CN112532203A - 芯片级封装的声表面波器件锡金阻挡结构及其加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种芯片级封装的声表面波器件锡金阻挡结构及其加工方法，包括金属叉指换能器和金属汇流条，在金属汇流条上设有焊盘，在金属叉指换能器周围设有亲水性锡金阻挡层；在金属汇流条焊盘上分别设有锡金引流条；其加工方法包括如下步骤：1）制作金属叉指换能器、金属汇流条和带锡金引流条的焊盘；2）制作亲水性锡金阻挡层；3）植金属球；4）分割形成芯片；5）将芯片倒装到基板上；6）通过共晶焊方式完成芯片级声表面波器件器件的气密性封装。本发明通过增设锡金引流条和阻挡层结构阻挡熔化后的锡金流动到芯片表面，能够防止熔化后的锡金进入声表面波器件的金属叉指换能器，从而保证产品的稳定性和可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及声表面波器件加工技术领域，尤其涉及一种芯片级封装的声表面波器件锡金阻挡结构及其加工方法。
背景技术
声表面波滤波器在卫星、雷达、通信及智能手机等军民电子系统中得到了广泛应用。因为声表面波滤波器具有体积小及批量一致性好等优点，在手机及雷达系统中应用量较大。随着电子系统小型化要求越来越高，对声表面波滤波器的尺寸要求越来越小。在智能手机中，声表面波滤波器主流封装方式为芯片级封装；在雷达等系统中，正在由SMD封装过渡到芯片级封装，近年来对芯片级封装声表面波滤波器的需求越来越大。在某些特殊需求中，用户对可靠性提出了较高要求，特别是要实现气密性芯片级声表面波器件封装，这是保证芯片级封装的声表面波器件长期可靠性的必要条件。
气密性芯片级声表面波器件封装使用金属共晶焊方式，温度需要达到350℃，保温时间需要大于60秒；而在共晶焊之前需要在晶片的金属焊盘位置植球，然后采用倒装工艺把芯片连接到有锡金的基板上；这种结构在共晶焊的时候会把基板上的锡金熔化，熔化后的锡金会顺着植的球流动到芯片表面；这样就容易导致锡金进入声表面波器件的金属叉指换能器，导致产品失效。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于解决加工过程中熔化后的锡金易流动到芯片表面造成产品失效的问题，提供一种芯片级封装的声表面波器件锡金阻挡结构及其加工方法，通过增设阻挡层结构和锡金引流条结构阻挡熔化后的锡金流动到芯片表面，能够防止熔化后的锡金进入声表面波器件的金属叉指换能器，从而保证产品的稳定性和可靠性。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是这样的：一种芯片级封装的声表面波器件锡金阻挡结构，包括金属叉指换能器和位于金属叉指换能器周围的金属汇流条，在金属汇流条上设有焊盘；其特征在于：在金属叉指换能器周围设有亲水性锡金阻挡层，所述亲水性锡金阻挡层至少将焊盘与金属叉指换能器分隔开；在金属汇流条上的焊盘上分别设有锡金引流条，所述锡金引流条的一端与焊盘相连，另一端延伸至锡金阻挡层背离金属叉指换能器一侧的区域。
进一步地，所述亲水性锡金阻挡层绕金属叉指换能器一周。
进一步地，亲水性锡金阻挡层厚度大于100nm，宽度大于1μm。
进一步地，所述亲水性锡金阻挡层为并列设置的多条。
进一步地，所述锡金引流条为并列设置的多条。
进一步地，所述锡金引流条呈直线形、折线形或曲线形。
一种芯片级封装的声表面波器件的加工方法，其特征在于：包括如下步骤：
1）在压电晶圆上制作金属叉指换能器和金属汇流条，并在金属汇流条上加工带锡金引流条的焊盘；其中，锡金引流条的一端与焊盘相连，另一端延伸至锡金阻挡层背离金属叉指换能器一侧的区域；
2）在金属叉指换能器的周围制作亲水性锡金阻挡层；
3）在金属汇流条的焊盘上植金属球；
4）分割压电晶圆，使金属叉指换能器、金属汇流条、亲水性锡金阻挡层、锡金引流条以及金属球整体形成芯片；
5）；将芯片倒装到含锡金的基板上；
6）最后，通过共晶焊方式完成芯片级声表面波器件器件的气密性封装。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、金属引流条只需要在第一层光刻版图中进行设计和第一层金属叉指层同时形成，不需要产生额外的成本，亲水性锡金阻挡层可以使用成熟的剥离工艺完成，技术成熟，成本低廉。
2、通过增设阻挡层结构阻挡熔化后的锡金流动到芯片表面，能够防止熔化后的锡金进入声表面波器件的金属叉指换能器，从而保证产品的稳定性和可靠性。
3、通过引流条使熔化后的锡金的流动行程变长，从而使流动到达亲水性阻挡层的锡金量最小，能够减少亲水性阻挡层的阻挡压力，并能够使用较薄和较窄的的亲水性阻挡层完成锡金的阻挡，有效阻止基板上的锡金因为倒装和回流焊的时候进入声表面波器件的金属叉指换能器，从而进一步保证产品的稳定性和可靠性。
附图说明
图1为本发明一种实施方式的结构示意图。
图2为本发明另一种实施方式的结构示意图。
图3为本发明另一种实施方式的结构示意图.
图中：1—金属叉指换能器，2—金属汇流条，3—焊盘，4—亲水性锡金阻挡层，5—锡金引流条。
具体实施方式
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
实施例：一种芯片级封装的声表面波器件锡金阻挡结构，包括金属叉指换能器1和位于金属叉指换能器1周围（即位于金属叉指换能器1一侧、两侧、三侧或将金属叉指换能器1包围）的金属汇流条2，在金属汇流条2上设有焊盘3，且金属汇流条2上的焊盘3位于金属叉指换能器1外侧；实施时，在焊盘3上植有金属球。
在金属叉指换能器1周围设有亲水性锡金阻挡层4，所述亲水性锡金阻挡层4至少将焊盘3与金属叉指换能器1分隔开，即能防止熔化后的锡金流到金属叉指换能器1内，形成阻挡结构。作为最佳实施方式，所述亲水性锡金阻挡层4绕金属叉指换能器1一周；从而对金属叉指换能器1的保护效果更好。其中，所述亲水性锡金阻挡层4为并列设置的多条，从而能够更好地对熔化后的锡金进行阻挡。作为优化，所述亲水性锡金阻挡层4厚度大于100nm，宽度大于1μm；从而对熔化后的锡金的阻挡效果更好。
在焊盘3上分别设有锡金引流条5，其中，该锡金引流条5为金属引流条；所述锡金引流条5的一端与焊盘3相连，另一端延伸至锡金阻挡层4背离金属叉指换能器1一侧的区域（无金属区域）。所述锡金引流条5为并列设置的多条；这样，能够更好地使多余的锡金顺着锡金引流条5流动，从而使到达亲水性锡金阻挡层4的锡金量最小，从而能够减少亲水性阻挡层的阻挡压力；并且，在制作过程中，能够使用较薄和较窄的的亲水性锡金阻挡层4完成锡金的阻挡，即可阻止基板上的锡金因为回流焊的时候进入声表面波器件的叉指换能器1。实施过程中，参见图1-图3，所述锡金引流条5呈直线形、折线形或曲线形；从而能够大大增加锡金的流动行程，进一步减少到达亲水性锡金阻挡层4的锡金量最小，更大地减少亲水性阻挡层的阻挡压力；。
本方案通过增设阻挡层结构阻挡熔化后的锡金流动到芯片表面，能够防止熔化后的锡金进入声表面波器件的金属叉指换能器1，从而保证产品的稳定性和可靠性。通过引流条使熔化后的锡金的流动行程变长，从而使流动到达亲水性阻挡层的锡金量最小，能够减少亲水性阻挡层的阻挡压力，并能够使用较薄和较窄的的亲水性阻挡层完成锡金的阻挡，有效阻止基板上的锡金因为倒装和回流焊的时候进入声表面波器件的金属叉指换能器1，从而进一步保证产品的稳定性和可靠性。
一种芯片级封装的声表面波器件的加工方法，其特征在于：包括如下步骤：
1）在压电晶圆上制作金属叉指换能器1和金属汇流条2，并在金属汇流条2上加工带有金属引流条得焊盘3；其中，锡金引流条5的一端与焊盘3相连，另一端延伸至锡金阻挡层4背离金属叉指换能器1一侧的区域；
2）在金属叉指换能器1的周围制作亲水性锡金阻挡层4；
3）在金属汇流条2的焊盘3上植金属球；
4）分割压电晶圆，使金属叉指换能器1、金属汇流条2、亲水性锡金阻挡层4、锡金引流条5以及金属球整体形成芯片；
5）将芯片倒装到含锡金的基板上；
6）最后，通过共晶焊方式完成芯片级声表面波器件器件的气密性封装。
采用本方法，金属引流条只需要在第一层光刻版图中进行设计和第一层金属叉指层同时形成，不需要产生额外的成本，亲水性的锡金阻挡层4可以使用成熟的剥离工艺完成，技术成熟，成本低廉。
最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (7)
1.一种芯片级封装的声表面波器件锡金阻挡结构，包括金属叉指换能器和位于金属叉指换能器周围的金属汇流条，在金属汇流条上设有焊盘；其特征在于：在金属叉指换能器周围设有亲水性锡金阻挡层，所述亲水性锡金阻挡层至少将焊盘与金属叉指换能器分隔开；在金属汇流条上的焊盘上分别设有锡金引流条，所述锡金引流条的一端与焊盘相连，另一端延伸至锡金阻挡层背离金属叉指换能器一侧的区域。
2.根据权利要求1所述的一种芯片级封装的声表面波器件锡金阻挡结构，其特征在于：所述亲水性锡金阻挡层绕金属叉指换能器一周。
3.根据权利要求1所述的一种芯片级封装的声表面波器件锡金阻挡结构，其特征在于：亲水性锡金阻挡层厚度大于100nm，宽度大于1μm。
4.根据权利要求1所述的一种芯片级封装的声表面波器件锡金阻挡结构，其特征在于：所述亲水性锡金阻挡层为并列设置的多条。
5.根据权利要求1所述的一种芯片级封装的声表面波器件锡金阻挡结构，其特征在于：所述锡金引流条为并列设置的多条。
6.根据权利要求1所述的一种芯片级封装的声表面波器件锡金阻挡结构，其特征在于：所述锡金引流条呈直线形、折线形或曲线形。
7.一种芯片级封装的声表面波器件的加工方法，其特征在于：包括如下步骤：
1）在压电晶圆上制作金属叉指换能器和金属汇流条，并在金属汇流条上加工带锡金引流条的焊盘；其中，锡金引流条的一端与焊盘相连，另一端延伸至锡金阻挡层背离金属叉指换能器一侧的区域；
2）在金属叉指换能器的周围制作亲水性锡金阻挡层；
3）在金属汇流条的焊盘上植金属球；
4）分割压电晶圆，使金属叉指换能器、金属汇流条、亲水性锡金阻挡层、锡金引流条以及金属球整体形成芯片；
5）；将芯片倒装到含锡金的基板上；
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