KR100612030B1 - Intermediate assembly and package of an air cavity type chip, and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 표면탄성파 필터 칩과 같이 에어캐비티를 필요로 하는 칩에 에어캐비티를 형성하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 의한 에어캐비티형 칩 중간조립체는 공진현상을 이용하며 에어캐비티를 필요로 하는 칩; 칩 표면에 소정높이로 형성되는 하나 이상의 업저버; 및 업저버의 상부에 탑재되어, 칩 표면 및 업저버와 더불어 그 하부에 에어캐비티를 형성하는 캡을 포함한다. 본 발명은 에어캐비티형 칩 표면에 탑재되는 업저버의 높이단차를 이용하여 칩 상태에서 에어캐비티를 형성하므로, 이후의 공정설계가 용이해져 가격경쟁력 있는 제품의 생산을 가능하게 한다. The present invention relates to a method of forming an air cavity in a chip that requires an air cavity, such as a surface acoustic wave filter chip. Air cavity type chip intermediate assembly according to the present invention uses a resonance phenomenon and a chip that requires an air cavity; One or more absorbers formed at a predetermined height on the chip surface; And a cap mounted on top of the absorber to form an air cavity below the chip surface and the absorber. The present invention forms the air cavity in the chip state by using the height step of the absorber mounted on the surface of the air cavity-type chip, thereby facilitating the subsequent process design and enabling the production of a competitive product.
표면탄성파, 에어캐비티, 업저버, 캡, 패키지Surface acoustic wave, air cavity, absorber, cap, package
Description
도 1은 종래의 표면탄성파 필터 칩 패키지에 대한 사시도이다.1 is a perspective view of a conventional surface acoustic wave filter chip package.
도 2는 도 1의 A-A선 단면도이다.2 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
도 3은 본 발명의 한 실시에에 의한 에어캐비티(air cavity)형 칩 중간조립체의 정면도이다.3 is a front view of an air cavity chip intermediate assembly according to one embodiment of the present invention.
도 4는 도 3의 평면도이다.4 is a plan view of FIG. 3.
도 5는 본 발명의 한 실시에에 의한 에어캐비티형 칩 패키지의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.5 is a view for explaining a method of manufacturing an air cavity chip package according to an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 한 실시에에 의한 에어캐비티형 칩 패키지의 사시도이다.6 is a perspective view of an air cavity chip package according to one embodiment of the present invention.
도 7(a)는 도 5의 (c)상태에 대한 웨이퍼레벨의 사진이며, 도 7(b)는 이를 위에서 보았을 때 그 일부를 확대한 사진이다. FIG. 7A is a photograph of a wafer level of the state of FIG. 5C, and FIG. 7B is an enlarged photograph of a portion thereof when viewed from above.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10, 12: 표면탄성파 필터 칩 15, 16: 업저버(absorber)10, 12: Surface acoustic
22: 기판 32: 캡(cap) 22: substrate 32: cap
50, 52: 본딩와이어 60, 62: 에어캐비티(air cavity) 50, 52:
72: 몰딩부재 72: molding member
본 발명은 표면탄성파 필터 칩과 같이 에어캐비티를 필요로 하는 칩에 에어캐비티를 형성하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method of forming an air cavity in a chip that requires an air cavity, such as a surface acoustic wave filter chip.
표면탄성파(Surface Acoustic Wave; SAW) 필터는 압전물질(piezoelectric material)을 이용하여, 입력되는 전기적 신호를 입력 인터디지털 트랜스듀서 (InterDigital Transducer; IDT)에서 탄성표면파로 여기시키고, 여기된 탄성표면파를 출력 인터디지털 트랜스듀서에서 전기적 신호로 변환시키는 필터링 소자로서, 중간주파수대(Intermediate Frequency; IF) 필터이다. The Surface Acoustic Wave (SAW) filter uses piezoelectric materials to excite an incoming electrical signal as a surface acoustic wave at an input InterDigital Transducer (IDT) and output the excited surface acoustic wave. A filtering element for converting an interdigital transducer into an electrical signal, which is an intermediate frequency (IF) filter.
이 필터에는 표면탄성파 전달을 위해 필수적으로 에어캐비티(air cavity)가 확보되어야 한다. 이러한 에어캐비티를 갖는 칩은 "에어캐비티형 칩 패키지" 형태로 제작되는데, 이는 칩의 회로패턴에 별도의 패시베이션 막(passivation layer; 질화막, 산화막 등)이 없으므로 외부로부터 수분 등의 오염물이 침투할 경우 치명적인 고장발생의 원인이 되기 때문이다. 따라서 에어캐비티형 칩 패키지는 그 내부공간이 외부와 완전히 차단되는 패키지 형태로 구현되어야 한다. This filter must have an air cavity essentially for surface acoustic wave transmission. A chip having such an air cavity is manufactured in the form of an "air cavity type chip package", which does not have a separate passivation layer (nitride layer, oxide layer, etc.) in the circuit pattern of the chip, so that when pollutants such as moisture from outside are infiltrated This is because it causes fatal failure. Therefore, the air cavity type chip package must be implemented in a package form in which the internal space is completely blocked from the outside.
이러한 종래의 에어캐비티형 칩 패키지를 도 1 및 도 2에 도시하였다. This conventional air cavity type chip package is shown in FIGS. 1 and 2.
이를 보면, 종래에는 에어캐비티(60)를 형성하기 위해 세라믹부재(20)를 적층하는 구조로 단차를 형성하고 그 안에 표면탄성파 필터 칩(10)을 탑재한 다음, 본딩와이어(50)로 내부전극(11)과 외부전극(40)을 연결하는 방식으로 패키지를 제작하였다. 이는 표면탄성파 필터칩(10)을 비롯하여 본딩와이어(50)까지 에어캐비티(60)에 포함되는 구조를 가진다. 이 에어캐비티(60)를 외부와 구분하기 위해서는 금속리드(metal lid)(30)를 이용하여 세라믹부재(20)의 상부를 덮어줘야 한다. 이를 위해서 웰딩(welding)이나 솔더링(soldering) 공정이 필요하다. 미설명 부호 31은 땜납을 나타낸다. In view of this, in the related art, in order to form the
이러한 일련의 공정은 패키지 하나 하나의 낱개 공정으로 이루어졌다. 또한 패키징에 세라믹부재(20)를 사용하기 때문에 제조원가도 비쌌다. This series of processes consisted of the individual process of each package. In addition, since the
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 패키징에 있어서 낱개공정이 아닌 어레이형 쉬트(array type sheet) 공정을 채용하고, 기존의 세라믹부재를 이용한 패키징 대신 몰딩방식을 채용함으로써, 가격경쟁력이 있는 패키지를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the above-described problems, by adopting an array type sheet (array type sheet) process in the packaging rather than a single process, by adopting a molding method instead of packaging using a conventional ceramic member, there is a competitive price The purpose is to provide a package.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 에어캐비티형 칩 중간조립체는 공진현상을 이용하며 에어캐비티를 필요로 하는 칩; 칩 표면에 소정높이로 형성되는 하나 이상의 업저버; 및 업저버의 상부에 탑재되어, 칩 표면 및 업저버와 더불어 그 하부에 에어캐비티를 형성하는 캡을 포함한다.In order to achieve the above object, the air cavity chip intermediate assembly according to the present invention uses a resonance phenomenon and a chip that requires an air cavity; One or more absorbers formed at a predetermined height on the chip surface; And a cap mounted on top of the absorber to form an air cavity below the chip surface and the absorber.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 에어캐비티형 칩 패키지는 상기 에어캐비티형 칩 중간조립체; 이 중간조립체를 탑재하는 기판; 이 중간조립체와 기판을 전기적으로 연결하는 본딩와이어; 및 기판상에서 이 전체를 덮는 몰딩부재를 포함한다.Air cavity chip package according to the present invention to achieve the above object is the air cavity chip intermediate assembly; A substrate on which the intermediate assembly is mounted; Bonding wires electrically connecting the intermediate assembly and the substrate; And a molding member covering the whole on the substrate.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 에어캐비티형 칩 중간조립체의 제조방법은 공진현상을 이용하며 에어캐비티를 필요로 하는 칩을 형성하기 위한 웨이퍼를 형성하는 단계; 이 웨이퍼 상에 다수의 업저버를 프린팅하는 단계; 업저버 상에 칩당 하나씩 캡을 탑재하는 단계; 및 업저버 상에 캡이 탑재된 웨이퍼를 다이싱하는 단계를 포함한다.In order to achieve the above object, a method of manufacturing an air cavity chip intermediate assembly according to the present invention comprises the steps of: forming a wafer for forming a chip using an air cavity using a resonance phenomenon; Printing a plurality of absorbers on the wafer; Mounting one cap per chip on the absorber; And dicing the wafer on which the cap is mounted on the absorber.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 에어캐비티형 칩 패키지의 제조방법은 상기 에어캐비티형 칩 중간조립체의 제조방법의 각 단계; 위의 단계에서 제조된 에어캐비티형 칩 중간조립체를 기판에 탑재하는 단계; 이 중간조립체와 기판간을 와이어본딩하는 단계; 기판상에서 이 전체를 덮도록 몰딩하는 단계; 및 몰딩된 기판을 다이싱하는 단계를 포함한다.In order to achieve the above object, the method of manufacturing an air cavity chip package according to the present invention includes the steps of the method of manufacturing the air cavity chip intermediate assembly; Mounting the air cavity chip intermediate assembly manufactured in the above step on a substrate; Wire bonding between the intermediate assembly and the substrate; Molding the entirety over the substrate; And dicing the molded substrate.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.
본 발명자는 표면탄성파 필터 칩과 같이 에어캐비티를 필요로 하는 칩(이하 "에어캐비티형 칩"이라 한다)에 있어서, 패키지 내에 에어캐비티를 형성하기 위해서, 종래의 세라믹부재를 이용하는 방법과 같이 별도의 에어캐비티 형성을 위한 가공을 하지 않고, 기존 구조물을 활용하여 에어캐비티를 형성하는 방법을 개발하였다. The present inventors in a chip that requires an air cavity (hereinafter referred to as an "air cavity type chip"), such as a surface acoustic wave filter chip, in order to form an air cavity in a package, such as a method using a conventional ceramic member We developed a method of forming an air cavity using an existing structure without processing for forming an air cavity.
도 3 및 도 4는 본 발명의 한 실시에에 의한 에어캐비티형 칩 중간조립체의 정면도 및 평면도를 도시한 것이다.3 and 4 illustrate a front view and a plan view of an air cavity chip intermediate assembly according to one embodiment of the present invention.
이를 참조하면, 에어캐비티형 칩(12)은 반사파에 의한 영향을 줄이기 위해서 칩 표면에 하나 이상의 업져버(absorber)(16)를 탑재하게 되는데, 본 발명은 이 업저버(16)의 높이 단차를 이용한 것이다. 즉 업저버(16) 상단에 캡(cap)(62)을 부착시키면 그 아래에 공간이 형성되는데, 이 공간이 에어캐비티(62)가 되는 것이다. Referring to this, the
본 발명에 의한 에어캐비티형 칩 중간조립체(1)는 에어캐비티형 칩(12), 이 칩(12) 표면에 소정높이로 형성되는 하나 이상의 업저버(16), 및 업저버(16)의 상부에 탑재되어, 칩(12) 표면 및 업저버(16)와 더불어 그 하부에 에어캐비티(62)를 형성하는 캡(32)을 포함한다.The air cavity chip
에어캐비티형 칩(12)으로는 표면탄성파 칩, 온도 보상형 수정 발진기(Temperature Compensation Crystal Oscillator; TCCO) 칩, 필름벌크 음향 공진기(Film Bulk Acoustic Resonator; FBAR) 칩 등이 있다. The
업저버(16)는 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이 칩(12) 표면의 양단에 하나씩 형성되는 것이 바람직하다. 캡(32)의 재질은 유리, 세라믹, 실리콘, 폴리머 등이 바람직하며, 캡(32)에는 필요에 따라 아웃개싱(outgasing)용 홀(33)이 형성될 수 있다.The
본 발명에 의한 에어캐비티형 칩 패키지(2)는 상기 에어캐비티형 칩 중간조립체(1), 이 중간조립체(1)를 탑재하는 기판(22), 중간조립체(1)와 기판(22)를 전기적으로 연결하는 본딩와이어(52), 및 기판(22) 상에서 이 전체를 덮는 몰딩부재(72)를 포함한다. The air
여기서, 기판(22)은 인쇄회로기판(PCB) 또는 세라믹 재질의 기판이 바람직하 다. 또한 몰딩부재(72)는 에폭시 몰딩부재인 것이 바람직하다. Here, the
도 5의 (a) 내지 (d)는 본 발명에 의한 에어캐비티형 칩 중간조립체(1)의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다. 5 (a) to (d) are views for explaining the manufacturing method of the air cavity chip
이를 참조하면, 먼저 에어캐비티형 칩(12)을 형성하기 위한 웨이퍼(12)를 형성한다(도 5(a) 참조). 다음에 이 웨이퍼(12) 상에 다수의 업저버(16)를 프린팅한다(도 5(b) 참조). 통상 액상의 업저버(2)를 프린팅하고 경화시켜 고형화하게 된다. 이때 이 고형화된 업저버(2)의 높이는 0.04 내지 0.06mm 정도가 된다. 본 발명은 바로 이 높이를 활용한 것이다. Referring to this, first, the
업저버(16)가 경화된 후, 그 상부에 접착제(34)를 바르고(도 3 참조), 그 위에 칩당 하나씩 캡(32)을 탑재한다(도 5(c) 참조). 캡(32)의 재질은 유리, 세라믹, 실리콘, 폴리머 등이 바람직하며, 캡(32)에는 필요에 따라 아웃개싱(outgasing)용 홀(33)이 형성될 수 있다. 이는 칩 크기에 따라 적정하게 가공되어야 한다. 이후, 업저버(16) 상에 캡(32)이 탑재된 웨이퍼(12)를 다이싱(dicing)하여 본 발명의 에어캐비티형 칩 중간조립체(1)가 완성된다(도 5(d) 참조). After the
도 7(a)는 도 5의 (c)상태에 대한 웨이퍼레벨의 사진이며, 도 7(b)는 이를 위에서 보았을 때 그 일부를 확대한 사진이다. 이 사진들에서 캡(32)은 유리재질이므로 투명하게 보인다.FIG. 7A is a photograph of a wafer level of the state of FIG. 5C, and FIG. 7B is an enlarged photograph of a portion thereof when viewed from above. In these photos, the
본 발명에 의한 에어캐비티형 칩 패키지(2)의 제조방법을 살펴보면, 먼저 위와 같이 제조된 에어캐비티형 칩 중간조립체(1)를 기판(22)에 탑재(die bonding)한다(도 5(e) 참조). 다음에 이 중간조립체(1)와 기판(22)간을 와이어본딩하여 내부 단자를 외부와 연결시킨다(도 5(f) 참조). 기판(22) 상에서 이 전체를 덮도록 몰딩하고(도 5(g) 참조), 몰딩된 기판(22)을 다이싱하여(도 5(h) 참조), 본 발명의 에어캐비티형 칩 패키지(2)를 완성한다. 도 6은 이렇게 제조된 패키지(2)의 한 예를 도시한 것이다. Looking at the manufacturing method of the air cavity
여기서, 기판(22)으로는 인쇄회로기판(PCB) 또는 세라믹 재질의 기판이 바람직하며, 몰딩은 에폭시몰딩이 바람직하다.Here, the
이렇게 제조된 본 발명의 에어캐비티형 칩 패키지(2), 특히 표면탄성파 필터 칩 패키지는 휴대폰, 디지털위성방송 등에서 사용되는 프론트엔드 모듈(Front End Module; FEM)에 장착될 수 있다. 또한 안테나 스위치 모듈(Antenna Switch Module; ASM)에도 적용가능하다. The air cavity
한편, 이러한 모듈제품은 두께의 제한을 많이 받기 때문에, 본 발명의 에어캐비티형 칩 패키지(2)보다는 에어캐비티형 칩 중간조립체(1) 형태로 모듈에 장착되어, 그 모듈내에서 다른 부품들과 함께 에폭시몰딩되는 것이 바람직하다. On the other hand, since such a module product is limited in thickness, it is mounted on the module in the form of the air cavity chip
본 발명은 에어캐비티형 칩 표면에 탑재되는 업저버의 높이단차를 이용하여 칩 상태에서 에어캐비티를 형성하므로, 이후의 공정설계가 용이해져 가격경쟁력 있는 제품의 생산을 가능하게 한다. The present invention forms the air cavity in the chip state by using the height step of the absorber mounted on the surface of the air cavity-type chip, thereby facilitating the subsequent process design and enabling the production of a competitive product.
또한, 본 발명은 에어캐비티형 칩 패키징에 있어서 낱개공정이 아닌, 기판상에 칩 중간조립체를 나란히 탑재하는 어레이형 쉬트(array type sheet) 공정을 채용하고, 기존의 세라믹부재를 이용한 패키징 대신 몰딩방식을 채용함으로써, 가격 경쟁력이 있는 패키지를 제조하게 한다. In addition, the present invention adopts an array type sheet (array type sheet) process that mounts the chip intermediate assembly side by side on the substrate, rather than a single process in the air cavity chip packaging, molding instead of packaging using a conventional ceramic member By adopting the above, it is possible to manufacture a package having a competitive price.
또한, 본 발명은 각종 모듈에 장착시 두께가 얇아서 유용한 에어캐비티형 칩 중간조립체를 제조하게 한다.In addition, the present invention allows the manufacture of an air cavity type chip intermediate assembly having a small thickness when mounted in various modules.
이상에서 살펴본 본 발명은 기재된 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.Although the present invention described above has been described in detail only with respect to the specific examples described, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and changes are possible within the technical scope of the present invention, and such modifications and modifications belong to the appended claims. will be.
Claims (15)
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