CN206332654U - 易于集成的微型化声表面波滤波器件封装结构 - Google Patents
易于集成的微型化声表面波滤波器件封装结构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN206332654U CN206332654U CN201621422223.8U CN201621422223U CN206332654U CN 206332654 U CN206332654 U CN 206332654U CN 201621422223 U CN201621422223 U CN 201621422223U CN 206332654 U CN206332654 U CN 206332654U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- thickness
- conducting material
- semi
- miniaturization
- metal bonding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种易于集成的微型化声表面波滤波器件封装结构，其特征在于，包括压电基底；所述压电基底之上固定有声表面波器件结构层；还包括半导体材料；在所述压电基底的边缘、所述压电基底和所述半导体材料之间，由下至上依次固定有第一金属键合层和第二金属键合层；所述第一金属键合层的厚度大于所述声表面波器件结构层的厚度；所述半导体材料之上制作有通孔结构；所述通孔结构中填充有导电材料；在所述半导体材料的底面固定连接电极；所述连接电极的厚度小于所述第二金属键合层的厚度；本实用新型通过高真空金‑金键合实现真空密封，保证了器件的可靠性；且封装尺寸接近器件结构尺寸，实现了芯片尺寸级封装，有利于集成度的提高。
Description
技术领域
本实用新型涉及声表面波滤波器，具体涉及一种易于集成的微型化声表面波滤波器件封装结构。
背景技术
随着通讯技术的不断发展，声表面波器件的应用也越来越广，对器件的封装性能也有了更高的要求，其中高真空密封、小型化、易与集成电路集成封装的声表面波器件是未来声表面波器件封装技术的一个发展方向。现有的插脚封装、薄膜封装、SMD贴片封装和CSP倒装封装技术均存在密闭性差，且不易在硅片等半导体材料上集成的缺点，增加了声表面波器件的使用成本，一定程度上限制了通讯系统的集成设计。
插脚封装和SMD贴片封装工艺复杂，需要内部引线键合实现电信号连接实际封装尺寸是器件结构尺寸的1.5倍以上，且随着器件尺寸的减小，封装尺寸所占比例会不断增大，且多数封装在常压环境下完成，器件中还可能存在水汽和颗粒物质影响器件的可靠性；薄膜封装和CSP倒装封装虽然封装尺寸可接近器件结构尺寸，但其封装密闭性差，无法满足设备对声表面波器件的可靠性要求，且薄膜封装后的器件需要高一级的封装进行保护，不可单独使用，CSP倒装工艺需要根据不同的器件设计不同尺寸的倒装基板，且后期设计的修改电极位置和尺寸要和基板的设计保持一致，对于批量小的研发类项目，相对开发成本会大幅提高。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型公开了一种易于集成的微型化声表面波滤波器件封装结构。
本实用新型的技术方案如下：
一种易于集成的微型化声表面波滤波器件封装结构，包括压电基底；所述压电基底之上固定有声表面波器件结构层；还包括半导体材料；在所述压电基底的边缘、所述压电基底和所述半导体材料之间，由下至上依次固定有第一金属键合层和第二金属键合层；所述第一金属键合层的厚度大于所述声表面波器 件结构层的厚度；所述半导体材料之上制作有通孔结构；所述通孔结构中填充有导电材料；在所述半导体材料的底面、所述通孔结构的位置还固定有面积大于所述通孔结构的面积的连接电极；所述连接电极的厚度小于所述第二金属键合层的厚度；所述半导体材料的顶面制作有电极结构。
其进一步的技术方案为，所述压电基底为钽酸锂、铌酸锂或者石英。
其进一步的技术方案为，所述声表面波器件结构层的厚度小于1um。
其进一步的技术方案为，所述第一金属键合层的厚度为2～5um，宽度大于100um。
其进一步的技术方案为，所述半导体材料双面抛光。
其进一步的技术方案为，所述通孔结构中的导电材料为铜、钨或高分子导电材料。
其进一步的技术方案为，所述连接电极的厚度小于200A；所述第二金属键合层的厚度大于10um。
本实用新型的有益技术效果是：
本实用新型提出的一种声表面波器件封装结构，通过高真空金-金键合实现真空密封，能有效地降低封装环境对器件可靠性的影响，保证了器件的可靠性；且封装尺寸接近器件结构尺寸，基本可达到与芯片结构1：1的尺寸比例，实现了芯片尺寸级封装，封装尺寸小更有利于集成度的提高；封装结构的信号输入输出和接地电极均位于半导体硅或锗基片上，兼容集成电路和MEMS封装工艺，更方便与其他半导体器件的集成封装。是一种高可靠性、微型化且易于集成封装的一种声表面波器件封装结构。
附图说明
图1是本实用新型的结构图。
图2是压电基底之上固定有声表面波器件结构层的俯视图。
图3是半导体材料内部横切面的俯视图。
图4是半导体材料外侧表面的俯视图。
具体实施方式
图1是本实用新型的结构图。如图1所示，本实用新型包括压电基底1。压电基底1单面抛光，具体可以为钽酸锂、铌酸锂或者石英。
压电基底1之上固定有声表面波器件结构层5。声表面波器件结构层5是指叉指换能器、反射栅等结构。通过第一次光刻蒸发进而完成声表面波器件结 构层5的制备，该声表面波器件结构层5的材料厚度一般小于1um，在信号输入、输出和接地的位置为无电极结构。
还包括半导体材料4。在压电基底1边缘、压电基底1和半导体材料4之间，由下至上依次固定有第一金属键合层2和第二金属键合层3。第一金属键合层2的厚度大于声表面波器件结构层5的厚度，具体的，第一金属键合层2的厚度为2～5um。第一金属键合层2的宽度需大于100um，以保证键合密封可靠性，且能满足后期划片的需要，不会给器件带来损坏。图2是压电基底之上固定有声表面波器件结构层的俯视图。如图2所示，在压电基底1的四周边缘有一圈第一金属键合层2。在压电基底1的表面，制作有声表面波器件结构层5。
半导体材料4之上制作有通孔结构7。半导体材料4双面抛光，可以为硅或者锗。通孔结构7中填充有导电材料，通孔结构7中的导电材料可以为铜、钨或高分子导电材料。
通孔结构7具体可以用光刻工艺制备；或者利用感应耦合等离子体刻蚀工艺制备，在刻蚀过程中可选择金属层、光刻胶层作为掩膜层，通孔刻蚀完成后利用湿法腐蚀去除掩膜材料；也可利用激光打孔制备通孔结构。通孔结构7的作用是为了实现半导体材料4两端的互连。图3是半导体材料内部横切面的俯视图。如图3所示，可见半导体材料4中间有数个通孔结构7。图3中还显示了在边缘位置的第二金属键合层3。
通孔结构7中如果填充金属材料，可以采用电镀或化学气象沉积工艺实现；如果填充高分子导电材料，可以利用高分子涂布工艺填充，进而实现半导体材料4双面的互连。
在半导体材料4的底面、通孔结构7的位置还固定有面积大于通孔结构7的面积的连接电极6。连接电极6的厚度小于第二金属键合层3的厚度。半导体材料4的顶面制作有电极结构8。
连接电极6连接了半导体材料4内侧的通孔与其下侧的金属键合层。优选的，连接电极6的厚度应远小于第二金属键合层3的厚度。利用电镀工艺制备第二金属键合层3，连接电极6的厚度小于200A；第二金属键合层3的厚度大于10um。
半导体材料4的顶面制作有电极结构8。图4是半导体材料外侧表面的俯视图。如图4所示，电极结构8包括信号引出电极8a、输入输出电极8b，接 地电极8c。电极结构8可通过光刻工艺和金属层沉积工艺制备。
压电基底1和半导体材料4制备完成后，最终通过双端的金属键合层，即第一金属键合层2、第二金属键合层3实现真空密封和电极信号的引出。结构的键合是通过金-金键合工艺实现的，该工艺键合温度低不会影响声表面波器件的性能。金-金键合在高真空环境下完成，空腔内的真空环境不仅能有效的保护声表面波器件的结构，而且能一定程度上减少能量在表面的损失。
以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种易于集成的微型化声表面波滤波器件封装结构，其特征在于，包括压电基底(1)；所述压电基底(1)之上固定有声表面波器件结构层(5)；还包括半导体材料(4)；在所述压电基底(1)的边缘、所述压电基底(1)和所述半导体材料(4)之间，由下至上依次固定有第一金属键合层(2)和第二金属键合层(3)；所述第一金属键合层(2)的厚度大于所述声表面波器件结构层(5)的厚度；所述半导体材料(4)之上制作有通孔结构(7)；所述通孔结构(7)中填充有导电材料；在所述半导体材料(4)的底面、所述通孔结构(7)的位置还固定有面积大于所述通孔结构(7)的面积的连接电极(6)；所述连接电极(6)的厚度小于所述第二金属键合层(3)的厚度；所述半导体材料(4)的顶面制作有电极结构(8)。
2.如权利要求1所述的易于集成的微型化声表面波滤波器件封装结构，其特征在于，所述压电基底(1)为钽酸锂、铌酸锂或者石英。
3.如权利要求1所述的易于集成的微型化声表面波滤波器件封装结构，其特征在于，所述声表面波器件结构层(5)的厚度小于1um。
4.如权利要求1所述的易于集成的微型化声表面波滤波器件封装结构，其特征在于，所述第一金属键合层(2)的厚度为2～5um，宽度大于100um。
5.如权利要求1所述的易于集成的微型化声表面波滤波器件封装结构，其特征在于，所述半导体材料(4)双面抛光。
6.如权利要求1所述的易于集成的微型化声表面波滤波器件封装结构，其特征在于，所述通孔结构(7)中的导电材料为铜、钨或高分子导电材料。
7.如权利要求1所述的易于集成的微型化声表面波滤波器件封装结构，其特征在于，所述连接电极(6)的厚度小于200A；所述第二金属键合层(3)的厚度大于10um。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201621422223.8U CN206332654U (zh) | 2016-12-23 | 2016-12-23 | 易于集成的微型化声表面波滤波器件封装结构 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201621422223.8U CN206332654U (zh) | 2016-12-23 | 2016-12-23 | 易于集成的微型化声表面波滤波器件封装结构 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN206332654U true CN206332654U (zh) | 2017-07-14 |
Family
ID=59292807
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201621422223.8U Active CN206332654U (zh) | 2016-12-23 | 2016-12-23 | 易于集成的微型化声表面波滤波器件封装结构 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN206332654U (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108155287A (zh) * | 2018-02-11 | 2018-06-12 | 海宁市瑞宏科技有限公司 | 一种具有抗温度冲击效果的晶圆级sawf封装结构 |
| CN109842393A (zh) * | 2018-12-25 | 2019-06-04 | 泉州三安半导体科技有限公司 | 在叉指换能器制造过程中提高曝光效果的方法和叉指换能器的制造方法 |
| CN111121843A (zh) * | 2019-12-18 | 2020-05-08 | 上海交通大学 | 一种声表面波传感器的一体化封装结构及封装方法 |
| CN111193492A (zh) * | 2018-11-14 | 2020-05-22 | 天津大学 | 封装结构、半导体器件、电子设备 |
-
2016
- 2016-12-23 CN CN201621422223.8U patent/CN206332654U/zh active Active
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108155287A (zh) * | 2018-02-11 | 2018-06-12 | 海宁市瑞宏科技有限公司 | 一种具有抗温度冲击效果的晶圆级sawf封装结构 |
| CN111193492A (zh) * | 2018-11-14 | 2020-05-22 | 天津大学 | 封装结构、半导体器件、电子设备 |
| CN111193492B (zh) * | 2018-11-14 | 2023-08-15 | 天津大学 | 封装结构、半导体器件、电子设备 |
| CN109842393A (zh) * | 2018-12-25 | 2019-06-04 | 泉州三安半导体科技有限公司 | 在叉指换能器制造过程中提高曝光效果的方法和叉指换能器的制造方法 |
| CN111121843A (zh) * | 2019-12-18 | 2020-05-08 | 上海交通大学 | 一种声表面波传感器的一体化封装结构及封装方法 |
| CN111121843B (zh) * | 2019-12-18 | 2021-03-02 | 上海交通大学 | 一种声表面波传感器的一体化封装结构及封装方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN206332654U (zh) | 易于集成的微型化声表面波滤波器件封装结构 | |
| CN103523745B (zh) | 基于Si导电柱的圆片级封装方法及其单片集成式MEMS芯片 | |
| CN102079502B (zh) | 一种mems器件及其圆片级真空封装方法 | |
| CN102183335B (zh) | Mems压力传感器及其制作方法 | |
| CN102158787B (zh) | Mems麦克风与压力集成传感器及其制作方法 | |
| WO2022028080A1 (zh) | 晶圆级声表面波滤波器与封装方法 | |
| CN104355286B (zh) | 一种全硅mems器件结构及其制造方法 | |
| CN103818874B (zh) | Mems结构与处理电路集成系统的封装方法 | |
| CN102759636B (zh) | 一种电容式mems加速度计及制造方法 | |
| CN105897218B (zh) | 凹槽埋孔型表面声滤波芯片封装结构及其制造方法 | |
| CN100594595C (zh) | 微机电系统器件与集成电路的集成方法及集成芯片 | |
| CN203503623U (zh) | 基于导电柱圆片级封装的单片集成式mems芯片 | |
| CN103552980A (zh) | Mems芯片圆片级封装方法及其单片超小型mems芯片 | |
| CN107910307A (zh) | 一种半导体芯片的封装结构及其封装方法 | |
| CN110491853A (zh) | 一种硅基三维扇出集成封装方法及结构 | |
| CN103400801B (zh) | 一种真空封装的cmos和mems芯片及其加工方法 | |
| CN107758604A (zh) | Mems水听器芯片的扇出型封装结构及方法 | |
| US6744336B1 (en) | Wafer-scale package for surface acoustic wave circuit and method of manufacturing the same | |
| CN104900540B (zh) | 一种晶圆级真空封装的mems晶振及其制备方法 | |
| CN105742255B (zh) | 金属圆片级凹槽埋孔型表面声滤波芯片封装结构及方法 | |
| CN107359156B (zh) | 异质集成的硅基射频微系统结构及其制作方法 | |
| WO2022179479A1 (zh) | 一种mems器件及其制作方法 | |
| WO2022143968A1 (zh) | 一种mems器件及其制作方法 | |
| CN207559959U (zh) | 声表面波器件气密性晶圆级封装结构 | |
| CN105762085B (zh) | 金属圆片埋孔型表面声滤波芯片封装结构及制造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 214124 Jiangsu province Binhu District of Wuxi City Economic Development Zone, Road No. 115 Patentee after: Wuxi Haoda Electronic Co., Ltd Address before: 214124 Jiangsu province Binhu District of Wuxi City Economic Development Zone, Road No. 115 Patentee before: Shoulder Electronics Co.,Ltd. |