肮、卫星通信、雷达等无线通讯系统。目前,SAW滤波器封装形式主要有陶瓷管壳封装、芯片级封装(Chip SizePackage,简称CSP)技术和晶圆级封装(Wafer Level Package,WLP)。其中陶瓷管壳封装是基于具有扁平焊接引脚的陶瓷封装和引线键合技术,器件的最小尺寸可到3mm×3mm×1mm,陶瓷外壳的封装与芯片面积之比为1.9~2.5。芯片级封装利用平面陶瓷基板和倒装焊代替陶瓷管壳和引线键合实现电气互联的方式,再采用塑封进行封装,之后通过切割形成独立单元,可进一步降低器件尺寸,典型的SAW滤波器的CSP封装尺寸是1.1mm×0.9mm×0.5mm,封装与芯片面积之比降到1.4。最新的WLP封装是通过芯片晶圆和封装晶圆进行晶圆键合,再对封装晶圆进行背面减薄,之后刻蚀通孔,再封装晶圆上制作引出电极,为了保证芯片晶圆和封装晶圆机械减薄过程中的可靠性,芯片晶圆的厚度最小一般0.2mm,封装晶圆的厚度最小一般0.15mm,芯片面积进一步降低至0.8mm×0.6mm,封装与芯片面积之比降到1,但是封装厚度仍然超过0.35mm,此外还有引出锡球的高度。
随着手机等移动通信产品对小型化、集成化和超薄化的要求的提高,晶圆级封装的SAW滤波器的厚度仍需要进一步降低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足,提供一种SAW滤波器芯片的晶圆级封装方法及晶圆级封装结构。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种SAW滤波器芯片的晶圆级封装方法,其包括:
对封装晶圆进行离子注入和刻蚀工艺处理形成封装盖板;
将所述封装晶圆上的封装盖板安装在所述滤波器晶圆上的滤波器芯片上。
本发明的有益效果是:通过将封装晶圆上的封装盖板安装在所述滤波器晶圆上的滤波器芯片上的方式,缩小封装厚度,便于滤波器晶圆的小型化,采用晶圆级封装技术,降低滤波器封装的平面尺寸,利用离子注入技术在封装晶圆上形成了超薄的封装盖板结构,该结构的厚度是传统机械减薄工艺难以实现的厚度,因此,与传统晶圆级封装技术相比,降低了封装芯片的厚度。离子注入的目的是在注入深度的位置形成一层非晶层,所述非晶层破坏了所述封装晶圆内部的化学键,使得封装晶圆较容易在非晶层的位置实现内部分离。
进一步地,所述将所述封装晶圆上的封装盖板安装在所述滤波器晶圆上的滤波器芯片上的步骤,包括:
在压电衬底上制备具有换能器电极和输入输出电极的滤波器芯片,形成所述滤波器晶圆;其中,所述输入输出电极设置在所述换能器电极的外侧;
将所述封装晶圆安装在滤波器晶圆上;其中,部分所述输入输出电极裸露在所述封装盖板的外侧。
采用上述进一步方案的有益效果是:部分所述输入输出电极裸露在所述封装盖板的外侧,相比传统SAW芯片的晶圆级封装技术,本发明没有高成本的传统的利用通孔刻蚀或侧壁光刻技术进行电极引出的工艺过程,降低了封装成本和难度。
进一步地,所述将所述封装晶圆上的封装盖板安装在所述滤波器晶圆上的滤波器芯片上的步骤,包括:
在所述输入输出电极上设置金属层;
在所述金属层上设置用于晶圆键合的晶圆键合胶;其中,部分所述金属层裸露在所述晶圆键合胶的外侧;
将所述封装晶圆通过所述晶圆键合胶安装在所述滤波器晶圆上,其中所述封装盖板与滤波器芯片上的晶圆键合胶相对应。
采用上述进一步方案的有益效果是:设置金属层作为输入输出电极的加厚电极,提高输入输出电极的可靠性以及稳定性。在封装晶圆的上表面,通过刻蚀工艺,制作封装盖板,封装盖板的外围形状与滤波器晶圆上晶圆键合胶图形相对应,且完全覆盖晶圆键合胶图形所包围的部分。
进一步地,所述对封装晶圆进行离子注入和刻蚀工艺处理形成封装盖板的步骤包括:
通过离子注入工艺,将封装晶圆分为用于封装滤波器晶圆的封装盖板、非晶层以及封装晶圆剩余层;
通过刻蚀工艺在封装盖板上形成与滤波器晶圆上的晶圆键合胶外形适配的封装盖板结构。
采用上述进一步方案的有益效果是:离子注入的目的是在注入深度的位置形成一层非晶层,所述非晶层破坏了所述封装晶圆内部的化学键,使得封装晶圆较容易在非晶层的位置实现内部分离。
进一步地,所述将所述封装晶圆上的封装盖板安装在所述滤波器晶圆上的滤波器芯片上的步骤,包括:
在所述非晶层的位置将所述封装晶圆剩余层与所述封装盖板分离;
对裸露在所述晶圆键合胶的金属层部分进行植球工艺处理;
通过划片工艺对滤波器晶圆进行分割处理。
采用上述进一步方案的有益效果是:去除掉的封装晶圆经表面抛光后可再次利用,实现对封装晶圆的多次利用,提高材料利用率,降低封装成本。相比传统SAW芯片的晶圆级封装技术,本发明去除掉的封装晶圆经过表面抛光后,可重复多次利用,进一步降低封装成本,而传统技术采用机械减薄,只能利用一次。对滤波器晶圆的压电衬底的背面可选择的进行晶圆减薄抛光工艺,以便进一步减小封装厚度。在上述工艺步骤中露出的部分金属层区域,进行焊球的植球工艺,以便与外部PCB板通过焊接或回流焊实现电连接。也可利用制作焊柱来替代植球,与外部实现电连接。最后利用激光划片或砂轮划片工艺,沿SAW滤波器晶圆上的切割道切割,完成封装芯片的相互分离,从而完成超薄晶圆级SAW芯片的封装。
此外,本发明还提供了一种SAW滤波器芯片的晶圆级封装结构,其包括:滤波器芯片、用于封装所述滤波器芯片的封装盖板,所述封装盖板设置在所述滤波器芯片上。
本发明的有益效果是:通过封装盖板安装在滤波器晶圆的方式,缩小封装厚度,便于滤波器晶圆的小型化,采用晶圆级封装技术,降低滤波器封装的平面尺寸,利用离子注入技术在封装晶圆上形成了超薄的封装盖板结构,该结构的厚度是传统机械减薄工艺难以实现的厚度,因此,与传统晶圆级封装技术相比,也大大降低了封装芯片的厚度。离子注入的目的是在注入深度的位置形成一层非晶层,所述非晶层破坏了所述封装晶圆内部的化学键,使得封装晶圆较容易在非晶层的位置实现内部分离。
进一步地,所述滤波器芯片包括:换能器电极、输入输出电极以及压电衬底,所述换能器电极以及所述输入输出电极均设置在所述压电衬底上,所述输入输出电极设置在所述换能器电极的两侧。
采用上述进一步方案的有益效果是:部分所述输入输出电极裸露在所述封装盖板的外侧,相比传统SAW芯片的晶圆级封装技术,本发明没有高成本的传统的利用通孔刻蚀或侧壁光刻技术进行电极引出的工艺过程,降低了封装成本和难度。
进一步地,封装盖板设置在所述输入输出电极上,部分所述输入输出电极裸露在所述封装盖板的外侧。
进一步地,还包括:金属层以及晶圆键合胶,所述晶圆键合胶为封闭或不完全封闭的环形结构,所述晶圆键合胶位于换能器电极的外围及所述金属层的上方,部分所述金属层裸露在所述晶圆键合胶的外侧,所述封装盖板通过所述晶圆键合胶设置在所述金属层上。
采用上述进一步方案的有益效果是:设置金属层作为输入输出电极的加厚电极,提高输入输出电极的可靠性以及稳定性。在封装晶圆的上表面,通过刻蚀工艺,制作封装盖板,封装盖板的外围形状与滤波器晶圆上晶圆键合胶图形相对应,且完全覆盖晶圆键合胶图形所包围的部分。
进一步地,还包括:用于连接外部器件的焊球,所述焊球设置在金属层上。
采用上述进一步方案的有益效果是:在上述工艺步骤中露出的部分金属层区域,进行焊球的植球工艺,以便与外部PCB板通过焊接或回流焊实现电连接。也可利用制作焊柱来替代植球,与外部实现电连接。
本发明附加的方面的优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明实践了解到。
附图说明
图1为本发明实施例提供的滤波器晶圆的封装方法的示意性流程图。
图2为本发明实施例提供的滤波器晶圆的结构示意图之一。
图3为本发明实施例提供的滤波器晶圆的结构示意图之二。
图4为本发明实施例提供的滤波器晶圆的结构示意图之三。
图5为本发明实施例提供的滤波器晶圆的结构示意图之四。
图6为本发明实施例提供的滤波器晶圆的结构示意图之五。
图7为本发明实施例提供的滤波器晶圆的结构示意图之六。
图8为本发明实施例提供的滤波器晶圆的结构示意图之七。
图9为本发明实施例提供的滤波器晶圆的结构示意图之八。
图10为本发明实施例提供的滤波器晶圆的结构示意图之九。
图11为本发明实施例提供的滤波器晶圆的结构示意图之十。
图12为本发明实施例提供的滤波器晶圆的结构示意图之十一。
附图标号说明:1-滤波器芯片;2-封装晶圆;3-换能器电极;4-输入输出电极;5-压电衬底;6-金属层;7-晶圆键合胶;8-焊球;9-封装盖板;10-非晶层。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。
如图1至图12所示,图1为本发明实施例提供的滤波器晶圆的封装方法的示意性流程图。图2为本发明实施例提供的滤波器晶圆的结构示意图之一。图3为本发明实施例提供的滤波器晶圆的结构示意图之二。图4为本发明实施例提供的滤波器晶圆的结构示意图之三。图5为本发明实施例提供的滤波器晶圆的结构示意图之四。图6为本发明实施例提供的滤波器晶圆的结构示意图之五。图7为本发明实施例提供的滤波器晶圆的结构示意图之六。图8为本发明实施例提供的滤波器晶圆的结构示意图之七。图9为本发明实施例提供的滤波器晶圆的结构示意图之八。图10为本发明实施例提供的滤波器晶圆的结构示意图之九。图11为本发明实施例提供的滤波器晶圆的结构示意图之十。图12为本发明实施例提供的滤波器晶圆的结构示意图之十一。
图7中的箭头代表离子注入工艺。图12中的虚线代表切割位置。
如图1所示,本发明实施例提供了一种SAW滤波器芯片的晶圆级封装方法,其包括:
S1、对封装晶圆进行离子注入和刻蚀工艺处理形成封装盖板;
S2、将所述封装晶圆上的封装盖板安装在所述滤波器晶圆上的滤波器芯片上。
本发明的有益效果是:通过将封装晶圆上的封装盖板安装在所述滤波器晶圆上的滤波器芯片上的方式,缩小封装厚度,便于滤波器晶圆的小型化,采用晶圆级封装技术,降低滤波器封装的平面尺寸,利用离子注入技术在封装晶圆上形成了超薄的封装盖板结构,该结构的厚度是传统机械减薄工艺难以实现的厚度,因此,与传统晶圆级封装技术相比,也大大降低了封装芯片的厚度。离子注入的目的是在注入深度的位置形成一层非晶层,所述非晶层破坏了所述封装晶圆内部的化学键,使得封装晶圆较容易在非晶层的位置实现内部分离。
本发明涉及一种声表面波(Surface Acoustic Wave,SAW)滤波器芯片的晶圆级封装技术领域,具体涉及一种SAW滤波器芯片的超薄晶圆级封装方法及其结构。针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种SAW滤波器超薄晶圆级封装的方法及其结构,进一步降低封装厚度,并且可以实现对封装晶圆的多次利用,提高材料利用率,降低封装成本。
本发明实施例提供的一种SAW芯片的晶圆级封装方法及其结构,所述方法包括以下工艺步骤:
1)准备一片SAW滤波器晶圆,所述晶圆具有SAW滤波器的换能器电极、输入输出电极以及压电衬底。
2)在所述SAW滤波器晶圆上的输入输出电极之上制作一金属层104,作为所述输入输出电极的加厚电极。
3)在SAW滤波器晶圆上制作用于晶圆键合胶图形,所述晶圆键合胶图形为封闭或不完全封闭的环形结构,所述晶圆晶圆键合胶图形位于换能器电极的外围及所述金属层的上方,并在圆环外部露出部分所述金属层部分。
4)取一封装晶圆上,所述封装晶圆可为铌酸锂、钽酸锂、石英、蓝宝石、硅基片的任一种。
5)在距所述封装晶圆上表面一定深度的位置,进行离子注入。
6)在所述封装晶圆上,通过刻蚀工艺,形成封装盖板结构。
7)将所述封装晶圆与SAW滤波器晶圆进行对准贴合,所述封装盖板与晶圆键合胶图形黏贴在一起。
8)在封装晶圆的离子注入的位置,将封装晶圆上的封装盖板以外的封装晶圆部分整个去除。去除掉的封装晶圆经表面抛光后可再次利用。
9)在露出的输入输出加厚电极的位置,植球。
10)通过划片工艺,完成晶圆级封装的SAW滤波器芯片的分离。
本发明采用晶圆级封装技术,大大降低SAW滤波器封装的平面尺寸的基础上,利用离子注入技术在封装晶圆上形成了超薄的封装盖板结构,该结构的厚度是传统机械减薄工艺难以实现的厚度,因此,与传统晶圆级封装技术相比,也大大降低了封装芯片的厚度。相比传统SAW芯片的晶圆级封装技术,本发明没有高成本的传统的利用通孔刻蚀或侧壁光刻技术进行电极引出的工艺过程,降低了封装成本和难度。
相比传统SAW芯片的晶圆级封装技术,本发明去除掉的封装晶圆经过表面抛光后,可重复多次利用,进一步降低封装成本,而传统技术采用机械减薄,只能利用一次。
进一步地,所述将所述封装晶圆上的封装盖板安装在所述滤波器晶圆上的滤波器芯片上的步骤,包括:
在压电衬底上制备具有换能器电极和输入输出电极的滤波器芯片,形成所述滤波器晶圆;其中,所述输入输出电极设置在所述换能器电极的外侧;
将所述封装晶圆安装在滤波器晶圆上;其中,部分所述输入输出电极裸露在所述封装盖板的外侧。
采用上述进一步方案的有益效果是:部分所述输入输出电极凸出于所述封装晶圆设置,相比传统SAW芯片的晶圆级封装技术,本发明没有高成本的传统的利用通孔刻蚀或侧壁光刻技术进行电极引出的工艺过程,降低了封装成本和难度。
进一步地,所述将所述封装晶圆上的封装盖板安装在所述滤波器晶圆上的滤波器芯片上的步骤,包括:
在所述输入输出电极上设置金属层;
在所述金属层上设置用于晶圆键合的晶圆键合胶;其中,部分所述金属层裸露在所述晶圆键合胶的外侧;
将所述封装晶圆通过所述晶圆键合胶安装在所述滤波器晶圆上,其中所述封装盖板与滤波器芯片上的晶圆键合胶相对应。
采用上述进一步方案的有益效果是:设置金属层作为输入输出电极的加厚电极,提高输入输出电极的可靠性以及稳定性。在封装晶圆的上表面,通过刻蚀工艺,制作封装盖板,封装盖板的外围形状与滤波器晶圆上晶圆键合胶图形相对应,且完全覆盖晶圆键合胶图形所包围的部分。
进一步地,所述对封装晶圆进行离子注入和刻蚀工艺处理的步骤包括:
通过离子注入工艺,将封装晶圆分为用于封装滤波器晶圆的封装盖板、非晶层以及封装晶圆剩余层;
通过刻蚀工艺在封装盖板上形成与滤波器晶圆上的晶圆键合胶外形适配的封装盖板结构。
采用上述进一步方案的有益效果是:离子注入的目的是在注入深度的位置形成一层非晶层,所述非晶层破坏了所述封装晶圆内部的化学键,使得封装晶圆较容易在非晶层的位置实现内部分离。
进一步地,将所述封装晶圆层与所述非晶层分离,在封装晶圆的离子注入的位置,将封装晶圆上的封装盖板以外的封装晶圆部分整个去除。
采用上述进一步方案的有益效果是:去除掉的封装晶圆经表面抛光后可再次利用,实现对封装晶圆的多次利用,提高材料利用率,降低封装成本。相比传统SAW芯片的晶圆级封装技术,本发明去除掉的封装晶圆经过表面抛光后,可重复多次利用,进一步降低封装成本,而传统技术采用机械减薄,只能利用一次。对滤波器晶圆的压电衬底的背面可选择的进行晶圆减薄抛光工艺,以便进一步减小封装厚度。
进一步地,所述将所述封装晶圆上的封装盖板安装在所述滤波器晶圆上的滤波器芯片上的步骤,包括:
在所述非晶层的位置将所述封装晶圆剩余层与所述封装盖板分离;
对裸露在所述晶圆键合胶的金属层部分进行植球工艺处理;
通过划片工艺对滤波器晶圆进行分割处理。
采用上述进一步方案的有益效果是:在上述工艺步骤中露出的部分金属层区域,进行焊球的植球工艺,以便与外部PCB板通过焊接或回流焊实现电连接。也可利用制作焊柱来替代植球,与外部实现电连接。最后利用激光划片或砂轮划片工艺,沿SAW滤波器晶圆上的切割道切割,完成封装芯片的相互分离,从而完成超薄晶圆级SAW芯片的封装。
此外,本发明还提供了一种SAW芯片的晶圆级封装结构,其包括:滤波器芯片1、用于封装所述滤波器芯片1的封装盖板9,所述封装盖板9设置在所述滤波器芯片1上。
本发明的有益效果是:通过封装盖板安装在滤波器芯片的方式,缩小封装厚度,便于滤波器晶圆的小型化,采用晶圆级封装技术,降低滤波器封装的平面尺寸,利用离子注入技术在封装晶圆上形成了超薄的封装盖板结构,该结构的厚度是传统机械减薄工艺难以实现的厚度,因此,与传统晶圆级封装技术相比,也大大降低了封装芯片的厚度。离子注入的目的是在注入深度的位置形成一层非晶层,所述非晶层破坏了所述封装晶圆内部的化学键,使得封装晶圆较容易在非晶层的位置实现内部分离。
图2所示的SAW滤波器芯片的超薄晶圆级封装的结构,该结构包含压电衬底、输入输出电极、换能器电极、加厚金属层、晶圆键合胶图形、封装盖板和焊球,本发明是经过图3~图12的工艺步骤完成。
如图3所示,提供一SAW滤波器晶圆,所述SAW滤波器晶圆包含一压电衬底、输入输出电极和换能器结构,所述压电衬底可为铌酸锂、钽酸锂或石英等压电衬底中的任一种,所述压电衬底的厚度为100um~600um,进一步优选为200um~500um;所述输入输出电极位于换能器结构的外围的两侧,材质均为金属导电材料。
如图4所示,在SAW滤波器晶圆上制作金属层,进一步的,所述金属层的制作在输入输出电极的上方,用于输入输出电极的加厚,以便后续的植球工艺,所述金属层的厚度优选为0.5um~5um。
如图5所示,在SAW滤波器晶圆上制作晶圆键合胶图形,进一步的,所述胶图形为封闭或不完全封闭的环形,且制作在换能器结构的外围及金属层的上方,并露出部分金属层以备后续植球工艺,所述晶圆键合胶图形(即晶圆键合胶)的厚度为1um~50um,进一步优选为5um~10um。所述晶圆键合胶图形可为BCB(苯并环丁烯胶)、Glass Frit(玻璃胶)、光刻胶、PMMA(Polymethyl Methacrylate,聚甲基丙烯酸甲酯)、PI(聚酰亚胺)、PBO(Polybenzoxazole,聚苯并噁唑)等有机聚合物或玻璃聚合物中的任一种。
如图6所示,提供一封装晶圆,进一步的,所述封装晶圆,材质为铌酸锂、钽酸锂、石英、蓝宝石、硅基片的任一种,优选为铌酸锂。
如图7所示,从所述封装晶圆的上表面进行离子注入的工艺过程,进一步的,注入深度优选为0.5um~50um,离子注入的目的是在注入深度的位置形成一层非晶层,所述非晶层破坏了所述封装晶圆内部的化学键,使得封装晶圆较容易在非晶层的位置实现内部分离。
如图8所示,在所述封装晶圆的上表面,通过刻蚀工艺,制作封装盖板,进一步的,封装盖板的外围形状与SAW滤波器晶圆上晶圆键合胶图形相对应,且完全覆盖晶圆键合胶图形所包围的部分。
如图9所示,将SAW滤波器晶圆与封装晶圆对准后进行晶圆键合,进一步的,所述封装晶圆上的封装盖板与SAW滤波器晶圆上晶圆键合胶图形对准键合。完成晶圆键合厚,作为可选项,还可对SAW滤波器晶圆的压电衬底的背面进行晶圆减薄抛光工艺,优选的减薄厚度为100um~300um,以便进一步减小封装厚度。
如图10所示,将所述封装圆片的剩余部分从离子注入所形成的非晶层处整片分离,分离后的封装晶圆的剩余部分经过表面抛光后,可再次用于下一次的超薄晶圆级封装。
如图11所示,在上述工艺步骤中露出的部分金属层区域,进行焊球的植球工艺,以便与外部PCB(Printed Circuit Board,印刷线路板)板通过焊接或回流焊实现电连接。本步骤也可利用制作焊柱来替代植球,与外部实现电连接。
如图12所示,最后利用激光划片或砂轮划片工艺,沿SAW滤波器晶圆上的切割道切割,完成封装芯片的相互分离,从而完成超薄晶圆级SAW芯片的封装。
进一步地,所述滤波器芯片1包括:换能器电极3、输入输出电极4以及压电衬底5,所述换能器电极3以及所述输入输出电极4均设置在所述压电衬底5上,所述输入输出电极4设置在所述换能器电极3的两侧。
采用上述进一步方案的有益效果是:部分所述输入输出电极裸露在所述封装盖板的外侧,相比传统SAW芯片的晶圆级封装技术,本发明没有高成本的传统的利用通孔刻蚀或侧壁光刻技术进行电极引出的工艺过程,降低了封装成本和难度。
进一步地,还包括:金属层6以及晶圆键合胶7,所述晶圆键合胶7为封闭或不完全封闭的环形结构,所述晶圆键合胶7位于换能器电极3的外围及所述金属层6的上方,部分所述金属层6裸露在所述晶圆键合胶7的外侧,所述封装盖板9通过所述晶圆键合胶7设置在所述金属层6上。
采用上述进一步方案的有益效果是:设置金属层作为输入输出电极的加厚电极,提高输入输出电极的可靠性以及稳定性。在封装晶圆的上表面,通过刻蚀工艺,制作封装盖板,封装盖板的外围形状与滤波器芯片上晶圆键合胶图形相对应,且完全覆盖晶圆键合胶图形所包围的部分。
进一步地,所述封装晶圆2包括:用于封装滤波器芯片1的封装盖板9以及非晶层10,所述封装盖板9安装在所述滤波器芯片1上。
封装盖板9设置在所述输入输出电极4上,部分所述输入输出电极4裸露在所述封装盖板9的外侧。
采用上述进一步方案的有益效果是:将所述封装晶圆层与所述非晶层分离,在封装晶圆的离子注入的位置,将封装晶圆上的封装盖板以外的封装晶圆部分整个去除。去除掉的封装晶圆经表面抛光后可再次利用,实现对封装晶圆的多次利用,提高材料利用率,降低封装成本。相比传统SAW芯片的晶圆级封装技术,本发明去除掉的封装晶圆经过表面抛光后,可重复多次利用,进一步降低封装成本,而传统技术采用机械减薄,只能利用一次。对滤波器晶圆的压电衬底的背面可选择的进行晶圆减薄抛光工艺,以便进一步减小封装厚度。
进一步地,还包括:用于连接外部器件的焊球8,所述焊球8设置在所述金属层6上。
采用上述进一步方案的有益效果是:在上述工艺步骤中露出的部分金属层区域,进行焊球的植球工艺,以便与外部PCB板通过焊接或回流焊实现电连接。也可利用制作焊柱来替代植球,与外部实现电连接。最后利用激光划片或砂轮划片工艺,沿SAW滤波器晶圆上的切割道切割,完成封装芯片的相互分离,从而完成超薄晶圆级SAW芯片的封装。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种SAW滤波器芯片的晶圆级封装方法,其特征在于,包括:
对封装晶圆进行离子注入和刻蚀工艺处理形成封装盖板;
将所述封装晶圆上的封装盖板安装在所述滤波器晶圆上的滤波器芯片上。
2.根据权利要求1所述的一种SAW滤波器芯片的晶圆级封装方法,其特征在于,所述将所述封装晶圆上的封装盖板安装在所述滤波器晶圆上的滤波器芯片上的步骤,包括:
在压电衬底上制备具有换能器电极和输入输出电极的滤波器芯片,形成所述滤波器晶圆;其中,所述输入输出电极设置在所述换能器电极的外侧;
将所述封装晶圆安装在滤波器晶圆上;其中,部分所述输入输出电极裸露在所述封装盖板的外侧。
3.根据权利要求2所述的一种SAW滤波器芯片的晶圆级封装方法,其特征在于,所述将所述封装晶圆上的封装盖板安装在所述滤波器晶圆上的滤波器芯片上的步骤,包括:
在所述输入输出电极上设置金属层;
在所述金属层上设置用于晶圆键合的晶圆键合胶;其中,部分所述金属层裸露在所述晶圆键合胶的外侧;
将所述封装晶圆通过所述晶圆键合胶安装在所述滤波器晶圆上,其中所述封装盖板与滤波器芯片上的晶圆键合胶相对应。
4.根据权利要求1所述的一种SAW滤波器芯片的晶圆级封装方法,其特征在于,所述对封装晶圆进行离子注入和刻蚀工艺处理的步骤包括:
通过离子注入工艺,将封装晶圆分为用于封装滤波器晶圆的封装盖板、非晶层以及封装晶圆剩余层;
通过刻蚀工艺在封装盖板上形成与滤波器晶圆上的晶圆键合胶外形适配的封装盖板结构。
5.根据权利要求4所述的一种SAW滤波器芯片的晶圆级封装方法,其特征在于,所述将所述封装晶圆上的封装盖板安装在所述滤波器晶圆上的滤波器芯片上的步骤,包括:
在所述非晶层的位置将所述封装晶圆剩余层与所述封装盖板分离;
对裸露在所述晶圆键合胶的金属层部分进行植球工艺处理;
通过划片工艺对滤波器晶圆进行分割处理。
6.一种SAW滤波器芯片的晶圆级封装结构,其特征在于,包括:滤波器芯片、用于封装所述滤波器芯片的封装盖板,所述封装盖板设置在所述滤波器芯片上。
7.根据权利要求6所述的一种SAW滤波器芯片的晶圆级封装结构,其特征在于,所述滤波器芯片包括:换能器电极、输入输出电极以及压电衬底,所述换能器电极以及所述输入输出电极均设置在所述压电衬底上,所述输入输出电极设置在所述换能器电极的两侧。
8.根据权利要求7所述的一种SAW滤波器芯片的晶圆级封装结构,其特征在于,封装盖板设置在所述输入输出电极上,部分所述输入输出电极裸露在所述封装盖板的外侧。
9.根据权利要求7所述的一种SAW滤波器芯片的晶圆级封装结构,其特征在于,还包括:金属层以及晶圆键合胶,所述晶圆键合胶为封闭或不完全封闭的环形结构,所述晶圆键合胶位于换能器电极的外围及所述金属层的上方,部分所述金属层裸露在所述晶圆键合胶的外侧,所述封装盖板通过所述晶圆键合胶设置在所述金属层上。
10.根据权利要求9所述的一种SAW滤波器芯片的晶圆级封装结构,其特征在于,还包括:用于连接外部器件的焊球,所述焊球设置在金属层上。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112349607A (zh) * 2020-11-11 2021-02-09 北京航天微电科技有限公司 空气腔型薄膜滤波器的封装方法和空气腔型薄膜滤波器
CN113067560A (zh) * 2021-03-09 2021-07-02 上海萍生微电子科技有限公司 一种新型saw滤波器的工艺制造流程
CN113612461A (zh) * 2021-07-20 2021-11-05 北京航天微电科技有限公司 一种saw滤波器的芯片级气密性封装工艺
CN113793846A (zh) * 2021-09-28 2021-12-14 苏州科阳半导体有限公司 一种集成无源器件的滤波器晶圆级封装结构及其方法
CN117833857A (zh) * 2024-02-21 2024-04-05 唯捷创芯(天津)电子技术股份有限公司 滤波器封装结构及其制作方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070224728A1 (en) * 2006-03-22 2007-09-27 National Taiwan University Method for wafer level package of sensor chip
CN101867080A (zh) * 2010-05-21 2010-10-20 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种体硅微机械谐振器及制作方法
CN108493334A (zh) * 2018-03-15 2018-09-04 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种薄膜异质结构的制备方法
CN109088614A (zh) * 2018-06-28 2018-12-25 深圳华远微电科技有限公司 声表面波滤波器及其封装方法和电子设备
CN110098160A (zh) * 2019-02-26 2019-08-06 上海朕芯微电子科技有限公司 一种晶圆级封装芯片及其制备方法
CN110690868A (zh) * 2019-09-27 2020-01-14 无锡市好达电子有限公司 一种滤波器的新型晶圆级封装方法
CN110729979A (zh) * 2019-09-30 2020-01-24 中国电子科技集团公司第二十六研究所 一种薄膜体声波滤波器晶圆级封装方法及其结构

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070224728A1 (en) * 2006-03-22 2007-09-27 National Taiwan University Method for wafer level package of sensor chip
CN101867080A (zh) * 2010-05-21 2010-10-20 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种体硅微机械谐振器及制作方法
CN108493334A (zh) * 2018-03-15 2018-09-04 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种薄膜异质结构的制备方法
CN109088614A (zh) * 2018-06-28 2018-12-25 深圳华远微电科技有限公司 声表面波滤波器及其封装方法和电子设备
CN110098160A (zh) * 2019-02-26 2019-08-06 上海朕芯微电子科技有限公司 一种晶圆级封装芯片及其制备方法
CN110690868A (zh) * 2019-09-27 2020-01-14 无锡市好达电子有限公司 一种滤波器的新型晶圆级封装方法
CN110729979A (zh) * 2019-09-30 2020-01-24 中国电子科技集团公司第二十六研究所 一种薄膜体声波滤波器晶圆级封装方法及其结构

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112349607A (zh) * 2020-11-11 2021-02-09 北京航天微电科技有限公司 空气腔型薄膜滤波器的封装方法和空气腔型薄膜滤波器
CN113067560A (zh) * 2021-03-09 2021-07-02 上海萍生微电子科技有限公司 一种新型saw滤波器的工艺制造流程
CN113612461A (zh) * 2021-07-20 2021-11-05 北京航天微电科技有限公司 一种saw滤波器的芯片级气密性封装工艺
CN113612461B (zh) * 2021-07-20 2024-02-09 北京航天微电科技有限公司 一种saw滤波器的芯片级气密性封装工艺
CN113793846A (zh) * 2021-09-28 2021-12-14 苏州科阳半导体有限公司 一种集成无源器件的滤波器晶圆级封装结构及其方法
CN117833857A (zh) * 2024-02-21 2024-04-05 唯捷创芯(天津)电子技术股份有限公司 滤波器封装结构及其制作方法

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