CN1787367A - 表面声波滤波封装件及其封装方法 - Google Patents

Abstract

本发明是在基板预定与表面声波芯片连结处对应形成环围出一空间的环围壁，再利用覆晶封装的封装方式，直接将表面声波芯片的具有可转换处理频率信号的指叉状换能器朝向基板形成有环围壁的表面，对应地彼此电连接并固定连结，同时使指叉状换能器封置在由基板、环围壁，与表面声波芯片表面共同界定而可作动转换频率信号的感应腔中，以封装制备表面声波滤波封装件，借此可以减少材料成本及制程成本，提高获利。

Description

表面声波滤波封装件及其封装方法

技术领域

本发明是有关于一种封装件及其封装方法，特别是指一种封装处理频率信号的表面声波芯片(Surface Acoustic Wave Chip，SAW Chip)的表面声波滤波封装件及其封装方法。

背景技术

近年来行动通讯发展一日千里，通讯产品已经成为生活必需品。随着各式通讯电子产品个人化、多功化、微型化的发展趋势，用于该些通讯电子产品中发挥滤除噪声功能的各式封装有表面声波芯片的表面声波滤波封装件，亦必须持续朝向低价格、微尺寸、低消耗功率及高灵敏度迈进。

参阅图1，目前的表面声波滤波封装件是以「壳式封装」封装制备，是可电性连接于一通讯电子产品例如手机的电路板(图未示出)上，以滤除通讯时的噪声。表面声波滤波封装件1包含一封装壳11、一表面声波芯片12，及复数电连接线13。

封装壳11以金属制成，包含一基板111、一环围基板111的周壁112、一顶盖113，及复数电性接脚114，顶盖113连结于周壁112的顶缘，而与周壁112共同界定出一将基板111界限于内而与外界隔绝的感应腔117，每一电性接脚114截面成一倒U形间隔地穿伸过周壁112设置，并被周壁112区分成一内连接部115及一外连接部116，外连接部116与电路板相互电连接。

表面声波芯片12承置连结于基板111上，而限制于感应腔117中并与外界相隔绝，表面声波芯片12包含一基材121、一形成于基材121表面的指叉状换能器122，及一与指叉状换能器122电连接的电连接埠125，基材121是以具压电性的单晶材料构成，并配合以不具压电性的电极材料形成指叉状换能器122，指叉状换能器122具有相间隔且均呈指叉态样的输入埠123与输出埠124，输入埠123将接收到的频率讯号转换成表面声波，并经由部份基材121表面配合上方的空间向输出埠124传递，并在传递的过程中滤除噪声，滤除噪声后的表面声波传递至输出埠124后，由输出埠124转换成预定的频率信号或共振信号再向外输出。电连接埠125包括相间隔的第一电连接垫126与第二电连接垫127，第一、二电连接垫126、127分别与输入埠123、输出埠124相电连接。

电连接线13(一般也称金线)一端连结在表面声波芯片12的电连接端口125的第一电连接垫126或第二电连接垫127上，相反的另一端与电性接脚114的内连接部115相连结，使表面声波芯片12与电性接脚114借电连接线13对应形成电连接，进而使得欲透过表面声波芯片12滤除噪声的频率信号及/或已经由表面声波芯片12滤除噪声的频率信号或共振信号可以经由电连接线13、电性接脚114、电路板向外传递。

由于表面声波芯片12处理频率信号的基本原理，是运用基材121与指叉状换能器122相互配合以压电效应效应传送表面声波，同时配合自由空间(即感应腔117)供其振动形变传递，才可以进行滤除噪声、产生预定频宽的频率信号或特定频率的共振信号等过程，也因此，目前的表面声波滤波封装件1都必须以封装壳11进行封装，使得表面声波芯片12可以借由封装壳11所界定的感应腔117进行频率信号处理。

然而，由于目前绝大多数芯片的封装方式都利用胶体(molding compound)以「胶体封装」的方式进行封装，因此，此等利用封装壳1封装的封装方式，一来并非市场主流，因此材料成本居高不下，且均由少数业者所垄断，二来封装壳1有其体积缩减极限的限制，不利于元件本身微型化发展的方向。

因此，如何研究改善目前的表面声波滤波封装件，是业界与学界努力的方向的一。

发明内容

因此，本发明的目的，即在提供一种不需利用封装壳封装的表面声波滤波封装件。

于是，本发明的一种表面声波滤波封装件，可电连接于一电路板上，包含一基板及一表面声波芯片。

该基板具有一上连结层、一下连结层、一布设于该上、下连结层之间的电路、一设置于该上连结层上的第一电连接埠，及一设置于该下连结层上的第二电连接埠，该第一、二电连接埠分别对应地与该电路形成电连接。

该表面声波芯片包含一基材、一形成于该基材表面的指叉状换能器，及一形成于该基材表面的第三电连接埠，该指叉状换能器以表面声波方式转换处理接受到的频率信号，该第三电连接埠与该指叉状换能器彼此对应地电连接。

该表面声波芯片以该基材表面朝向该基板的上连结层而使该第一电连接埠与该第三电连接埠对应电连接并彼此连结固定，且该基材表面与该基板的上连结层共同界定出一封置该指叉状换能器且使该指叉状换能器与该基板的上连结层相间隔一距离的感应腔，而使该指叉状换能器转换处理接受到的频率信号。

此外，本发明的一种表面声波滤波封装件的封装方法，包含以下步骤。

(一)在一基板表面的一预定与一表面声波芯片相连结的位置，对应形成一环围出一空间的环围壁。

(二)将该表面声波芯片以其具有一可转换处理频率信号的指叉状换能器的表面朝向该基板形成有该环围壁的表面，对应地与该基板相电连接并固定连结，同时使该指叉状换能器封置于一由该基板表面、该环围壁，与该表面声波芯片表面共同界定的与外界相隔绝的感应腔中。

本发明表面声波滤波封装件及其封装方法可以减少材料成本及制程成本，提高获利。

附图说明

图1是一剖视示意图，说明现有的表面声波滤波封装件。

图2是一剖视示意图，说明本发明表面声波滤波封装件的一第一较佳实施例。

图3是一流程图，说明图2的表面声波滤波封装件的封装制备过程。

图4是一剖视示意图，说明本发明表面声波滤波封装件的一第二较佳实施例。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明：

参阅图2、图3，本发明表面声波滤波封装件的一第一较佳实施例，是经由图3所示的封装方法制备完成，与目前的表面声波滤波封装件1一样，可电连接于一通信产品例如手机的电路板(图未示出)上，而滤除噪声、提升通信电子产品的通信品质。

表面声波滤波封装件2包含一基板21、一环围壁22、一表面声波芯片12’、复数第一电连接件23、一填充底胶24，及一封装胶体25。

基板21以导电材料配合高分子绝缘物压合成单层或复数层结构制成，在本例图标中只以二层绝缘物夹设单层导电材料为例说明。在构造上，基板21具有一上连结层211、一下连结层212、一布设于上、下连结层211、212之间的电路213、一设置于上连结层211上的第一电连接埠214，一设置于下连结层212上的第二电连接埠215，及一挡胶环218。上、下连结层211、212皆以高分子绝缘物为材料形成，电路213与第一、二电连接埠214、215分别是以导电材料例如铜为材料形成，且第一、二电连接埠214、215对应地与电路213形成电连接，该第一电连接埠214包括二相间隔的第一焊垫216与第二焊垫217。挡胶环218自该上连结层211向上且沿基板21周缘形成。

环围壁22以高分子绝缘物为材料，以成一「口」字型地自基板21上连结层211表面更向上突起形成，并对应地被第一电连接埠214所环围。

表面声波芯片12’与现有的相似，包含一基材121’、一形成于基材121’表面的指叉状换能器122’，及一与指叉状换能器122’电连接的第三电连接埠125’，基材121’是以具压电性的单晶材料构成，并配合以不具压电性的电极材料形成指叉状换能器122’，指叉状换能器122’具有相间隔且均呈指叉态样的输入埠123’与输出埠124’，输入埠123’将接收到的频率讯号转换成表面声波，并经由部份基材121’表面配合上方的空间向输出埠124’传递，并在传递的过程中滤除噪声，滤除噪声后的表面声波传递至输出埠124’后，由输出埠124’转换成预定的频率信号或共振信号再向外输出，第三电连接埠125’包括相间隔的第一电连接垫126’与第二电连接垫127’，第一、二电连接垫126’、127’分别与输入埠123’、输出埠124’相电连接。

第一电连接件23即是业界所习称的凸块(solder bump，gold stud bump)。

表面声波芯片12’以基材121’表面朝向基板21上连结层211的方向、且指叉状换能器122’对应位于环围壁22所围构出的空间彼此对应连结，且基板21的上连结层211、环围壁22与表面声波芯片12’的基材121’表面共同形成一将指叉状换能器122’封容其中的感应腔27，并使指叉状换能器122’与基板21的上连结层211表面相间隔有一预定距离，而使指叉状换能器122’可借此转换处理频率信号；同时，第一电连接埠214的第一、二焊垫216、217与第三电连接埠125’的第一、二电连接垫126’、127’是对应地以第一电连接件23形成电连接并同时连结固定。

填充底胶24自基板21的上连结层211向上，并由挡胶环218圈限形成，环覆环围壁22周边区域，以及由第一电连接件23电连接并连结固定第一、三电连接埠214、125’的周边区域，确使感应腔27与外界隔离，同时更稳固地使表面声波芯片12’与基板21彼此相连结。

封装胶体25自基板21的上连结层211表面向上形成，包覆基板21的上连结层211表面、挡胶环218、环围壁22、表面声波芯片12’、第一电连接件23与填充底胶24，进一步对所有连结在基板21的上连结层211的物件提供包覆保护，并隔绝外界例如水气的渗入影响。

上述表面声波滤波封装件2在配合以下如图3所示的封装方法详细说明后，当可更清楚的明白。

首先以步骤31，对应表面声波芯片12’的第三电连接埠125’，以及欲应用的电路板制备基板21。

接着进行步骤32，在基板21上连结层211上，对应第一电连接埠214的第一、二焊垫216、217之间，布设呈「口」字型的环围壁22。

然后以步骤33，在表面声波芯片12’的第三电连接埠125’的第一、二电连接垫126’、127’上对应地布设第一电连接件23。当然，此一步骤也可以预先整合于表面声波芯片12’的制备中，在此不再多加详述此等关于「覆晶芯片」(flip chip)制备的相关应用技艺。

再进行步骤34，将表面声波芯片12’以指叉状换能器122的表面朝向基板21上固结有环围壁22的表面，并以指叉状换能器122对应于环围壁22所圈限出的空间，以及第一电连接埠214的第一、二焊垫216、217对应于固结在第一、二电连接垫126’、127’上的第一电连接件23，将表面声波芯片12’、环围壁22、基板21彼此对应地电连接并固定连结成一体。固定连结后，指叉状换能器122’是封置于由基板21表面、环围壁22，与表面声波芯片12’表面共同界定出与外界相隔绝的感应腔27中。

接着进行步骤35，自基板21上连结层211向上，并由挡胶环218圈限向上填覆填充底胶24，使其环覆环围壁22周边区域，以及由第一电连接件23电连接并连结固定第一、三电连接埠214、125’的周边区域。

然后再进行步骤36，灌模形成封装胶体25，使其包覆保护基板21的上连结层211所连结的所有物件，完成上述表面声波滤波封装件2的制备。

当然，熟悉封装的技艺人士皆知，一般在实际生产中，封装过程尚包含有例如外观检测、电性测试、盖印、..等等步骤，但由于此些步骤并非本发明重点所在，故在此不多加赘述。

此外，为了使封装后的表面声波芯片12’充分发挥预定的运作效能，在进行步骤35时，可以在一真空环境下，或在一可灌注惰性气体的环境下进行，使得表面声波芯片12’与环围壁22、基板21彼此对应地固定连结后，感应腔27成真空、或是满注惰性气体的状态，进而保护表面声波芯片12’的正确运作。当然，在合乎制造成本的情况下，后续步骤36亦可以在真空环境下，或在充灌有惰性气体的环境下进行，以更加确保感应腔27的真空、或是满注惰性气体的状态。

参阅图4，本发明表面声波滤波封装件4一第二较佳实施例，是与上例所说明的表面声波滤波封装件2相似，其不同处只在于本例所说明的表面声波滤波封装件4为更进一步节省成本、简化制程步骤，因此舍弃环围壁22，而在基板41表面对应欲连结的表面声波芯片12’的指叉状换能器122’的区域向下形成一凹槽42，使得表面声波芯片12’与基板41连结后，此凹槽42与表面声波芯片12’围构形成供指叉状换能器122’运作的感应腔43，并同时将指叉状换能器122’封置于感应腔43中，由于本例的表面声波滤波封装件4的其它构件均与上例所说明的相同，故在此不再多加赘述。

而第二较佳实施例所说明的表面声波滤波封装件4的封装制备过程，亦与前述的封装过程相似，其不同处只需在步骤31制备基板41时，额外考量凹槽42的形成位置与相关配合深度；同时省略步骤32的布设环围壁22的过程，而直接进行步骤33至步骤37，即可以较简略的封装过程完成本例表面声波滤波封装件4的封装制备。

当然，熟细此等封装技艺人士可由上述说明，简单将基板21上的挡胶环218改变实施态样，甚或取消，以减轻基本制作成本；或是轻易同时将基板形成较浅的凹槽，并配合较第一实施例所说明的更为低矮的环围壁，彼此配合后界定形成感应腔，进而完成另一态样的表面声波滤波封装件；或是由于此等变化只为上述说明的简单变化运用，在此不再多加赘述。

在此要特别加以说明的是，由于本发明表面声波滤波封装件2、4已经利用表面声波芯片12’与基板21，41相连结时共同界定形成出感应腔27、43，而可供界限于内的指叉状换能器122’与部份基材121’有足够的空间相互配合以压电效应方式转换处理接收到的频率信号，所以本发明表面声波滤波封装件2、4可以应用封装胶体封装的方式制备完成，也因此，当重新设计基板的电路后，可以将其它的主动组件、被动组件与表面声波芯片12’共同简单整合在基板上，进而达到系统整合、缩减电子产品体积的目的。

由上述说明可知，本发明表面声波滤波封装件2、4主要是利用覆晶封装的概念，直接在将表面声波芯片12’连结至基板21、41上时，利用环围壁22，或是在基板41表面形成对应凹槽42，或是二者相配合，形成可将指叉状换能器122’限制于内且与外界隔绝的感应腔27、43，以供表面声波芯片12’的指叉状换能器122’与部份基材121’共同处理频率信号，进而可以利用目前多数芯片均采行的胶体封装的封装方式封装制备，也因此，不但可以降低成本、避免现有封装壳11等零组件由少数厂商垄断的缺点，同时可以进一步将其它种类的主动元件、被动元件等等共同纳入，往系统芯片的方向整合研究发展，确实达到本发明的目的。

Claims (14)

1.一种表面声波滤波封装件，可电连接于一电路板上，该表面声波滤波封装件包括一基板，及一与该基板电连接的表面声波芯片，该表面声波芯片具有一基材、一形成于该基材表面的指叉状换能器，及一形成于该基材表面的第三电连接埠，该指叉状换能器以表面声波方式转换处理接受到的频率信号，该第三电连接埠与该指叉状换能器彼此对应地电连接：

其特征在于：

该基板具有一上连结层、一下连结层、一布设于该上、下连结层之间的电路、一设置于该上连结层上的第一电连接埠，及一设置于该下连结层上的第二电连接埠，该第一、二电连接埠分别对应地与该电路形成电连接；

该表面声波芯片以该基材表面朝向该基板的上连结层而使该第一电连接埠与该第三电连接埠对应电连接并彼此连结固定，且该基材表面与该基板的上连结层共同界定出一封置该指叉状换能器且使该指叉状换能器与该基板的上连结层相间隔一距离的感应腔，而使该指叉状换能器转换处理接受到的频率信号。

2.如权利要求1所述表面声波滤波封装件，其特征在于：该表面声波滤波封装件更包含复数第一电连接件，该第一、三电连接埠借该复数第一电连接件相对应地电连接并连结固定。

3.如权利要求1所述表面声波滤波封装件，其特征在于：该表面声波滤波封装件更包含一填充底胶，是自该基板的上连结层向上环覆于该第一电连接埠与该第三电连接埠周边，使该感应腔与外界隔离。

4.如权利要求1所述表面声波滤波封装件，其特征在于：该表面声波滤波封装件更包含一环围该指叉状换能器的环围壁，辅助该表面声波芯片与该基板的上连结层彼此连结固定，并与该基材表面、该基板的上连结层共同界定出该感应腔。

5.如权利要求1、2、4或5所述表面声波滤波封装件，其特征在于：该表面声波滤波封装件更包含一封装胶体，是自该基板的上连结层表面向上形成，包覆该基板的上连结层表面，以及所有与该基板的上连结层连结的物件。

6.如权利要求1所述表面声波滤波封装件，其特征在于：该基板更具有一自该上连结层表面向下形成的凹槽，该凹槽与该基材表面共同界定出该感应腔。

7.如权利要求1所述表面声波滤波封装件，其特征在于：该基板更具有一挡胶环，自该上连结层表面且环绕该基板周缘向上形成。

8.一种表面声波滤波封装件的封装方法，其特征在于：

该封装方法包含：

(一)在一基板表面的一预定与一表面声波芯片相连结的位置，对应形成一环围出一空间的环围壁；及

(二)将该表面声波芯片以其具有一可转换处理频率信号的指叉状换能器的表面朝向该基板的形成有该环围壁的表面，对应地与该基板相电连接并固定连结，同时使该指叉状换能器封置于一由该基板表面、该环围壁，与该表面声波芯片表面共同界定的与外界相隔绝的感应腔中。

9.如权利要求8所述表面声波滤波封装件的封装方法，其特征在于：该封装方法更包含一步骤(三)，自该基板表面向上填覆一环围包覆该环围壁周边区域的填充底胶。

10.如权利要求8或9所述表面声波滤波封装件的封装方法，其特征在于：该封装方法更包含一步骤(四)，自该基板表面向上形成一包覆该基板表面、该表面声波芯片，以及所有与该基板及/或与该表面声波芯片连结的物件的封装胶体。

11.一种表面声波滤波封装件的封装方法，其特征在于：

该封装方法包含：

(一)在一基板表面的一预定与一表面声波芯片相连结的位置向下对应形成一凹槽；及

(二)将该表面声波芯片以其具有一可转换处理频率信号的指叉状换能器的表面朝向该基板的形成有该凹槽的表面，对应地与该基板相电连接并固定连结，同时使该指叉状换能器封置于一由该凹槽与与该表面声波芯片表面共同界定的与外界相隔绝的感应腔中。

12.如权利要求11所述表面声波滤波封装件的封装方法，其特征在于：该步骤(a)更自该基板表面沿该凹槽周缘向上形成一环围该凹槽的环围壁，该环围壁可以辅助固定连结该基板与该表面声波芯片，且该感应腔由该凹槽、该环围壁与该表面声波芯片表面共同界定形成。

13.如权利要求11所述表面声波滤波封装件的封装方法，其特征在于：该封装方法更包含一步骤(三)，自该基板表面向上填覆一环围包覆该表面声波芯片与该基板相电连接并固定连结的周边区域的填充底胶。

14.如权利要求11或13所述表面声波滤波封装件的封装方法，其特征在于：该表面声波滤波封装件的封装方法更包含一步骤(四)，自该基板表面向上形成一包覆该基板表面、该表面声波芯片，以及所有与该基板及/或与该表面声波芯片连结的物件的封装胶体。

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