CN116133509A - 滤波器芯片封装结构及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种滤波器芯片封装结构及其制作方法，包括：再布线层，具有上表面及与上表面相背的下表面；滤波器芯片，具有设置有焊盘的功能面及与功能面相背的非功能面，滤波器芯片功能面朝向再布线层上表面，滤波器芯片与再布线层电性连接；阻挡件，连接再布线层上表面和滤波器芯片功能面，阻挡件与再布线层上表面和滤波器芯片功能面之间围设形成一密闭空腔；塑封体，包覆滤波器芯片、阻挡件及再布线层未被遮蔽的上表面。本发明将滤波器芯片倒装于再布线层上，通过设置阻挡件在滤波器芯片功能面端形成密闭空腔，满足滤波产品的滤波性能，同时也能够满足更高集成度、更小封装体积的需求。

Description

滤波器芯片封装结构及其制作方法

技术领域

本发明涉及半导体封装技术领域，尤其涉及一种滤波器芯片封装结构及其制作方法。

背景技术

滤波器根据实现方式的不同可以分为LC滤波器、腔体滤波器、声学滤波器、介质滤波器等，不同滤波器适用于不同的应用场景，在手机无线通信应用中，由于设备尺寸较小、功率较低，因此目前智能手机使用小体积高性能的声学滤波器，根据结构不同可以分为声表面波滤波器(Surface Acoustic Wave，简称SAW)和体声波滤波器(Bulk Acoustic Wave，简称BAW)。

随着应用场景的复杂化和对电子产品的小型化以及可靠性的要求越来越高，滤波器封装的技术也在快速发展中。无论从最初J.Tian等使用的高电阻率硅盖板(capping)集合贯穿基板的电通孔和空腔结构，通过倒装方式与芯片进行晶圆级键合，还是后续陆续提出改进的芯片级封装(Chip Scale Package，简称CSP)，滤波器芯片封装的优化趋势都是朝着高集成度、低成本、小尺寸和优良性能等特性发展。对于滤波器产品，一般都是将滤波器芯片及相关的功能芯片分别集成封装在一起，传统的封装集成方案，具有体积大、工艺复杂且成本高等缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种滤波器芯片封装结构及其制作方法，满足滤波产品的滤波性能，同时也能够满足更高集成度、更小封装体积的需求。

为实现上述发明目的，本发明提供一种滤波器芯片封装结构，包括：

再布线层，具有上表面及与所述上表面相背的下表面；

滤波器芯片，具有设置有焊盘的功能面及与所述功能面相背的非功能面，所述滤波器芯片功能面朝向所述再布线层上表面，所述滤波器芯片与所述再布线层电性连接；

阻挡件，连接所述再布线层上表面和所述滤波器芯片功能面，所述阻挡件与所述再布线层上表面和所述滤波器芯片功能面之间围设形成一密闭空腔；

塑封体，包覆所述滤波器芯片、所述阻挡件及所述再布线层未被遮蔽的上表面。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述滤波器芯片通过导电连接件设置于所述再布线层上表面，所述导电连接件与所述焊盘对应设置，所述导电连接件设置于所述密闭空腔内。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述阻挡件竖直设置于所述再布线层上表面和所述滤波器芯片功能面之间，所述阻挡件的高度与所述导电连接件的高度相同。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述阻挡件的材料为环氧树脂。

作为本发明一实施方式的进一步改进，还包括非滤波器芯片和/或被动器件，所述非滤波器芯片和/或被动器件设置于所述再布线层上表面，并与所述再布线层电性连接，所述塑封体包覆所述非滤波器芯片和/或被动器件未被遮蔽的表面。

本发明还提供一种滤波器芯片封装结构的制作方法，包括步骤：

于载板上制作再布线层；

于滤波器芯片的功能面制作阻挡件，将所述功能面朝向所述再布线层上表面设置，使得所述阻挡件与所述再布线层上表面和所述滤波器芯片功能面之间围设形成一密闭空腔，所述滤波器芯片电性连接于所述再布线层；

将塑封料包覆所述滤波器芯片、所述阻挡件及所述再布线层未被遮蔽的上表面。

作为本发明一实施方式的进一步改进，“于载板上制作再布线层”具体包括：

于所述载板上形成一粘合胶层；

于所述粘合胶层上形成一金属层；

于所述金属层上制作所述再布线层。

作为本发明一实施方式的进一步改进，“于滤波器芯片的功能面制作阻挡件，将所述功能面朝向所述再布线层上表面设置，使得所述阻挡件与所述再布线层上表面和所述滤波器芯片功能面之间围设形成一密闭空腔，所述滤波器芯片电性连接于所述再布线层”具体包括：

于所述滤波器芯片的功能面形成环氧树脂层；

利用光刻技术，刻蚀所述环氧树脂层中间区域，直至所述功能面上的焊盘完全暴露，制作形成所述阻挡件；

于所述焊盘上制作导电连接件，所述导电连接件的形成高度与所述阻挡件的高度相同；

将所述滤波器芯片功能面通过所述导电连接件设置于所述再布线层上表面，所述阻挡件与所述再布线层上表面和所述滤波器芯片功能面之间围设形成一密闭空腔，所述导电连接件位于所述密闭空腔内。

作为本发明一实施方式的进一步改进，在“将塑封料包覆所述滤波器芯片、所述阻挡件及所述再布线层未被遮蔽的上表面”之前还包括：

将非滤波器芯片和/或被动器件设置于所述再布线层上表面，并使得所述非滤波器芯片和/或被动器件与所述再布线层电性连接；

“将塑封料包覆所述滤波器芯片、所述阻挡件及所述再布线层未被遮蔽的上表面”具体包括：

将所述塑封体还包覆所述非滤波器芯片和/或被动器件未被遮蔽的表面。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述制作方法还包括步骤：

去除所述载板；

去除所述金属层。

本发明的有益效果在于：通过在滤波器芯片的功能面和再布线层上表面之间设置阻挡件，并使得该阻挡件与再布线层上表面和滤波器芯片功能面之间围设形成一密闭空腔，防止后续塑封工艺中塑封料进入空腔内部影响滤波器芯片的滤波功能，同时也能够满足更高集成度、更小封装体积的需求。

附图说明

图1为本发明一实施方式中的滤波器芯片封装结构的结构示意图。

图2为本发明一实施方式中的滤波器芯片封装结构的制作方法流程示意图。

图3～图10为本发明一实施方式中对应滤波器芯片封装结构制作方法的工艺步骤图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施方式及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

下面详细描述本发明的实施方式，实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

为方便说明，本文使用表示空间相对位置的术语来进行描述，例如“上”、“下”、“后”、“前”等，用来描述附图中所示的一个单元或者特征相对于另一个单元或特征的关系。空间相对位置的术语可以包括设备在使用或工作中除了图中所示方位以外的不同方位。例如，如果将图中的装置翻转，则被描述为位于其他单元或特征“下方”或“上方”的单元将位于其他单元或特征“下方”或“上方”。因此，示例性术语“下方”可以囊括下方和上方这两种空间方位。

如图1所示，本实施方式提供一种滤波器芯片封装结构，包括再布线层1、滤波器芯片2、阻挡件3和塑封体4。

再布线层1具有上表面及与上表面相背的下表面。

再布线层1包括若干层介质层11和设置于其内的金属层12，金属层12分别延伸至再布线层1的上表面和下表面，在再布线层1的上表面和下表面形成若干金属电极。

介质层11为具有光刻特征的树脂材料，比如聚酰亚胺(PI)、苯并环丁烯(BCB)等，金属层12可以为单层金属结构或多层金属结构，具体材料可以为金属铜、镍或钛/铜、钛钨/镍等。

当然，在本发明其他一些实施方式中，再布线层1具体可以为高密度再布线层，由多层介质层221和金属层222叠加形成，高密度再布线层的层数和具体布线方式可根据实际产品封装要求具体设计。

滤波器芯片2具有设置有焊盘的功能面及与功能面相背的非功能面，滤波器芯片2功能面朝向再布线层1上表面，滤波器芯片2与再布线层1电性连接。

具体的，滤波器芯片2通过导电连接件5设置于再布线层1上表面，导电连接件5与滤波器芯片2功能面上的焊盘对应设置，即导电连接件5的上下端分别连接滤波器芯片2功能面上的焊盘和再布线层1上表面的金属电极，实现滤波器芯片2和再布线层1之间的电性连接。

在本发明一实施方式中，导电连接件5为金属柱体。

在本发明其他实施方式中，导电连接件5可以为金属焊球。

其中，导电连接件5的制作材料可以为金、或锡、或铜、或以上其中几种的合金材料。

由于在现有的滤波产品中，滤波器芯片2通常要求其底部存在空腔，而其他非滤波芯片底部则必须进行有效填充，所以在本发明具体实施方式中，于再布线层1上表面和滤波器芯片2功能面之间设置阻挡件3，以达到在滤波器芯片2功能面底部形成空腔结构，实现滤波功能的目的。

具体的，阻挡件3连接再布线层1上表面和滤波器芯片2功能面，阻挡件3与再布线层1上表面和滤波器芯片2功能面之间围设形成一密闭空腔6。该密闭空腔6的高度可由阻挡件3和导电连接件5控制调整，最终其可根据滤波器芯片2的具体参数或是滤波产品所需功能进行设定调整，本发明对此不作限制。

更具体的，阻挡件3竖直设置于再布线层1上表面和滤波器芯片2功能面之间，阻挡件3的高度与导电连接件5的高度相同。

这里需要说明的是，本发明对导电连接件5的高度、阻挡件3的高度、以及密闭空腔6的高度不作限制，只需保证导电连接件5的高度、阻挡件3的高度和密闭空腔6的高度保持一致即可。

当然，导电连接件5设置于密闭空腔6内，以保证滤波器芯片2的滤波性能，即阻挡件3的上端面连接于滤波器芯片2功能面上焊盘的外侧区域。

在本发明一实施方式中，阻挡件3围设形成的密闭空腔6在平行于滤波器芯片2功能面的截面为长方形结构。

在本发明其他实施方式中，阻挡件3围设形成的密闭空腔6在平行于滤波器芯片2功能面的截面也可以为圆形或是多边形结构。

对于围设形成的密闭空腔6在平行于滤波器芯片2功能面的截面面积，本发明也不作限制，只需保证导电连接件5完全落入于围设形成的密闭空腔6内，不影响滤波器芯片2的滤波性能即可。

在本发明一实施方式中，滤波器芯片2为声表面波滤波器芯片。通过阻挡件3于滤波器芯片2功能面下方形成空腔结构，该空腔结构能够等效成电感并联电容，从而形成一个谐振级，实现滤波功能。

在本发明其他实施方式中，滤波器芯片2还可以为其他需要在芯片功能面和再布线层1上表面之间形成空腔结构的芯片，例如体声波滤波器芯片、体声波谐振器芯片、表面声波谐振器芯片中的其中一种或几种。

具体的，阻挡件3的制作材料为环氧树脂，其可通过光刻工艺在再布线层1上表面或是在滤波器芯片2功能面制作形成。

塑封体4以环氧树脂为基体，添加有固化剂、偶联剂等添加剂，其包覆滤波器芯片2、阻挡件3及再布线层1未被遮蔽的上表面，对封装结构起到机械支持和密封保护的作用。

具体的，塑封体4覆盖再布线层1未被遮蔽的上表面、阻挡件3的外侧表面以及滤波器芯片2除功能面以外的表侧面。由于阻挡件3的设置，塑封料无法进入到密闭空腔6内部。

这里需要说明，塑封体4为本申请中提及的塑封料固化之后所呈现的固体状态。

进一步的，本实施方式中滤波器芯片封装结构还包括非滤波器芯片和/或被动器件7，非滤波器芯片和/或被动器件7设置于再布线层1上表面，并与再布线层1电性连接，塑封体4包覆非滤波器芯片和/或被动器件7未被遮蔽的表面。

在本发明一实施方式中，非滤波器芯片可以为放大器芯片，其功能面朝向再布线层1上表面设置。同样的，通过制作金属柱体或是金属焊球，来连接非滤波器芯片功能面上的焊盘和再布线层1上表面的金属电极，实现非滤波器芯片与再布线层1之间的电性连接。

在本发明其他实施方式中，非滤波器芯片也可以为其他不需要在芯片底端形成空腔结构的功能性芯片，如调制器芯片、电源管理芯片等。

被动器件可以为电容、电感或电阻器件，可根据滤波产品实际需求选取。

具体的，塑封体4填充非滤波器芯片和/或被动器件7与再布线层1之间的间隙区域。

如图2所示，本实施方式还提供一种滤波器芯片封装结构的制作方法，包括步骤：

S1：于载板上制作再布线层；

S2：于滤波器芯片的功能面制作阻挡件，将功能面朝向再布线层上表面设置，使得阻挡件与再布线层上表面和滤波器芯片功能面之间围设形成一密闭空腔，滤波器芯片电性连接于再布线层；

S3：将塑封料包覆滤波器芯片、阻挡件及再布线层未被遮蔽的上表面。

在步骤S1中，“于载板上制作再布线层”具体包括：

S11：于载板81上形成一粘合胶层82，如图3所示。

具体的，粘合胶层82为UV胶或是热熔胶。

S12：于粘合胶层82上形成一金属层83，如图4所示。

具体的，于粘合胶层82上表面溅射形成一层铝层，以提高生长表面平整度，方便后续工艺中制作再布线层。

S13：于金属层83上制作再布线层1，如图5所示。

在步骤S2中，“于滤波器芯片的功能面制作阻挡件，将功能面朝向再布线层上表面设置，使得阻挡件与再布线层上表面和滤波器芯片功能面之间围设形成一密闭空腔，滤波器芯片电性连接于再布线层”具体包括：

如图6所示，于滤波器芯片2的功能面形成环氧树脂层31，环氧树脂层31的形成厚度与后续需要形成的密闭空腔高度相等。

如图7所示，利用光刻技术，刻蚀环氧树脂层31中间区域，直至滤波器芯片2功能面上的焊盘完全暴露，制作形成阻挡件3。

在本发明一实施方式中，阻挡件3围设形成的区域在平行于滤波器芯片2功能面的截面为长方形结构。

在本发明其他实施方式中，阻挡件3围设形成的区域在平行于滤波器芯片2功能面的截面也可以为圆形或是多边形结构。

对于阻挡件围设形成的区域在平行于滤波器芯片2功能面的截面面积，本发明也不作限制，只需保证滤波器芯片2功能面上的焊盘完全暴露，不影响滤波器芯片2的滤波性能即可。

如图8所示，于焊盘上制作导电连接件5，导电连接件5的形成高度与阻挡件3的高度相同，导电连接件5位于阻挡件3围成的区域内。

在本发明一实施方式中，导电连接件5为金属柱体。

在本发明其他实施方式中，导电连接件5可以为金属焊球。

其中，导电连接件5的制作材料可以为金、或锡、或铜、或以上其中几种的合金材料。

如图9所示，将滤波器芯片2功能面通过导电连接件5设置于再布线层1上表面，阻挡件3与再布线层1上表面和滤波器芯片2功能面之间围设形成一密闭空腔6，导电连接件5位于所述密闭空腔6内。

具体的，导电连接件5的上下端分别连接滤波器芯片2功能面上的焊盘和再布线层1上表面的金属电极，实现滤波器芯片2和再布线层1之间的电性连接。

进一步的，还包括步骤：将非滤波器芯片和/或被动器件7设置于再布线层1上表面，并使得非滤波器芯片和/或被动器件7与再布线层1电性连接，参见图9。

在本发明一实施方式中，非滤波器芯片可以为放大器芯片，其功能面朝向再布线层1上表面设置。同样的，通过制作金属柱体或是金属焊球，来连接非滤波器芯片功能面上的焊盘和再布线层1上表面的金属电极，实现非滤波器芯片与再布线层1之间的电性连接。

在本发明其他实施方式中，非滤波器芯片也可以为其他不需要在芯片底端形成空腔结构的功能性芯片，如调制器芯片、电源管理芯片等。

被动器件可以为电容、电感或电阻器件，可根据滤波产品实际需求选取。

在步骤S3中，“将塑封料包覆滤波器芯片、阻挡件及再布线层未被遮蔽的上表面”具体包括：

如图10所示，塑封体4覆盖再布线层1未被遮蔽的上表面、阻挡件3的外侧表面以及滤波器芯片2除功能面以外的表侧面。由于阻挡件3的设置，塑封料无法进入到密闭空腔6内部。

具体的，塑封体4还包覆非滤波器芯片和/或被动器件7未被遮蔽的表面，即塑封体4填充非滤波器芯片和/或被动器件7与再布线层1之间的间隙区域。

进一步的，本实施方式中制作方法还包括步骤：

S4：去除载板81。

具体的，若载板81上表面形成的粘合胶层82为UV胶，则通过照UV光工艺，去除载板81；若载板81上表面形成的粘合胶层82为热熔胶，则通过加热去除载板81。

S5：去除金属层83。

具体的，通过刻蚀工艺，去除金属层83后，制作得到如图1所示的封装结构。

综上所述，本发明通过在需要形成空腔结构的滤波器芯片底面设置阻挡件，并使得该阻挡件与再布线层上表面和滤波器芯片功能面之间围设形成一密闭空腔，防止后续塑封工艺中塑封料进入空腔内部影响滤波器芯片的滤波功能，更方便实现需要空腔结构的滤波器芯片与其他不需要空腔结构的功能性芯片之间的组合封装，以对应于封装产品的不同设计需求。另外，相较于传统的封装方案，本发明将滤波器芯片倒装于再布线层上，能够满足更高集成度、更小封装体积的需求。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种滤波器芯片封装结构，其特征在于，包括：

再布线层，具有上表面及与所述上表面相背的下表面；

滤波器芯片，具有设置有焊盘的功能面及与所述功能面相背的非功能面，所述滤波器芯片功能面朝向所述再布线层上表面，所述滤波器芯片与所述再布线层电性连接；

阻挡件，连接所述再布线层上表面和所述滤波器芯片功能面，所述阻挡件与所述再布线层上表面和所述滤波器芯片功能面之间围设形成一密闭空腔；

塑封体，包覆所述滤波器芯片、所述阻挡件及所述再布线层未被遮蔽的上表面。

2.根据权利要求1所述的滤波器芯片封装结构，其特征在于，所述滤波器芯片通过导电连接件设置于所述再布线层上表面，所述导电连接件与所述焊盘对应设置，所述导电连接件设置于所述密闭空腔内。

3.根据权利要求2所述的滤波器芯片封装结构，其特征在于，所述阻挡件竖直设置于所述再布线层上表面和所述滤波器芯片功能面之间，所述阻挡件的高度与所述导电连接件的高度相同。

4.根据权利要求1所述的滤波器芯片封装结构，其特征在于，所述阻挡件的材料为环氧树脂。

5.根据权利要求1所述的滤波器芯片封装结构，其特征在于，还包括非滤波器芯片和/或被动器件，所述非滤波器芯片和/或被动器件设置于所述再布线层上表面，并与所述再布线层电性连接，所述塑封体包覆所述非滤波器芯片和/或被动器件未被遮蔽的表面。

6.一种滤波器芯片封装结构的制作方法，其特征在于，包括步骤：

于载板上制作再布线层；

于滤波器芯片的功能面制作阻挡件，将所述功能面朝向所述再布线层上表面设置，使得所述阻挡件与所述再布线层上表面和所述滤波器芯片功能面之间围设形成一密闭空腔，所述滤波器芯片电性连接于所述再布线层；

将塑封料包覆所述滤波器芯片、所述阻挡件及所述再布线层未被遮蔽的上表面。

7.根据权利要求6所述的滤波器芯片封装结构的制作方法，其特征在于，“于载板上制作再布线层”具体包括：

于所述载板上形成一粘合胶层；

于所述粘合胶层上形成一金属层；

于所述金属层上制作所述再布线层。

8.根据权利要求6所述的滤波器芯片封装结构的制作方法，其特征在于，“于滤波器芯片的功能面制作阻挡件，将所述功能面朝向所述再布线层上表面设置，使得所述阻挡件与所述再布线层上表面和所述滤波器芯片功能面之间围设形成一密闭空腔，所述滤波器芯片电性连接于所述再布线层”具体包括：

于所述滤波器芯片的功能面形成环氧树脂层；

利用光刻技术，刻蚀所述环氧树脂层中间区域，直至所述功能面上的焊盘完全暴露，制作形成所述阻挡件；

于所述焊盘上制作导电连接件，所述导电连接件的形成高度与所述阻挡件的高度相同；

将所述滤波器芯片功能面通过所述导电连接件设置于所述再布线层上表面，所述阻挡件与所述再布线层上表面和所述滤波器芯片功能面之间围设形成一密闭空腔，所述导电连接件位于所述密闭空腔内。

9.根据权利要求6所述的滤波器芯片封装结构的制作方法，其特征在于，在“将塑封料包覆所述滤波器芯片、所述阻挡件及所述再布线层未被遮蔽的上表面”之前还包括：

将非滤波器芯片和/或被动器件设置于所述再布线层上表面，并使得所述非滤波器芯片和/或被动器件与所述再布线层电性连接；

“将塑封料包覆所述滤波器芯片、所述阻挡件及所述再布线层未被遮蔽的上表面”具体包括：

将所述塑封体还包覆所述非滤波器芯片和/或被动器件未被遮蔽的表面。

10.根据权利要求7所述的滤波器芯片封装结构的制作方法，其特征在于，所述制作方法还包括步骤：

去除所述载板；

去除所述金属层。

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