KR102007267B1 - 이중 가스켓 구조를 갖는 필터 칩 패키지와 웨이퍼 레벨 패키지 - Google Patents

이중 가스켓 구조를 갖는 필터 칩 패키지와 웨이퍼 레벨 패키지 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 이중 가스켓 구조를 갖는 필터 칩 패키지는, 1차 내부 공간과, 1차 내부 공간과 분리되되 1차 내부 공간 주변을 둘러싸는 2차 내부 공간을 각각 그 사이에 구비한 베이스 및 베이스 상의 캡; 1차 내부 공간에 구비되는 필터 칩; 필터 칩 주변을 폐곡선 형태로 둘러쌈으로써 밀봉된 상기 1차 내부 공간을 형성하는 제1 스페이서; 및 제1 스페이서의 주변을 폐곡선 형태로 둘러쌈으로써 밀봉된 상기 2차 내부 공간을 형성하는 제2 스페이서;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

이중 가스켓 구조를 갖는 필터 칩 패키지와 웨이퍼 레벨 패키지{Filter chip package and wafer level package having dualgasket structure}
본 발명은 이중 가스켓 구조를 갖는 필터 칩 패키지와 웨이퍼 레벨 패키지에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이중 가스켓 구조를 통해 외부 충격에 강한 내구성을 가지고, 밀봉 특성이 향상되며, 절단 공정 후에 버려지는 베이스 및 캡의 부분을 줄일 수 있는 필터 칩 패키지와 웨이퍼 레벨 패키지에 관한 것이다.
이동통신 기술이 발달하면서 RF 신호를 필터링(filtering)하는 다양한 필터가 등장하였다. 이러한 RF 신호에 대한 필터로는 표면 탄성파 필터(SAW Filter: SurfaceAcoustic Wave Filter), 벌크 탄성파 필터(BAW Filter: BulkAcoustic Wave Filter) 등이 있다. 다만, 표면 탄성파 필터(SAW Filter: SurfaceAcoustic Wave Filter)으로는 고대역 및 광대역폭의 RF 신호 처리를 요구하는 최신 이동통신 기술에 대응하기 어려워, 해당 요구 조건을 만족시킬 수 있는 벌크 탄성파 필터(BAW Filter)의 수요가 최근 들어 더 증대되고 있다.
도 1은 통상적인 벌크 탄성파 필터 칩(10)의 구조를 나타낸다.
벌크 탄성파 필터 칩(10)은 벌크 탄성파 필터 기능을 수행하는 반도체 집적회로 칩으로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 전극으로 작용하는 2개 금속층(1, 2)의 사이에 압전 물질로 이루어진 압전층(3)을 포함한다. 이때, 압전층(3) 내의 탄성파 전파 속도가 빨라 같은 주파수라도 음파의 파장이 짧아지며, 이에 따라, 벌크 탄성파 필터 칩(10)은 소형화가 가능한 이점이 있다.
이러한 벌크 탄성파 필터 칩(10)은 이동통신 단말기의 RF 프론트 엔드 모듈(Front-End Module)의 필터부에 포함되어, RF 신호 중 원하는 주파수 대역만을 통과시키는 기능을 담당한다.
한편, 벌크 탄성파 필터 칩(10)을 보호하고 인쇄회로기판(PCB) 등으로의 실장 용이성을 위해, 벌크 탄성파 필터 칩(10)에 대해 웨이퍼 레벨 패키징(Wafer Level Packaging)을 수행할 수 있으며, 그 결과로써 벌크 탄성파 필터 칩 패키지를 제조할 수 있다. 즉, 종래의 벌크 탄성파 필터 칩 패키지 제조를 위한 웨이퍼 레벨 패키징은 벌크 탄성파 필터 칩의 주변을 둘러싸서 밀봉하는 스페이서와, 스페이서를 그 사이에 둔 베이스 웨이퍼 및 캡 웨이퍼를 각각 마련한 후, 스페이서를 이용하여 베이스 웨이퍼 및 캡 웨이퍼의 사이를 접합시키는 접합 공정을 수행한다.
이러한 종래의 웨이퍼 레벨 패키징을 통해 제조된 벌크 탄성파 필터 칩 패키지(이하, “종래 기술”이라 지칭함)는 스페이서의 두께를 얇게 하여(예를 들어, 20㎛ 이하), 접합 부분에 가해지는 압력을 증대시킴으로써 높은 밀봉력을 유지한다. 하지만, 종래 기술은 스페이서의 두께가 너무 얇아 스페이서가 외부 충격에 약할 수 밖에 없는 문제점이 있었다. 또한, 종래 기술은 추가적인 밀봉 유지 구조를 갖고 있지 않으므로, 스페이서의 접합 부분이 끊어지는 경우에 그 밀봉 특성을 유지할 수 없는 문제점이 있었다.
한편, 각 필터 칩 패키지로의 분리를 위해, 종래의 벌크 탄성파 필터 칩 패키지 제조를 위한 웨이퍼 레벨 패키징은 접합 공정 이후에 스페이서의 주변을 절단하는 절단 공정을 수행한다. 하지만, 이러한 종래의 웨이퍼 레벨 패키징은 절단 공정 후에 베이스 웨이퍼 및 캡 웨이퍼 중 많은 부분이 버려지게 되는 문제점이 있었다.
상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 이중 가스켓 구조를 통해 외부 충격에 강한 내구성을 가질 수 있고, 밀봉 특성이 향상되며, 절단 공정 후에 버려지는 베이스 및 캡의 부분을 줄일 수 있는 필터 칩 패키지와 웨이퍼 레벨 패키지를 제공하는데 그 목적이 있다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 가스켓 구조를 갖는 필터 칩 패키지는, (1) 1차 내부 공간과, 1차 내부 공간과 분리되되 1차 내부 공간 주변을 둘러싸는 2차 내부 공간을 각각 그 사이에 구비한 베이스 및 베이스 상의 캡, (2) 1차 내부 공간에 구비되는 필터 칩, (3) 필터 칩 주변을 폐곡선 형태로 둘러쌈으로써 밀봉된 상기 1차 내부 공간을 형성하는 제1 스페이서, (4) 제1 스페이서의 주변을 폐곡선 형태로 둘러쌈으로써 밀봉된 상기 2차 내부 공간을 형성하는 제2 스페이서를 포함한다.
상기 제2 스페이서는 상기 제1 스페이서 보다 두께가 두꺼울 수 있다.
상기 제1 스페이서 및 상기 제2 스페이서는 캡의 하측 면으로부터 돌출되게 형성된 캡의 연장부인 캡 돌출부가 베이스의 상측 면으로부터 돌출되게 형성된 베이스의 연장부인 베이스 돌출부에 접합됨으로써 형성될 수 있다.
상기 제1 스페이서 및 상기 제2 스페이서는 캡의 하측 면으로부터 돌출되게 형성된 캡의 연장부인 캡 돌출부가 베이스의 상부에 또는 베이스의 상부가 요입되게 형성된 베이스 요입부에 접합됨으로써 형성될 수 있다.
상기 제1 스페이서 및 상기 제2 스페이서는 베이스의 상측 면으로부터 돌출되게 형성된 베이스의 연장부인 베이스 돌출부가 캡의 하부에 또는 캡의 하부가 요입되게 형성된 캡 요입부에 접합됨으로써 형성될 수 있다.
상기 제1 스페이서 및 상기 제2 스페이서는 상하로 개구된 중공부를 가진 소정 높이의 기둥부가 캡의 하부 및 베이스의 상부에 각각 접합됨으로써 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이중 가스켓 구조를 갖는 필터 칩 패키지는, (1) 재배치층을 덮도록 상기 베이스의 하부에 마련되는 쿠션층, (2) 상기 캡의 상부를 덮는 제1 그라운드층, (3) 제1 그라운드층과 연결되며, 상기 캡, 상기 베이스 및 상기 쿠션층의 측면을 덮는 제2 그라운드층, (4) 그라운드용 재배치층과 제2 그라운드층의 사이를 전기적으로 연결하는 연결층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이중 가스켓 구조를 갖는 필터 칩 패키지는, (1) 재배치층을 덮도록 상기 캡의 상부에 마련되는 쿠션층, (2) 상기 베이스의 하부를 덮는 제1 그라운드층, (3) 제1 그라운드층과 연결되며, 상기 캡, 상기 베이스 및 상기 쿠션층의 측면을 덮는 제2 그라운드층, (4) 그라운드용 재배치층과 제2 그라운드층의 사이를 전기적으로 연결하는 연결층을 더 포함할 수 있다.
상기 연결층은 베이스의 하부 또는 캡의 상부에 구비되며, 베이스 하부의 단부 방향 또는 캡 상부의 단부 방향으로 연장되게 형성되어 제2 그라운드에 연결될 수 있다.
발명의 일 실시예에 따른 이중 가스켓 구조를 갖는 웨이퍼 레벨 패키지는, (1) 1차 내부 공간과, 1차 내부 공간과 분리되되 1차 내부 공간 주변을 둘러싸는 2차 내부 공간을 각각 그 사이에 구비한 베이스 웨이퍼 및 베이스 웨이퍼 상의 캡 웨이퍼, (2) 1차 내부 공간에 구비되는 필터 칩, (3) 필터 칩 주변을 폐곡선 형태로 둘러쌈으로써 밀봉된 상기 1차 내부 공간을 형성하는 제1 스페이서, (4) 1차 내부 공간의 주변을 폐곡선 형태로 둘러쌈으로써 밀봉된 상기 2차 내부 공간을 형성하는 제2 스페이서를 포함한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 가스켓 구조를 갖는 필터 칩 패키지와 웨이퍼 레벨 패키지는 이중 가스켓 구조를 통해 외부 충격에 강한 내구성을 가질 수 있고, 밀봉 특성이 향상될 뿐 아니라, 베이스 및 캡 간의 접합 성능을 더욱 향상시킬 수 있으며, 절단 공정 후에 버려지는 베이스 및 캡의 부분을 줄일 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 가스켓 구조를 갖는 필터 칩 패키지와 웨이퍼 레벨 패키지는 이중 가스켓 구조와 함께 그라운드층을 더 구비함으로써 이물질 및 전자파 등에 대한 차폐 성능을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 통상적인 벌크 탄성파 필터 칩(10)의 구조를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 가스켓 구조를 갖는 필터 칩 패키지의 측면 구조를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 가스켓 구조를 갖는 필터 칩 패키지의 평면 구조를 나타낸다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 가스켓 구조를 갖는 필터 칩 패키지의 측면 구조 중에 일 부분으로서, 제1 스페이서(40) 및 제2 스페이서(50)의 다양한 실시예를 나타낸다.
도 6은 그라운드층(70)과, 베이스(20)의 하부에 마련된 연결층(80)을 각각 더 포함하는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 가스켓 구조를 갖는 필터 칩 패키지에 측면 구조를 나타낸다.
도 7은 그라운드층(70)과, 캡(30)의 상부에 마련된 연결층(80)을 각각 더 포함하는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 가스켓 구조를 갖는 필터 칩 패키지에 측면 구조를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 가스켓 구조를 갖는 웨이퍼 레벨 패키지의 측면 구조를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 가스켓 구조를 갖는 웨이퍼 레벨 패키지의 평면 구조를 나타낸다.
본 발명의 상기 목적과 수단 및 그에 따른 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
또한, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 경우에 따라 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하다", “구비하다”, “마련하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 언급된 구성요소 외의 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
본 명세서에서, “또는”, “적어도 하나” 등의 표현은 함께 나열된 단어들 중 하나를 나타내거나, 또는 둘 이상의 조합을 나타낼 수 있다. 예를 들어, “A 또는 B”, “A 및 B 중 적어도 하나”는 A 또는 B 중 하나만을 포함할 수 있고, A와 B를 모두 포함할 수도 있다.
본 명세서에서, “예를 들어”와 같은 표현에 따라는 설명은 인용된 특성, 변수, 또는 값과 같이 제시한 정보들이 정확하게 일치하지 않을 수 있고, 허용 오차, 측정 오차, 측정 정확도의 한계와 통상적으로 알려진 기타 요인을 비롯한 변형과 같은 효과로 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 발명의 실시 형태를 한정하지 않아야 할 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어’ 있다거나 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성 요소에 '직접 연결되어' 있다거나 '직접 접속되어' 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있어야 할 것이다.
본 명세서에서, 'A의 주변'이라고 언급된 때에는, A를 중심에 두고 A의 바깥쪽에 위치하는 영역을 지칭하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 가스켓 구조를 갖는 필터 칩 패키지에 대하여 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 가스켓 구조를 갖는 필터 칩 패키지의 측면 구조를 나타내며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 가스켓 구조를 갖는 필터 칩 패키지의 평면 구조를 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이중 가스켓 구조를 갖는 필터 칩 패키지는 필터 칩(10)을 패키징(Packaging)한 것으로서, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 필터 칩(10), 베이스(20), 캡(30), 제1 스페이서(40) 및 제2 스페이서(50)를 포함한다.
필터 칩(10)은 RF 신호 등에 대해 필터 기능을 수행하는 반도체 집적회로 칩이다. 예를 들어, 필터 칩(10)은 벌크 탄성파 필터 칩(BAW Filter chip)일 수 있다.
베이스(20)는 기판으로서, 도 11 및 도 12에 도시된 베이스 웨이퍼(120)로부터 절단된 구성일 수 있다. 캡(30)은 베이스(20)의 상부에 마련되는 기판으로서, 도 11 및 도 12에 도시된 캡 웨이퍼(130)로부터 절단된 구성일 수 있다.
베이스(20)와 캡(30) 사이에는 1차 내부 공간(S1) 및 2차 내부 공간(S2)이 마련된다. 이때, 1차 내부 공간(S1) 및 2차 내부 공간(S2)은 밀봉된 공간으로서, 특히 2차 내부 공간(S2)은 1차 내부 공간(S1)과 분리되되 1차 내부 공간(S1) 주변을 둘러싸는 공간이다. 또한, 1차 내부 공간(S1)에는 필터 칩(10)이 마련된다.
제1 스페이서(40) 및 제2 스페이서(50)는 베이스(20)의 상부 및 캡(30)의 하부 사이에 마련되는 소정 높이의 벽으로서, 각각 1차 내부 공간(S1) 및 2차 내부 공간(S2)을 형성한다. 즉, 제1 스페이서(40)는 필터 칩(10) 주변을 폐곡선 형태로 둘러쌈으로써 밀봉된 1차 내부 공간(S1)을 형성할 수 있으며, 이에 따라 1차 가스켓(gasket) 구조를 형성한다. 또한, 제2 스페이서(50)는 1차 내부 공간(S1)의 주변, 즉 제1 스페이서(40)의 주변을 폐곡선 형태로 둘러쌈으로써 밀봉된 2차 내부 공간(S2)을 형성할 수 있으며, 이에 따라 2차 가스켓(gasket) 구조를 형성한다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 가스켓 구조를 갖는 필터 칩 패키지의 측면 구조 중에 일 부분으로서, 제1 스페이서(40) 및 제2 스페이서(50)의 다양한 실시예를 나타낸다.
즉, 제1 스페이서(40) 및 제2 스페이서(50)는 베이스(20) 및 캡(30) 사이에 1차 내부 공간(S1) 및 2차 내부 공간(S2)이 구비되게 하면서, 동시에 베이스(20)와 캡(30)이 서로 접합 연결되게 하는 구성이며, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 다양한 방식으로 구현될 수 있다.
도 4(a)를 참조하면, 제1 스페이서(40) 및 제2 스페이서(50)는 캡(30)의 하측 면으로부터 돌출되게 형성된 캡(30)의 연장부인 캡 돌출부(41, 51)가 베이스(20)의 상측 면으로부터 돌출되게 형성된 베이스(20)의 연장부인 베이스 돌출부(42, 52)에 접합됨으로써 형성될 수 있다. 즉, 제1 캡 돌출부(41)는 이에 대응하는 제1 베이스 돌출부(42)에 접합되어 제1 스페이서(40)를 형성하며, 제2 캡 돌출부(51)는 이에 대응하는 제2 베이스 돌출부(52)에 접합되어 제2 스페이서(50)를 형성한다. 이때, 캡 돌출부(41, 51)와 베이스 돌출부(42, 52)의 사이, 즉 제1 캡 돌출부(41)와 제1 베이스 돌출부(42)의 사이 및 제2 캡 돌출부(51)와 제2 베이스 돌출부(52)의 사이에는 각각 접합 재료로 이루어진 접합층(43a, 53a)이 마련된다.
캡 돌출부(41, 51)는 캡(30)의 하측 면의 영역 중 캡 돌출부(41, 51)에 해당하는 영역을 제외한 나머지 영역의 식각 처리를 통해 형성될 수 있다. 마찬가지로, 베이스 돌출부(42, 52)는 베이스(20)의 상측 면의 영역 중 베이스 돌출부(42, 52)에 해당하는 영역을 제외한 나머지 영역의 식각 처리를 통해 형성될 수 있다.
도 4(b)를 참조하면, 제1 스페이서(40) 및 제2 스페이서(50)는 캡(30)의 하측 면으로부터 돌출되게 형성된 캡(30)의 연장부인 캡 돌출부(41, 51)가 베이스(20)의 상부에 요입되게 형성된 베이스 요입부(44, 54)에 접합됨으로써 형성될 수 있다. 즉, 제1 캡 돌출부(41)는 이에 대응하는 제1 베이스 요입부(44)에 접합되어 제1 스페이서(40)를 형성하며, 제2 캡 돌출부(51)는 이에 대응하는 제2 베이스 요입부(54)에 접합되어 제2 스페이서(50)를 형성한다. 이때, 캡 돌출부(41, 51)와 베이스 요입부(44, 54)의 사이, 즉 제1 캡 돌출부(41)와 제1 베이스 요입부(44)의 사이 및 제2 캡 돌출부(51)와 제2 베이스 요입부(54)의 사이에는 각각 접합 재료로 이루어진 접합층(43b, 53b)이 마련된다.
베이스 요입부(44, 54)는 베이스(20)의 상측 면의 영역 중 베이스 요입부(44, 54)에 해당하는 영역의 식각 처리를 통해 형성될 수 있다.
도 4(b)에서, 베이스(20)와 캡(30)은 서로의 역할이 바뀔 수도 있다. 즉, 제1 스페이서(40) 및 제2 스페이서(50)는 베이스(20)의 상측 면으로부터 돌출되게 형성된 베이스(30)의 연장부인 베이스 돌출부가 캡(30)의 하부에 요입되게 형성된 캡 요입부에 접합됨으로써 형성될 수 있다. 이 경우, 캡 요입부는 캡(30)의 하측 면의 영역 중 캡 요입부에 해당하는 영역의 식각 처리를 통해 형성될 수 있다.
도 5(a)를 참조하면, 제1 스페이서(40) 및 제2 스페이서(50)는 캡(30)의 하측 면으로부터 돌출되게 형성된 캡(30)의 연장부인 캡 돌출부(41, 51)가 캡 돌출부(41, 51)에 대응하는 베이스(20)의 상측 면의 영역인 베이스 접합부(45, 55)에 접합됨으로써 형성될 수 있다. 이때, 베이스 접합부(45, 55)는 돌출되거나 요입되지 않은 평면 영역이다. 즉, 제1 캡 돌출부(41)는 이에 대응하는 제1 베이스 접합부(45)에 접합되어 제1 스페이서(40)를 형성하며, 제2 캡 돌출부(51)는 이에 대응하는 제2 베이스 접합부(55)에 접합되어 제2 스페이서(50)를 형성한다. 이때, 캡 돌출부(41, 51)와 베이스 접합부(45, 55)의 사이, 즉 제1 캡 돌출부(41)와 제1 베이스 접합부(45)의 사이 및 제2 캡 돌출부(51)와 제2 베이스 접합부(55)의 사이에는 각각 접합 재료로 이루어진 접합층(43c, 53c)이 마련된다.
도 5(a)에서, 베이스(20)와 캡(30)은 서로의 역할이 바뀔 수도 있다. 즉, 제1 스페이서(40) 및 제2 스페이서(50)는 베이스(20)의 상측 면으로부터 돌출되게 형성된 베이스(20)의 연장부인 베이스 돌출부가 베이스 돌출부에 대응하는 캡(30)의 하측 면의 영역인 캡 접합부에 접합됨으로써 형성될 수 있다.
도 5(b)를 참조하면, 제1 스페이서(40) 및 제2 스페이서(50)는 소정 높이를 갖는 기둥부(46, 56)가 베이스(20)의 상측 면의 영역인 베이스 접합부(45, 55) 및 캡(30)의 하측 면의 영역인 캡 접합부(47, 57)에 각각 접합됨으로써 형성될 수 있다. 이때, 기둥부(46, 56)는 상하로 개구된 중공부를 가지는 통 형상의 구성으로서, 제1 기둥부(46)의 중공부에 1차 내부 공간(S1)이 마련되고, 제2 기둥부(56)에 2차 내부 공간(S2)이 마련된다. 이때, 베이스 접합부(45, 55) 및 캡 접합부(47, 57)는 돌출되거나 요입되지 않은 평면 영역이거나, 돌출된 돌기 형상이거나, 요입된 홈 형상일 수 있다. 즉, 제1 기둥부(46)는 제1 베이스 접합부(45) 및 제1 캡 접합부(47)에 각각 접합되어 제1 스페이서(40)를 형성하며, 제2 기둥부(56)는 제2 베이스 접합부(55) 및 제1 캡 접합부(57)에 각각 접합되어 제2 스페이서(50)를 형성한다. 이때, 기둥부(46, 56)와 베이스 접합부(45, 55)의 사이, 즉 제1 기둥부(46)와 제1 베이스 접합부(45)의 사이 및 제2 기둥부(56)와 제2 베이스 접합부(55)의 사이에는 각각 접합 재료로 이루어진 접합층(43c, 53c)이 마련된다. 또한, 기둥부(46, 56)와 캡 접합부(47, 57)의 사이, 즉 제1 기둥부(46)와 제1 캡 접합부(47)의 사이 및 제2 기둥부(56)와 제2 캡 접합부(57)의 사이에는 각각 접합 재료로 이루어진 접합층(43d, 53d)이 마련된다.
한편, 접합층(43, 53)은 다양한 접합 재료로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 유테틱 접합(EutecticBonding) 재료일 수 있다.
상술한 1차 가스켓 구조 및 2차 가스켓 구조, 즉 이중 가스켓 구조를 통해 본 발명은 외부 충격에 강한 내구성을 가질 수 있고, 이중의 밀봉 영역에 의한 밀봉 특성을 더욱 향상시킬 수 있으며, 이중의 접합 부분에 의한 베이스(20) 및 캡(30) 간의 접합 성능을 더욱 향상시킬 수 있다. 특히, 이러한 효과들의 극대화를 위해, 제2 스페이서(50)는 제1 스페이서(40) 보다 두께가 두껍게 형성되는 것이 바람직하다.
도 6은 그라운드층(70)과, 베이스(20)의 하부에 마련된 연결층(80)을 각각 더 포함하는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 가스켓 구조를 갖는 필터 칩 패키지에 측면 구조를 나타낸다. 또한, 도 7은 캡(20)의 상부에 마련된 연결층(80)을 각각 더 포함하는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 가스켓 구조를 갖는 필터 칩 패키지에 측면 구조를 나타낸다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 가스켓 구조를 갖는 필터 칩 패키지는, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 쿠션층(60), 그라운드층(70), 연결층(80) 및 외부 접속 단자(90)를 더 포함할 수 있다.
쿠션층(60)은 베이스(20)의 하부 또는 캡(30)의 상부에 마련되는 절연 재료로 이루어진 층으로서, 베이스(20)의 하부 또는 캡(30)의 상부에 다양한 패턴으로 형성된 재배치층(61, 62)(RDL)을 덮어 보호한다. 이때, 재배치층(61, 62)은 그라운드용 재배치층(61)과 전극용 재배치층(62)을 포함할 수 있다. 그라운드용 재배치층(61)은 외부 접속 단자(90) 중에 그라운드(GND)가 연결되는 그라운드용 외부 접속 단자에 연결되도록 형성된 층이다. 전극용 재배치층(62)은 입출력 신호가 인가되는 입출력용 외부 접속 단자에 연결되도록 형성된 층이다.
그라운드층(70)은 그라운드(GND)의 역할을 담당하면서 동시에 외부의 전자파 및 이물질의 차폐 역할을 담당하는 것으로서, 캡(30)의 상부(도 6 참조) 또는 베이스(20)의 하부(도 7 참조)를 덮는 제1 그라운드층(71)과, 제1 그라운드층(71)과 연결되되 캡(30), 베이스(20) 및 쿠션층(60)의 측면을 덮는 제2 그라운드층(72)을 각각 포함한다.
연결층(80)은 그라운드용 재배치층과 제2 그라운드층(72)의 사이를 전기적으로 연결하는 층으로서, 그라운드(GND)가 그라운드층(70)에 연결되게 한다. 도 6 및 도 7를 참조하면, 연결층(80)은 베이스(20)의 하부(도 6 참조) 또는 캡(30)의 상부(도 6 참조), 즉 쿠션층(60) 내에 구비된다. 이때, 연결층(80)은 베이스(20) 하부의 단부 방향 또는 캡(30) 상부의 단부 방향으로, 즉 쿠션층(60)의 측면 방향으로 연장되게 형성되어 제2 그라운드(72)에 연결된다.
외부 접속 단자(90)는 쿠션층(60)의 하부에 마련되어 재배치층과 전기적으로 연결되는 단자이다. 즉, 외부 접속 단자(90)는 본 발명에 일 실시예에 따른 하는 이중 가스켓 구조를 갖는 필터 칩 패키지가 인쇄회로기판(PCB) 등에 실장될 경우에 인쇄회로기판(PCB) 등과의 접속 기능을 담당하는 단자이다. 예를 들어, 외부 접속 단자(90)는 솔더볼(Solder Ball)일 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 가스켓 구조를 갖는 웨이퍼 레벨 패키지에 대하여 설명하도록 한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 가스켓 구조를 갖는 웨이퍼 레벨 패키지의 측면 구조를 나타내며, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 가스켓 구조를 갖는 필터 칩 웨이퍼 레벨 패키지의 평면 구조를 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이중 가스켓 구조를 갖는 웨이퍼 레벨 패키지는 도 1 내지 도 10에 따라 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 가스켓 구조를 갖는 필터 칩 패키지를 제조하기 위해 필터 칩(10)을 웨이퍼 레벨 패키징(Wafer Level Packaging)한 것을 지칭한다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 가스켓 구조를 갖는 웨이퍼 레벨 패키지는 다수개의 필터 칩 패키지를 포함하는 것으로서, 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 필터 칩(10), 베이스 웨이퍼(120), 캡 웨이퍼(130), 제1 스페이서(140) 및 제2 스페이서(150)를 포함한다. 이때, 본 발명에 따른 일 실시예에 이중 가스켓 구조를 갖는 웨이퍼 레벨 패키지에 대해 절단 라인(SL)을 따라 절단 공정을 수행하는 경우, 도 1 내지 도 10에 따라 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 가스켓 구조를 갖는 필터 칩 패키지가 다수개 제조될 수 있다. 다만, 절단 라인(SL)은 서로 이웃한 필터 칩 패키지들의 사이, 즉 어느 한 필터 칩 패키지의 제2 스페이서(150)와, 이웃한 다른 한 필터 칩 패키지의 제2 스페이서(150) 사이에 마련된다.
베이스 웨이퍼(120) 및 캡 웨이퍼(130)는 모든 필터 칩 패키지에 공통으로 마련되는 구성으로서, 베이스 웨이퍼(120)가 상술한 베이스(20)를 형성하기 위한 웨이퍼에 해당하며, 캡 웨이퍼(130)가 상술한 캡(30)을 형성하기 위한 웨이퍼에 해당한다. 또한, 제1 스페이서(140) 및 제2 스페이서(150)는 각 필터 칩 패키지에 별도로 마련되어 상술한 제1 스페이서(40) 및 제2 스페이서(50)을 형성한다. 즉, 베이스 웨이퍼(120), 캡 웨이퍼(130), 제1 스페이서(140) 및 제2 스페이서(150)의 구성은 절단 공정 전의 웨이퍼 레벨 패키지의 각 구성이라는 점 외에는 상술한 베이스(20), 캡(30), 제1 스페이서(40) 및 제2 스페이서(50)의 구성 및 기능과 동일하다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 가스켓 구조를 갖는 웨이퍼 레벨 패키지는 이중의 스페이서(140, 150)를 구비한다. 특히, 제2 스페이서(150)는 제1 스페이서(140) 보다 두께가 더 두껍게 형성됨에 따라, 이웃한 제2 스페이서(150)들 사이의 절단 라인(SL)에 따른 절단 공정에 의해 버려지는 베이스 웨이퍼(120) 및 캡 웨이퍼(130)의 부분(이하, “잔재물”이라 지칭함)을 줄일 수 있다. 특히, 이웃한 제2 스페이서(150)들이 서로 연접하는 경우, 잔재물 발생을 더욱 줄일 수 있다.
본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위 및 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
1, 2: 금속층 3: 압전층
10: 필터 칩 20: 베이스
30: 캡 40, 140: 제1 스페이서
41, 51: 캡 돌출부 42, 52: 베이스 돌출부
43, 53: 접합층 44, 54: 베이스 요입부
45,55 : 베이스 접합부 46, 56: 기둥부
47, 57: 캡 접합부 50, 150: 제2 스페이서
60: 쿠션층 61: 그라운드용 재배치층
62: 전극용 재배치층 70: 그라운드층
71: 제1 그라운드층 72: 제2 그라운드층
80: 연결층 90: 외부 접속 단자
120: 베이스 웨이퍼 130: 캡 웨이퍼
S1: 1차 내부 공간 S2: 2차 내부 공간

Claims (10)

1차 내부 공간과, 1차 내부 공간과 분리되되 1차 내부 공간 주변을 둘러싸는 2차 내부 공간을 각각 그 사이에 구비한 베이스 및 베이스 상의 캡;
1차 내부 공간에 구비되는 필터 칩;
필터 칩 주변을 폐곡선 형태로 둘러쌈으로써 밀봉된 상기 1차 내부 공간을 형성하는 제1 스페이서;
제1 스페이서의 주변을 폐곡선 형태로 둘러쌈으로써 밀봉된 상기 2차 내부 공간을 형성하는 제2 스페이서;
재배치층을 덮도록 상기 베이스의 하부에 마련되는 쿠션층;
캡의 상부를 덮는 제1 그라운드층;
제1 그라운드층과 연결되며, 캡, 베이스 및 쿠션층의 측면을 덮는 제2 그라운드층; 및
그라운드용 재배치층과 제2 그라운드층의 사이를 전기적으로 연결하는 연결층;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 가스켓 구조를 갖는 필터 칩 패키지.
제1항에 있어서,
상기 제2 스페이서는 상기 제1 스페이서 보다 두께가 두꺼운 것을 특징으로 하는 이중 가스켓 구조를 갖는 필터 칩 패키지.
제1항에 있어서,
상기 제1 스페이서 및 상기 제2 스페이서는,
캡의 하측 면으로부터 돌출되게 형성된 캡의 연장부인 캡 돌출부가 베이스의 상측 면으로부터 돌출되게 형성된 베이스의 연장부인 베이스 돌출부에 접합됨으로써 형성된 것을 특징으로 하는 이중 가스켓 구조를 갖는 필터 칩 패키지.
제1항에 있어서,
상기 제1 스페이서 및 상기 제2 스페이서는,
캡의 하측 면으로부터 돌출되게 형성된 캡의 연장부인 캡 돌출부가 베이스의 상부에 또는 베이스의 상부가 요입되게 형성된 베이스 요입부에 접합됨으로써 형성된 것을 특징으로 하는 이중 가스켓 구조를 갖는 필터 칩 패키지.
제1항에 있어서,
상기 제1 스페이서 및 상기 제2 스페이서는,
베이스의 상측 면으로부터 돌출되게 형성된 베이스의 연장부인 베이스 돌출부가 캡의 하부에 또는 캡의 하부가 요입되게 형성된 캡 요입부에 접합됨으로써 형성된 것을 특징으로 하는 이중 가스켓 구조를 갖는 필터 칩 패키지.
제1항에 있어서,
상기 제1 스페이서 및 상기 제2 스페이서는,
상하로 개구된 중공부를 가진 소정 높이의 기둥부가 캡의 하부 및 베이스의 상부에 각각 접합됨으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 이중 가스켓 구조를 갖는 필터 칩 패키지.
1차 내부 공간과, 1차 내부 공간과 분리되되 1차 내부 공간 주변을 둘러싸는 2차 내부 공간을 각각 그 사이에 구비한 베이스 및 베이스 상의 캡;
1차 내부 공간에 구비되는 필터 칩;
필터 칩 주변을 폐곡선 형태로 둘러쌈으로써 밀봉된 상기 1차 내부 공간을 형성하는 제1 스페이서;
제1 스페이서의 주변을 폐곡선 형태로 둘러쌈으로써 밀봉된 상기 2차 내부 공간을 형성하는 제2 스페이서;
재배치층을 덮도록 상기 캡의 상부에 마련되는 쿠션층;
베이스의 하부를 덮는 제1 그라운드층;
제1 그라운드층과 연결되며, 캡, 베이스 및 쿠션층의 측면을 덮는 제2 그라운드층; 및
그라운드용 재배치층과 제2 그라운드층의 사이를 전기적으로 연결하는 연결층;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 가스켓 구조를 갖는 필터 칩 패키지.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 연결층은 베이스의 하부 또는 캡의 상부에 구비되며, 베이스 하부의 단부 방향 또는 캡 상부의 단부 방향으로 연장되게 형성되어 제2 그라운드에 연결되는 것을 특징으로 하는 이중 가스켓 구조를 갖는 필터 칩 패키지.
1차 내부 공간과, 1차 내부 공간과 분리되되 1차 내부 공간 주변을 둘러싸는 2차 내부 공간을 각각 그 사이에 구비한 베이스 웨이퍼 및 베이스 웨이퍼 상의 캡 웨이퍼;
1차 내부 공간에 구비되는 필터 칩;
필터 칩 주변을 폐곡선 형태로 둘러쌈으로써 밀봉된 상기 1차 내부 공간을 형성하는 제1 스페이서; 및
1차 내부 공간의 주변을 폐곡선 형태로 둘러쌈으로써 밀봉된 상기 2차 내부 공간을 형성하는 제2 스페이서;
재배치층을 덮도록 베이스 웨이퍼의 하부에 마련되는 쿠션층;
캡 웨이퍼의 상부를 덮는 제1 그라운드층;
제1 그라운드층과 연결되며, 캡 웨이퍼, 베이스 웨이퍼 및 쿠션층의 측면을 덮는 제2 그라운드층; 및
그라운드용 재배치층과 제2 그라운드층의 사이를 전기적으로 연결하는 연결층;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 가스켓 구조를 갖는 웨이퍼 레벨 패키지.
1차 내부 공간과, 1차 내부 공간과 분리되되 1차 내부 공간 주변을 둘러싸는 2차 내부 공간을 각각 그 사이에 구비한 베이스 웨이퍼 및 베이스 웨이퍼 상의 캡 웨이퍼;
1차 내부 공간에 구비되는 필터 칩;
필터 칩 주변을 폐곡선 형태로 둘러쌈으로써 밀봉된 상기 1차 내부 공간을 형성하는 제1 스페이서;
1차 내부 공간의 주변을 폐곡선 형태로 둘러쌈으로써 밀봉된 상기 2차 내부 공간을 형성하는 제2 스페이서;
재배치층을 덮도록 캡 웨이퍼의 상부에 마련되는 쿠션층;
베이스 웨이퍼의 하부를 덮는 제1 그라운드층;
제1 그라운드층과 연결되며, 캡 웨이퍼, 베이스 웨이퍼 및 쿠션층의 측면을 덮는 제2 그라운드층; 및
그라운드용 재배치층과 제2 그라운드층의 사이를 전기적으로 연결하는 연결층;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 가스켓 구조를 갖는 웨이퍼 레벨 패키지.
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