CN114465595B - 一种体声波滤波器芯片的封装结构和方法 - Google Patents

一种体声波滤波器芯片的封装结构和方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种体声波滤波器芯片的封装结构和方法。所述封装结构包括基板、多个体声波滤波器芯片；所述多个体声波滤波器芯片设置在所述基板上；所述基板边沿设有第二PAD板；所述每相邻两个体声波滤波器芯片之间设置有第一PAD板；所述多个体声波滤波器芯片、第一PAD板和第二PAD板上布设有有机干膜并且，所述第一PAD板和第二PAD板上设有干膜开窗；所述有机干膜和干膜开窗上布设EMI屏蔽层；在所述EMI屏蔽层上设置有盖板；所述盖板与所述基板键合形成封装结构。

Description

一种体声波滤波器芯片的封装结构和方法
技术领域
本发明提出了一种体声波滤波器芯片的封装结构和方法，属于薄膜滤波器技术领域。
背景技术
EMI滤波器起到两个低通滤波器的作用：一个是衰减共模干扰，另一个是衰减差模干扰。EMI滤波器能在阻带范围内衰减射频能量，而让工频无衰减，或者很少的衰减，就能通过EMI滤波器。EMI滤波器是电子设备设计工程师控制传导电磁干扰和辐射电磁干扰的首选工具。现有薄膜式EMI滤波器仍然存在抗干扰能力较差的问题。
发明内容
本发明提供了一种体声波滤波器芯片的封装结构和方法，用以解决现有滤波器抗电磁干扰能力较差的问题，所采取的技术方案如下：
一种体声波滤波器芯片的封装结构，所述封装结构包括基板1、多个体声波滤波器芯片2；所述多个体声波滤波器芯片2设置在所述基板1上；所述基板1边沿设有第二PAD板4；所述每相邻两个体声波滤波器芯片2之间设置有第一PAD板3；所述多个体声波滤波器芯片2、第一PAD板3和第二PAD板4上布设有有机干膜5并且，所述第一PAD板3和第二PAD板4上设有干膜开窗；所述有机干膜5和干膜开窗上布设EMI屏蔽层8；在所述EMI屏蔽层8上设置有盖板9；所述盖板9与所述基板1键合形成封装结构。
进一步地，所述基板1上设置有第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽；所述第一凹槽用于设置第二PAD板4；所述第二凹槽和第三凹槽均用于设置体声波滤波器芯片2；所述第一凹槽的深度小于第二凹槽和第三凹槽，且，所述第二凹槽和第三凹槽的深度相同。
进一步地，所述第一凹槽的延所述基板边缘一侧的槽壁为倾斜式槽壁；所述第一凹槽的另一侧边沿与所述第二凹槽的边沿相衔接。
进一步地，所述第二凹槽采用直角梯形槽体结构；所述第二凹槽的斜边槽壁与所述第一凹槽的边沿相衔接；所述第二凹槽的垂直深度满足：
0.53W≤W1≤0.76W
其中，W1表示第二凹槽的垂直深度；W表示所述体声波滤波器芯片2的厚度。
进一步地，所述第三凹槽采用等腰梯形槽体结构；所述第三凹槽与所述第二凹槽之间设有基板间隔距离；所述基板间隔距离H1的范围为：
0.37H≤H1≤0.55H
其中，H表示所述体声波滤波器芯片2的长度。
进一步地，所述第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽的倾斜槽壁之间的倾斜角度通过如下约束条件进行确定：
66°≤α 1≤80°
60°≤α 2<α 1
30°+0.12α 2≤α 3≤0.75α 1
其中，α 1、α 2和α 3分别对应表示第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽的倾斜槽壁的倾斜角度。
进一步地，所述第一PAD板3和第二PAD板4上分别设置有第一干膜开窗6和第二干膜开窗7；所述第一干膜开窗6和第二干膜开窗7之间的尺寸比例为：
0.52L p ≤L a ≤0.7L p ，0.50D p ≤D a ≤0.68D p
L b ≤(1-H 0/D)×L a
D b ≤D a
其中，L a 和D a 分别表示第一干膜开窗的长边尺寸和短边尺寸；L b 和D b 分别表示第二干膜开窗的长边尺寸和短边尺寸；H 0表示尺寸调节参数，H 0的取值范围为0.23D≤H 0≤0.85D；D表示体声波滤波器芯片2的短边对应的长度尺寸；L p 和D p 分别表示所述第一PAD板3的长边长度和短边长度。
进一步地，所述EMI屏蔽层8采用导电环氧树脂材料制成。
一种体声波滤波器芯片的封装方法，所述封装方法包括：
步骤1、在所述基板1上利用激光刻蚀方式形成第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽；其中，所述第三凹槽与所述第二凹槽之间设有基板间隔距离；
步骤2、在所述第二凹槽和第三凹槽内分别设置所述体声波滤波器芯片2；
步骤3、在所述基板间隔距离上设置第一PAD板3，并，在所述第一凹槽内设置与所述第一凹槽形状结构相契合的第二PAD板4；
步骤4、在所述体声波滤波器芯片2、裸露处的基板、第一PAD板3和第二PAD板4的上表面均附着有机干膜5；
步骤5、利用激光打孔方式在所述第一PAD板3上进行打孔开窗形成第一干膜开窗6；利用激光打孔方式在所述第二PAD板4上进行打孔开窗形成第二干膜开窗7；
步骤6、在有机干膜5、第一干膜开窗6和第二干膜开窗7上通过喷涂方式形成一层EMI屏蔽层8；
步骤7、在所述EMI屏蔽层8上扣设盖板9并将所述盖板9与所述基板1通过键合连接形成封装结构。
进一步地，所述第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽均带有倾斜槽壁结构，并且，所述第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽的倾斜槽壁之间的倾斜角度通过如下约束条件进行确定：
66°≤α 1≤80°
60°≤α 2<α 1
30°+0.12α 2≤α 3≤0.75α 1
其中，α 1、α 2和α 3分别对应表示第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽的倾斜槽壁的倾斜角度；
所述第一PAD板3和第二PAD板4上分别设置有第一干膜开窗6和第二干膜开窗7；所述第一干膜开窗6和第二干膜开窗7之间的尺寸比例为：
0.52L p ≤L a ≤0.7L p ，0.50D p ≤D a ≤0.68D p
L b ≤(1-H 0/D)×L a
D b ≤D a
其中，L a 和D a 分别表示第一干膜开窗的长边尺寸和短边尺寸；L b 和D b 分别表示第二干膜开窗的长边尺寸和短边尺寸；H 0表示尺寸调节参数，H 0的取值范围为0.23D≤H 0≤0.85D；D表示体声波滤波器芯片2的短边对应的长度尺寸；L p 和D p 分别表示所述第一PAD板3的长边长度和短边长度。
本发明有益效果：
本发明提出的一种体声波滤波器芯片的封装结构和方法能够通过开设干膜开窗和EMI屏蔽层的方式结合喷涂导电环氧树脂形成薄的金属保护层在PAD板连接的同时起到隔离芯片之间电磁干扰的作用。另一方面，为了在最大限度的缩小滤波器尺寸的同时，能够有效提高各芯片功能线路之间的稳定信号连接性，通过对PAD板的干膜开窗尺寸进行限定的方式能够在PAD板设置极小的状态下，设置的干膜开窗能够使EMI屏蔽层快速全面的渗透至有机干膜下方的PAD板上，防止干膜开窗尺寸过小，在加工过程中导致EMI屏蔽层下渗速度较慢以及下渗率较低使EMI屏蔽层无法与PAD板全面接触的问题发生，同时，也防止干膜开窗尺寸过大导致PAD板上表面的有机干膜覆盖率不足导致滤波器工作性能和抗电磁干扰性能降低的问题发生。
附图说明
图1为本发明所述封装结构的结构示意图一；
图2为本发明所述封装结构的结构示意图二；
图3为本发明所述封装方法的流程图；
（1，基板；2，体声波滤波器芯片；3，第一PAD板；4，第二PAD板；5，有机干膜；6，第一干膜开窗；7，第二干膜开窗；8，EMI屏蔽层；9，盖板）。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提出了一种体声波滤波器芯片的封装结构，如图1所示，所述封装结构包括基板1、多个体声波滤波器芯片2；所述多个体声波滤波器芯片2设置在所述基板1上；所述基板1边沿设有第二PAD板4；所述每相邻两个体声波滤波器芯片2之间设置有第一PAD板3；所述多个体声波滤波器芯片2、第一PAD板3和第二PAD板4上布设有有机干膜5并且，所述第一PAD板3和第二PAD板4上设有干膜开窗；所述有机干膜5和干膜开窗上布设EMI屏蔽层8；在所述EMI屏蔽层8上设置有盖板9；所述盖板9与所述基板1键合形成封装结构。其中，所述EMI屏蔽层8采用导电环氧树脂材料制成。
上述技术方案的原理和效果为：本实施例提出的一种体声波滤波器芯片的封装结构能够通过开设干膜开窗和EMI屏蔽层的方式结合喷涂导电环氧树脂形成薄的金属保护层在PAD板连接的同时起到隔离芯片之间电磁干扰的作用。
本发明的一个实施例，如图2所示，所述基板1上设置有第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽；所述第一凹槽用于设置第二PAD板4；所述第二凹槽和第三凹槽均用于设置体声波滤波器芯片2；所述第一凹槽的深度小于第二凹槽和第三凹槽，且，所述第二凹槽和第三凹槽的深度相同。
所述第一凹槽的延所述基板边缘一侧的槽壁为倾斜式槽壁；所述第一凹槽的另一侧边沿与所述第二凹槽的边沿相衔接。
所述第二凹槽采用直角梯形槽体结构；所述第二凹槽的斜边槽壁与所述第一凹槽的边沿相衔接；所述第二凹槽的垂直深度满足：
0.53W≤W1≤0.76W
其中，W1表示第二凹槽的垂直深度；W表示所述体声波滤波器芯片2的厚度。
所述第三凹槽采用等腰梯形槽体结构；所述第三凹槽与所述第二凹槽之间设有基板间隔距离；所述基板间隔距离H1的范围为：
0.37H≤H1≤0.55H
其中，H表示所述体声波滤波器芯片2的长度。
所述第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽的倾斜槽壁之间的倾斜角度通过如下约束条件进行确定：
66°≤α 1≤80°
60°≤α 2<α 1
30°+0.12α 2≤α 3≤0.75α 1
其中，α 1、α 2和α 3分别对应表示第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽的倾斜槽壁的倾斜角度。
上述技术方案的原理和效果为：由于在多个体声波滤波器芯片级联形成的滤波器在运行过程中，由于芯片高频率振动会产生相互的振动影响，尤其在多个体声波滤波器芯片运行振动频率相同的情况下，易造成共振产生横向振动幅度加大进而影响滤波器的正常运行；因此，本实施例通过第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽的结构和各部分尺寸参数比例的设置，能够在多个芯片级联的体声波滤波器情况下，通过设置不同结构和参数比例的第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽方式，通过不同坡面角度设置对体声波滤波器芯片运行过程中形成的高频振动波在传播过程中进行不同角度坡度的截断式传播阻碍，进而有效防止多个体声波滤波器芯片产生共振现象，使滤波器即使在运行过程中出现多个体声波滤波器芯片振动频率相同的情况下，依然能够保证滤波器的振动符合技术要求指标，有效防止高频共振对滤波器运行影响，进而有效提高滤波器的运行稳定性。
本发明的一个实施例，所述第一PAD板3和第二PAD板4上分别设置有第一干膜开窗6和第二干膜开窗7；所述第一干膜开窗6和第二干膜开窗7之间的尺寸比例为：
0.52L p ≤L a ≤0.7L p ，0.50D p ≤D a ≤0.68D p
L b ≤(1-H 0/D)×L a
D b ≤D a
其中，L a 和D a 分别表示第一干膜开窗的长边尺寸和短边尺寸；L b 和D b 分别表示第二干膜开窗的长边尺寸和短边尺寸；H 0表示尺寸调节参数，H 0的取值范围为0.23D≤H 0≤0.85D；D表示体声波滤波器芯片2的短边对应的长度尺寸；L p 和D p 分别表示所述第一PAD板3的长边长度和短边长度。
上述技术方案的原理和效果为：上述方式设置的开窗结构尺寸比例能够在最大限度的缩小滤波器尺寸的同时，有效提高各芯片功能线路之间的稳定信号连接性，通过对PAD板的干膜开窗尺寸进行限定的方式能够在PAD板设置极小的状态下，设置的干膜开窗能够使EMI屏蔽层快速全面的渗透至有机干膜下方的PAD板上，防止干膜开窗尺寸过小，在加工过程中导致EMI屏蔽层下渗速度较慢以及下渗率较低使EMI屏蔽层无法与PAD板全面接触的问题发生，同时，也防止干膜开窗尺寸过大导致PAD板上表面的有机干膜覆盖率不足导致滤波器工作性能和抗电磁干扰性能降低的问题发生。
本发明实施例提出了一种体声波滤波器芯片的封装方法，如图3所示，所述封装方法包括：
步骤1、在所述基板1上利用激光刻蚀方式形成第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽；其中，所述第三凹槽与所述第二凹槽之间设有基板间隔距离；
步骤2、在所述第二凹槽和第三凹槽内分别设置所述体声波滤波器芯片2；
步骤3、在所述基板间隔距离上设置第一PAD板3，并，在所述第一凹槽内设置与所述第一凹槽形状结构相契合的第二PAD板4；
步骤4、在所述体声波滤波器芯片2、裸露处的基板、第一PAD板3和第二PAD板4的上表面均附着有机干膜5；
步骤5、利用激光打孔方式在所述第一PAD板3上进行打孔开窗形成第一干膜开窗6；利用激光打孔方式在所述第二PAD板4上进行打孔开窗形成第二干膜开窗7；
步骤6、在有机干膜5、第一干膜开窗6和第二干膜开窗7上通过喷涂方式形成一层EMI屏蔽层8；
步骤7、在所述EMI屏蔽层8上扣设盖板9并将所述盖板9与所述基板1通过键合连接形成封装结构。
其中，所述第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽均带有倾斜槽壁结构，并且，所述第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽的倾斜槽壁之间的倾斜角度通过如下约束条件进行确定：
66°≤α 1≤80°
60°≤α 2<α 1
30°+0.12α 2≤α 3≤0.75α 1
其中，α 1、α 2和α 3分别对应表示第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽的倾斜槽壁的倾斜角度；
所述第一PAD板3和第二PAD板4上分别设置有第一干膜开窗6和第二干膜开窗7；所述第一干膜开窗6和第二干膜开窗7之间的尺寸比例为：
0.52L p ≤L a ≤0.7L p ，0.50D p ≤D a ≤0.68D p
L b ≤(1-H 0/D)×L a
D b ≤D a
其中，L a 和D a 分别表示第一干膜开窗的长边尺寸和短边尺寸；L b 和D b 分别表示第二干膜开窗的长边尺寸和短边尺寸；H 0表示尺寸调节参数，H 0的取值范围为0.23D≤H 0≤0.85D；D表示体声波滤波器芯片2的短边对应的长度尺寸；L p 和D p 分别表示所述第一PAD板3的长边长度和短边长度。
上述技术方案的原理和效果为：本实施例提出的一种体声波滤波器芯片的封装结构能够通过开设干膜开窗和EMI屏蔽层的方式结合喷涂导电环氧树脂形成薄的金属保护层在PAD板连接的同时起到隔离芯片之间电磁干扰的作用。
由于在多个体声波滤波器芯片级联形成的滤波器在运行过程中，由于芯片高频率振动会产生相互的振动影响，尤其在多个体声波滤波器芯片运行振动频率相同的情况下，易造成共振产生横向振动幅度加大进而影响滤波器的正常运行；因此，本实施例通过第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽的结构和各部分尺寸参数比例的设置，能够在多个芯片级联的体声波滤波器情况下，通过设置不同结构和参数比例的第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽方式，通过不同坡面角度设置对体声波滤波器芯片运行过程中形成的高频振动波在传播过程中进行不同角度坡度的截断式传播阻碍，进而有效防止多个体声波滤波器芯片产生共振现象，使滤波器即使在运行过程中出现多个体声波滤波器芯片振动频率相同的情况下，依然能够保证滤波器的振动符合技术要求指标，有效防止高频共振对滤波器运行影响，进而有效提高滤波器的运行稳定性。
上述方式设置的开窗结构尺寸比例能够在最大限度的缩小滤波器尺寸的同时，有效提高各芯片功能线路之间的稳定信号连接性，通过对PAD板的干膜开窗尺寸进行限定的方式能够在PAD板设置极小的状态下，设置的干膜开窗能够使EMI屏蔽层快速全面的渗透至有机干膜下方的PAD板上，防止干膜开窗尺寸过小，在加工过程中导致EMI屏蔽层下渗速度较慢以及下渗率较低使EMI屏蔽层无法与PAD板全面接触的问题发生，同时，也防止干膜开窗尺寸过大导致PAD板上表面的有机干膜覆盖率不足导致滤波器工作性能和抗电磁干扰性能降低的问题发生。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种体声波滤波器芯片的封装结构，其特征在于，所述封装结构包括基板（1）、多个体声波滤波器芯片（2）；所述多个体声波滤波器芯片（2）设置在所述基板（1）上；所述基板（1）边沿设有第二PAD板（4）；每相邻两个体声波滤波器芯片（2）之间设置有第一PAD板（3）；所述多个体声波滤波器芯片（2）、第一PAD板（3）和第二PAD板（4）上布设有有机干膜（5）并且，所述第一PAD板（3）和第二PAD板（4）上设有干膜开窗；所述有机干膜（5）和干膜开窗上布设EMI屏蔽层（8）；在所述EMI屏蔽层（8）上设置有盖板（9）；所述盖板（9）与所述基板（1）键合形成封装结构；
其中，所述基板（1）上设置有第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽；所述第一凹槽用于设置第二PAD板（4）；所述第二凹槽和第三凹槽均用于设置体声波滤波器芯片（2）；所述第一凹槽的深度小于第二凹槽和第三凹槽，且，所述第二凹槽和第三凹槽的深度相同。
2.根据权利要求1所述封装结构，其特征在于，所述第一凹槽的延所述基板边缘一侧的槽壁为倾斜式槽壁；所述第一凹槽的另一侧边沿与所述第二凹槽的边沿相衔接。
3.根据权利要求1所述封装结构，其特征在于，所述第二凹槽采用直角梯形槽体结构；所述第二凹槽的斜边槽壁与所述第一凹槽的边沿相衔接；所述第二凹槽的垂直深度满足：
0.53W≤W1≤0.76W
其中，W1表示第二凹槽的垂直深度；W表示所述体声波滤波器芯片（2）的厚度。
4.根据权利要求1所述封装结构，其特征在于，所述第三凹槽采用等腰梯形槽体结构；所述第三凹槽与所述第二凹槽之间设有基板间隔距离；所述基板间隔距离H1的范围为：
0.37H≤H1≤0.55H
其中，H表示所述体声波滤波器芯片（2）的长度。
5.根据权利要求1所述封装结构，其特征在于，所述第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽的倾斜槽壁之间的倾斜角度通过如下约束条件进行确定：
66°≤α 1≤80°
60°≤α 2<α 1
30°+0.12α 2≤α 3≤0.75α 1
其中，α 1、α 2和α 3分别对应表示第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽的倾斜槽壁的倾斜角度。
6.根据权利要求1所述封装结构，其特征在于，所述第一PAD板（3）和第二PAD板（4）上分别设置有第一干膜开窗（6）和第二干膜开窗（7）；所述第一干膜开窗（6）和第二干膜开窗（7）之间的尺寸比例为：
0.52L p ≤L a ≤0.7L p ，0.50D p ≤D a ≤0.68D p
L b ≤(1-H 0/D)×L a
D b ≤D a
其中，L a 和D a 分别表示第一干膜开窗的长边尺寸和短边尺寸；L b 和D b 分别表示第二干膜开窗的长边尺寸和短边尺寸；H 0表示尺寸调节参数，H 0的取值范围为0.23D≤H 0≤0.85D；D表示体声波滤波器芯片（2）的短边对应的长度尺寸；L p 和D p 分别表示所述第一PAD板（3）的长边长度和短边长度。
7.根据权利要求1所述封装结构，其特征在于，所述EMI屏蔽层（8）采用导电环氧树脂材料制成。
8.一种体声波滤波器芯片的封装方法，其特征在于，所述封装方法包括：
步骤1、在基板（1）上利用激光刻蚀方式形成第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽；其中，所述第三凹槽与所述第二凹槽之间设有基板间隔距离；
步骤2、在所述第二凹槽和第三凹槽内分别设置所述体声波滤波器芯片（2）；
步骤3、在所述基板间隔距离上设置第一PAD板（3），并，在所述第一凹槽内设置与所述第一凹槽形状结构相契合的第二PAD板（4）；
步骤4、在所述体声波滤波器芯片（2）、裸露处的基板、第一PAD板（3）和第二PAD板（4）的上表面均附着有机干膜（5）；
步骤5、利用激光打孔方式在所述第一PAD板（3）上进行打孔开窗形成第一干膜开窗（6）；利用激光打孔方式在所述第二PAD板（4）上进行打孔开窗形成第二干膜开窗（7）；
步骤6、在有机干膜（5）、第一干膜开窗（6）和第二干膜开窗（7）上通过喷涂方式形成一层EMI屏蔽层（8）；
步骤7、在所述EMI屏蔽层（8）上扣设盖板（9）并将所述盖板（9）与所述基板（1）通过键合连接形成封装结构；
其中，所述第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽均带有倾斜槽壁结构，并且，所述第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽的倾斜槽壁之间的倾斜角度通过如下约束条件进行确定：
66°≤α 1≤80°
60°≤α 2<α 1
30°+0.12α 2≤α 3≤0.75α 1
其中，α 1、α 2和α 3分别对应表示第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽的倾斜槽壁的倾斜角度；
所述第一PAD板（3）和第二PAD板（4）上分别设置有第一干膜开窗（6）和第二干膜开窗（7）；所述第一干膜开窗（6）和第二干膜开窗（7）之间的尺寸比例为：
0.52L p ≤L a ≤0.7L p ，0.50D p ≤D a ≤0.68D p
L b ≤(1-H 0/D)×L a
D b ≤D a
其中，L a 和D a 分别表示第一干膜开窗的长边尺寸和短边尺寸；L b 和D b 分别表示第二干膜开窗的长边尺寸和短边尺寸；H 0表示尺寸调节参数，H 0的取值范围为0.23D≤H 0≤0.85D；D表示体声波滤波器芯片（2）的短边对应的长度尺寸；L p 和D p 分别表示所述第一PAD板（3）的长边长度和短边长度。
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