KR102040593B1 - 접합 특성이 향상된 필터 칩 패키지와 웨이퍼 레벨 패키지 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 접합 특성이 향상된 필터 칩 패키지는, 필터 칩과, 필터 칩 주변을 폐곡선 형태로 둘러싸는 베이스 접합부를 각각 그 상부에 구비한 베이스; 필터 칩의 상부에 위치하며, 베이스 접합부에 대응하는 캡 접합부를 그 하부에 구비한 캡; 및 베이스 접합부에 제1 면적으로 접합되는 제1 접합층과, 캡 접합부에 제2 면적으로 접합되는 제2 접합층을 각각 구비하여, 베이스 접합부와 캡 접합부를 접합시킴으로써 필터 칩이 포함된 밀봉의 내부 공간을 베이스와 캡 사이에 형성하는 접합층;을 포함하며, 상기 접합층은 제1 면적 및 제2 면적 보다 작은 단면적을 갖는 중간층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 접합 특성이 향상된 필터 칩 패키지와 웨이퍼 레벨 패키지 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 캡 및 베이스 간의 접합 특성이 향상된 필터 칩 패키지와 웨이퍼 레벨 패키지 및 그 제조 방법에 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)만으로는 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.
도 2는 종래의 벌크 탄성파 필터 칩 패키지의 측면 구조를 나타낸다.
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(이하, “종래 기술”이라 지칭함)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 벌크 탄성파 필터 칩(10)을 그 사이에 구비한 베이스(20)와 캡(30)을 포함한다. 이때, 캡(30)은 그 하측 면으로부터 돌출된 캡(30)의 연장부인 캡 접합부(31)를 구비한다. 캡 접합부(31)는 필터 칩(10)의 주변을 폐곡선 형태로 둘러싸되 소정 높이를 가지며, 자신과 대응하는 베이스(20) 상측 면의 영역인 베이스 접합부(21)와 접합층(40)을 통해 접합됨으로써 베이스(20)와 캡(30) 사이의 스페이서 역할을 하여, 밀봉된 내부 공간(S)을 형성한다.
이러한 종래 기술은 캡 접합부(31)의 두께를 얇게 하여(예를 들어, 20㎛ 이하), 접합층(40)에 가해지는 압력을 증대시킴으로써 높은 밀봉력을 유지한다. 하지만, 종래 기술은 캡 접합부(31)의 두께가 얇으므로, 베이스 접합부(21)에 접합하는 베이스 접합층(41)의 면적과, 캡 접합부(31)에 접합하는 캡 접합층(42)의 면적이 작을 수 밖에 없다. 이에 따라, 서로 동일한 종류의 재료로 이루어지는 베이스 접합층(41) 및 캡 접합층(42) 간에는 접합 면적이 작더라도 접합이 쉽게 끊어지지 않지만, 서로 다른 종류의 재료로 이루어지는 베이스 접합부(21) 및 베이스 접합층(22) 간과, 캡 접합부(31) 및 캡 접합층(31) 간에는 접합 면적이 작음에 따라 접합이 쉽게 끊어질 수 있는 문제점이 있었다.
상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 베이스 접합부 및 캡 접합부 간의 접합 특성을 향상시킴으로써 높은 밀봉력을 유지하면서 동시에 접합 부분의 접합력을 증대시킬 수 있는 필터 칩 패키지와 웨이퍼 레벨 패키지 및 그 제조 방법을 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 접합 특성이 향상된 필터 칩 패키지는, (1) 베이스와 캡 사이에 마련되는 필터 칩, (2) 필터 칩 주변을 폐곡선 형태로 둘러싸는 베이스 접합부를 그 상부에 구비한 베이스, (3) 필터 칩의 상부에 위치하며, 베이스 접합부에 대응하는 캡 접합부를 그 하부에 구비한 캡, (4) 베이스 접합부에 제1 면적으로 접합되는 제1 접합층과, 캡 접합부에 제2 면적으로 접합되는 제2 접합층을 각각 구비하여, 베이스 접합부와 캡 접합부를 접합시킴으로써 필터 칩이 포함된 밀봉의 내부 공간을 베이스와 캡 사이에 형성하는 접합층을 포함하며, 상기 접합층은 제1 면적 및 제2 면적 보다 작은 단면적을 갖는 중간층을 더 포함한다.
상기 캡 접합부는 캡의 하측 면으로부터 돌출되게 형성된 캡의 연장부일 수 있다. 이때, 상기 캡 접합부는 캡의 하측 면 중에 캡 접합부에 해당하는 영역 외의 영역이 식각됨으로써 형성될 수 있다.
상기 베이스 접합부는 베이스의 상측 면으로부터 돌출되게 형성된 베이스의 연장부일 수 있다. 이때, 상기 베이스 접합부는 베이스의 상측 면 중에 베이스 접합부에 해당하는 영역 외의 영역이 식각됨으로써 형성될 수 있다.
상기 중간층은 제1 접합층 및 제2 접합층과 다른 종류의 재료로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 접합 특성이 향상된 웨이퍼 레벨 패키지는, (1) 베이스 웨이퍼와 캡 웨이퍼 사이에 마련되는 필터 칩, (2) 필터 칩 주변을 폐곡선 형태로 둘러싸는 베이스 접합부를 그 상부에 구비한 베이스 웨이퍼, (3) 필터 칩의 상부에 위치하며, 베이스 접합부에 대응하는 캡 접합부를 그 하부에 구비한 캡 웨이퍼, (4) 베이스 접합부에 제1 면적으로 접합되는 제1 접합층과, 캡 접합부에 제2 면적으로 접합되는 제2 접합층을 각각 구비하여, 베이스 접합부와 캡 접합부를 접합시킴으로써 필터 칩이 포함된 밀봉의 내부 공간을 베이스 웨이퍼와 캡 웨이퍼 사이에 형성하는 접합층을 포함하며, 상기 접합층은 제1 면적 및 제2 면적 보다 작은 단면적을 갖는 중간층을 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 접합 특성이 향상된 필터 칩 패키지의 제조 방법은, (a) 필터 칩 주변을 폐곡선 형태로 둘러싸는 베이스 접합부를 각각 그 상부에 구비한 베이스 웨이퍼와, 베이스 접합부에 대응하는 캡 접합부를 그 하부에 구비하며 베이스 웨이퍼의 상부에 위치하는 캡 웨이퍼를 각각 준비하는 단계, (b) 베이스 접합부에 제1 면적으로 접합되는 접합층인 제1 접합층을 형성한 후에 제1 접합층 상에 제1 면적 보다 작은 단면적을 갖는 접합층인 제1 중간층을 형성하며, 캡 접합부에 제2 면적으로 접합되는 접합층인 제2 접합층을 형성한 후에 제2 접합층의 하부에 제2 면적 보다 작은 단면적을 갖는 접합층인 제2 중간층을 형성하는 단계, (c) 제1 중간층과 제2 중간층을 접합시킴으로써 필터 칩이 포함된 밀봉의 내부 공간을 베이스 웨이퍼와 캡 웨이퍼의 사이에 형성하는 단계, (d) 베이스 접합부 및 캡 접합부의 주변 영역에 해당하는 베이스 웨이퍼 및 캡 웨이퍼의 영역을 절단하는 단계를 포함하며, 제1 중간층 및 제2 중간층의 접합으로 형성된 중간층의 단면적은 제1 면적 및 제2 면적 보다 작다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 접합 특성이 향상된 필터 칩 패키지의 제조 방법은, (a) 필터 칩 주변을 폐곡선 형태로 둘러싸는 베이스 접합부를 각각 그 상부에 구비한 베이스 웨이퍼와, 베이스 접합부에 대응하는 캡 접합부를 그 하부에 구비하며 베이스 웨이퍼의 상부에 위치하는 캡 웨이퍼를 각각 준비하는 단계, (b) 베이스 접합부에 제1 면적으로 접합되는 접합층인 제1 접합층을 형성하고 캡 접합부에 제2 면적으로 접합되는 접합층인 제2 접합층을 형성하며, 접합층인 중간층을 형성하되 제1 접합층 상에 제1 면적 보다 작은 단면적으로 중간층을 형성하거나 제2 접합층의 하부에 제2 면적 보다 작은 단면적으로 중간층을 형성하는 단계, (c) 중간층과 제1 접합층을 접합시키거나 중간층과 제2 접합층을 접합시킴으로써 필터 칩이 포함된 밀봉의 내부 공간을 베이스 웨이퍼와 캡 웨이퍼의 사이에 형성하는 단계, (d) 베이스 접합부 및 캡 접합부의 주변 영역에 해당하는 베이스 웨이퍼 및 캡 웨이퍼의 영역을 절단하는 단계를 포함한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 접합 특성이 향상된 필터 칩 패키지와 웨이퍼 레벨 패키지 및 그 제조 방법은 베이스 접합부 및 캡 접합부 간의 접합 특성을 향상시킴으로써 높은 밀봉력을 유지하면서 동시에 접합 부분의 접합력을 증대시켜 접합 부분이 쉽게 끊어지지 않게 되는 이점이 있다.
도 1은 통상적인 벌크 탄성파 필터 칩(10)의 구조를 나타낸다.
도 2는 종래의 벌크 탄성파 필터 칩 패키지의 측면 구조를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 접합 특성이 향상된 필터 칩 패키지의 측면 구조를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 접합 특성이 향상된 필터 칩 패키지의 측면 구조를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예 및 제2 실시예에 따른 접합 특성이 향상된 필터 칩 패키지의 평면 구조를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예 및 제2 실시예에 따른 접합 특성이 향상된 필터 칩 패키지의 제조 방법의 순서도를 나타낸다.
도 7(a) 내지 도 7(g)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 접합 특성이 향상된 필터 칩 패키지의 제조 과정을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 접합 특성이 향상된 웨이퍼 레벨 패키지의 측면 구조를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 접합 특성이 향상된 웨이퍼 레벨 패키지의 측면 구조를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 제1 실시예 및 제2 실시예에 따른 접합 특성이 향상된 웨이퍼 레벨 패키지의 평면 구조를 나타낸다.
도 2는 종래의 벌크 탄성파 필터 칩 패키지의 측면 구조를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 접합 특성이 향상된 필터 칩 패키지의 측면 구조를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 접합 특성이 향상된 필터 칩 패키지의 측면 구조를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예 및 제2 실시예에 따른 접합 특성이 향상된 필터 칩 패키지의 평면 구조를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예 및 제2 실시예에 따른 접합 특성이 향상된 필터 칩 패키지의 제조 방법의 순서도를 나타낸다.
도 7(a) 내지 도 7(g)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 접합 특성이 향상된 필터 칩 패키지의 제조 과정을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 접합 특성이 향상된 웨이퍼 레벨 패키지의 측면 구조를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 접합 특성이 향상된 웨이퍼 레벨 패키지의 측면 구조를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 제1 실시예 및 제2 실시예에 따른 접합 특성이 향상된 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 제1 실시예 및 제2 실시예에 따른 접합 특성이 향상된 필터 칩 패키지에 대하여 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 접합 특성이 향상된 필터 칩 패키지의 측면 구조를 나타내고, 도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 접합 특성이 향상된 필터 칩 패키지의 측면 구조를 나타낸다. 또한, 도 5는 본 발명의 제1 실시예 및 제2 실시예에 따른 접합 특성이 향상된 필터 칩 패키지의 평면 구조를 나타낸다.
본 발명의 제1 실시예 및 제2 실시예에 따른 접합 특성이 향상된 필터 칩 패키지는, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 필터 칩(10), 베이스(20), 캡(30) 및 접합층(40)을 포함한다.
필터 칩(10)은 RF 신호 등에 대해 필터 기능을 수행하는 반도체 집적회로 칩으로서, 베이스(20)와 캡(30) 사이에 마련된다. 예를 들어, 필터 칩(10)은 벌크 탄성파 필터 칩(BAW Filter chip)일 수 있다.
베이스(20)는 기판으로서, 도 7 내지 도 10에 도시된 베이스 웨이퍼(120)로부터 절단된 구성일 수 있다. 또한, 베이스(20)의 상부에는 필터 칩(10)이 위치한다. 이때, 베이스(20)의 상측 면에는 필터 칩(21) 주변을 폐곡선 형태로 둘러싸는 베이스 접합부(21)가 마련된다.
캡(30)은 베이스(20) 및 필터 칩(21)의 상부에 마련되는 기판으로서, 도 7 내지 도 10에 도시된 캡 웨이퍼(130)로부터 절단된 구성일 수 있다. 또한, 캡(30)의 하측 면에는 베이스 접합부(21)에 대응하는 캡 접합부(31)가 마련된다.
접합층(40)은 접합 재료로 이루어진 층으로서, 베이스 접합부(21) 및 캡 접합부(31)의 사이를 접합한다. 즉, 베이스(20)와 캡(30) 사이에는 필터 칩(21)이 위치하는 밀봉된 공간인 내부 공간(S)이 마련되는데, 접합층(40)이 베이스 접합부(21) 및 캡 접합부(31)의 사이를 접합시킴으로써 이러한 내부 공간(S)을 형성한다.
본 발명의 제1 실시예 및 제2 실시예에 따른 접합 특성이 향상된 필터 칩 패키지는 내부 공간(S)을 형성하는 구조(이하, “내부 공간 형성 구조”라 지칭함)가 서로 다르다.
즉, 도 3 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 접합 특성이 향상된 필터 칩 패키지에서, 캡 접합부(31)는 캡(30)의 하측 면으로부터 돌출되게 형성된 캡(30)의 연장부이며, 베이스 접합부(45, 55)는 돌출되거나 요입되지 않은 평면 영역이다.
또한, 도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 접합 특성이 향상된 필터 칩 패키지에서, 베이스 접합부(21)는 베이스(20)의 상측 면으로부터 돌출되게 형성된 베이스(20)의 연장부이며, 캡 접합부(31)는 캡(30)의 하측 면으로부터 돌출되게 형성된 캡(30)의 연장부이다.
돌출형의 캡 접합부(31)는 캡(30)의 하측 면의 영역 중 캡 접합부(31)에 해당하는 영역을 제외한 나머지 영역의 식각 처리를 통해 형성될 수 있다. 마찬가지로, 돌출형의 베이스 접합부(21)는 베이스(20)의 상측 면의 영역 중 베이스 접합부(21)에 해당하는 영역을 제외한 나머지 영역의 식각 처리를 통해 형성될 수 있다.
한편, 접합층(40)은 제1 접합층(41), 제2 접합층(42) 및 중간층(43)을 포함한다. 제1 접합층(41)은 베이스 접합부(21)에 제1 면적으로 접합되는 접합층이고, 제2 접합층(42)은 캡 접합부(31)에 제2 면적으로 접합되는 접합층이다. 또한, 중간층(43)은 제1 접합층(41)과 제2 접합층(42)의 사이에 마련되는 접합층으로서, 제1 면적 및 제2 면적 보다 작은 단면적을 갖는다.
이때, 제1 접합층(41)과 제2 접합층(42)은 서로 동일한 접합 재료로 이루어질 수 있으며, 중간층(43)은 제1 접합층(41) 및 제2 접합층(42)과 서로 다른 접합 재료로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 접합 재료은 유테틱 접합(EutecticBonding) 재료일 수 있다. 특히, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 캡 접합부(31)의 돌출 길이는 접합층(40), 제1 접합층(41), 제2 접합층(42) 및 중간층(43) 각각의 높이 보다 길게 형성될 수 있다. 마찬가지로, 베이스 접합부(21)의 돌출 길이는 접합층(40), 제1 접합층(41), 제2 접합층(42) 및 중간층(43) 각각의 높이 보다 길게 형성될 수 있다.
즉, 본 발명의 제1 실시예 및 제2 실시예에 따른 접합 특성이 향상된 필터 칩 패키지는 중간층(43)의 두께를 상대적으로 얇게 형성(예를 들어, 20㎛ 이하)함으로써, 중간층(43)에 가해지는 압력을 증대시킬 수 있으며, 이에 따라 내부 공간(S)에 대한 높은 밀봉력이 그대로 유지될 수 있다. 동시에, 본 발명의 제1 실시예 및 제2 실시예에 따른 접합 특성이 향상된 필터 칩 패키지는 제1 접합층(41) 및 제2 접합층(42)을 상대적으로 두껍게 형성(예를 들어, 60㎛ 이상)함으로써, 서로 다른 종류의 재료로 이루어지는 베이스 접합부(21) 및 제1 접합층(41) 간의 접합 면적과, 캡 접합부(31) 및 제2 접합층(42)의 접합 면적을 크게 할 수 있으며, 이에 따라, 이들 접합 부분의 접합력이 증대되어 이들 접합 부분이 쉽게 끊어지지 않게 된다.
이하, 본 발명의 제1 실시예 및 제2 실시예에 따른 접합 특성이 향상된 필터 칩 패키지의 제조 방법에 대하여 설명하도록 한다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예 및 제2 실시예에 따른 접합 특성이 향상된 필터 칩 패키지의 제조 방법의 순서도를 나타낸다. 도 7(a) 내지 도 7(g)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 접합 특성이 향상된 필터 칩 패키지의 제조 과정을 나타낸다.
본 발명의 제1 실시예 및 제2 실시예에 따른 접합 특성이 향상된 필터 칩 패키지의 제조 방법은 다수의 필터 칩(10)에 대하여 웨이퍼 레벨 패키징(Wafer Level Packaging)을 수행한 후에 절단 공정을 수행하여, 다수의 필터 칩 패키지를 제조하는 공정으로서, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, S10 내지 S40을 포함한다.
다만, 도 7을 통해 본 발명의 제1 실시예에 따른 접합 특성이 향상된 필터 칩 패키지의 제조 과정에 대해서만 도시하였다. 즉, 본 발명의 제2 실시예에 따른 접합 특성이 향상된 필터 칩 패키지의 제조 과정은 상술한 '내부 공간 형성 구조'만 다르므로, 이에 대한 도면 및 설명은 생략하도록 한다.
S10은 준비 단계로서, 도 7(a)에 도시된 바와 같이, 베이스 웨이퍼(120)와 캡 웨이퍼(130)를 각각 준비한다. 이때, 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.
이때, 베이스 웨이퍼(120)와 캡 웨이퍼(130)의 사이에는 필터 칩(10)가 마련된다. 즉, 베이스 웨이퍼(120)의 상부에는 필터 칩(10)과, 필터 칩(10)의 주변을 폐곡선 형태로 둘러싸는 베이스 접합부(121)가 각각 마련된다. 또한, 캡 웨이퍼(130)의 하측 면에는 베이스 접합부(121)에 대응하는 캡 접합부(131)가 마련된다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 접합 특성이 향상된 필터 칩 패키지의 제조 방법의 경우, S10은 캡 웨이퍼(130)의 하측 면으로부터 돌출되게 형성된 캡 웨이퍼(130)의 연장부인 캡 접합부(131)를 형성하는 단계를 더 포함한다. 이를 위해, S10는 캡 웨이퍼(130)의 하측 면의 영역 중 캡 접합부(131)에 해당하는 영역을 제외한 나머지 영역을 식각하여 돌출되는 캡 접합부(131)를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 접합 특성이 향상된 필터 칩 패키지의 제조 방법의 경우, S10은 베이스 웨이퍼(120)의 상측 면으로부터 돌출되게 형성된 베이스 웨이퍼(120)의 연장부인 베이스 접합부(121)를 형성하고, 캡 웨이퍼(130)의 하측 면으로부터 돌출되게 형성된 캡 웨이퍼(130)의 연장부인 캡 접합부(131)를 형성하는 단계를 더 포함한다. 이를 위해, S10은 베이스 웨이퍼(120)의 상측 면의 영역 중 베이스 접합부(121)에 해당하는 영역을 제외한 나머지 영역을 식각하여 돌출되는 베이스 접합부(121)를 형성하는 단계와, 캡 웨이퍼(130)의 하측 면의 영역 중 캡 접합부(131)에 해당하는 영역을 제외한 나머지 영역을 식각하여 돌출되는 캡 접합부(131)를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
S20는 접합층 형성 단계로서, 도 7(b), 도 7(c), 도 7(e) 및 도 7(f)에 도시된 바와 같이, 접합층(140)을 형성한다. 즉, 도 7(b)에 도시된 바와 같이, 베이스 접합부(121)에 제1 면적으로 접합되는 제1 접합층(141)을 형성한다. 이후, 도 7(c)에 도시된 바와 같이, 제1 접합층(141) 상에 제1 면적 보다 작은 단면적을 갖는 제1 중간층(143a)을 형성한다. 또한, 도 7(b)에 도시된 바와 같이, 캡 접합부(131)에 제2 면적으로 접합되는 제2 접합층(142)을 형성한다. 이후, 도 7(c)에 도시된 바와 같이, 제2 접합층(142)의 하부에 제2 면적 보다 작은 단면적을 갖는 제2 중간층(143b)을 형성한다. 이때, 제1 중간층(143a)과 제2 중간층(143b)은 서로 동일한 종류의 접합 재료로 이루어질 수 있다. 또한, 제1 접합층(41)과 제2 접합층(42)도 서로 동일한 접합 재료로 이루어질 수 있다. 다만, 제1 중간층(143a) 및 제2 중간층(143b)은 제1 접합층(41) 및 제2 접합층(42)과 서로 다른 접합 재료로 이루어질 수 있다.
또한, S20에서는 베이스 접합부(121)에 제1 면적으로 접합되는 제1 접합층(141)을 형성한 후, 도 7(e)에 도시된 바와 같이, 제2 접합층(142)의 하부에 제2 면적 보다 작은 단면적을 갖는 중간층(143)을 형성하거나, 도 7(f)에 도시된 바와 같이, 제1 접합층(141) 상에 제1 면적 보다 작은 단면적을 갖는 중간층(143)을 형성할 수 있다. 이때, 중간층(143)은 제1 접합층(41) 및 제2 접합층(42)과 서로 다른 접합 재료로 이루어질 수 있다.
S30은 가스켓 구조 형성 단계로서, 도 7(d)에 도시된 바와 같이, 제1 중간층(143a)과 제2 중간층(143b)을 접합시키는 단계이다. 이에 따라, 필터 칩(10)이 포함된 밀봉의 내부 공간(S)을 베이스 웨이퍼(120)와 캡 웨이퍼(130)의 사이에 형성할 수 있다. 즉, 가스켓 구조라는 것은 밀봉의 내부 공간(S)을 형성하는 구조를 지칭한다. 특히, 제1 중간층(143a)과 제2 중간층(143b)의 접합으로 제1 면적 및 제2 면적 보다 그 단면적이 작은 중간층(143)이 형성된다. 예를 들어, 제1 중간층(143a) 및 제2 중간층(143b) 간의 접합은 유테틱 접합(EutecticBonding) 기술을 이용할 수 있다.
또한, S30에서는, 도 7(g)에 도시된 바와 같이, 중간층(143) 및 제2 접합층(142)을 접합시키거나, 중간층(143) 및 제1 접합층(141)을 접합시킬 수 있다. 예를 들어, 중간층(143) 및 제2 접합층(142) 간의 접합, 또는 중간층(143) 및 제1 접합층(141) 간의 접합은 유테틱 접합(EutecticBonding) 기술을 이용할 수 있다.
S10 내지 S30을 통해 다수개의 필터 칩 패키지를 포함하는 하나의 웨이퍼 레벨 패키지를 형성할 수 있다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 접합 특성이 향상된 웨이퍼 레벨 패키지의 측면 구조를 나타내며, 도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 접합 특성이 향상된 웨이퍼 레벨 패키지의 측면 구조를 나타낸다. 또한, 도 10은 본 발명의 제1 실시예 및 제2 실시예에 따른 접합 특성이 향상된 웨이퍼 레벨 패키지의 평면 구조를 나타낸다.
S40은 절단 단계로서, 도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 레벨 패키지에 대해 절단 라인(SL)에 따라 절단 공정을 수행함으로써 하나의 웨이퍼 레벨 패키지를 다수의 필터 칩 패키지로 분리한다. 이때, 절단 라인(SL)은 베이스 접합부(121) 및 캡 접합부(131)의 주변 영역에 해당하는 베이스 웨이퍼(120) 및 캡 웨이퍼(130) 상의 영역 내에 포함된다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 접합 특성이 향상된 웨이퍼 레벨 패키지는 도 1 내지 도 5에 따라 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 접합 특성이 향상된 필터 칩 패키지를 제조하기 위해 필터 칩(10)을 웨이퍼 레벨 패키징(Wafer Level Packaging)한 것을 지칭한다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 접합 특성이 향상된 웨이퍼 레벨 패키지는, 도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 필터 칩(10), 베이스 웨이퍼(120), 캡 웨이퍼(130) 및 중간층(140)을 포함한다.
다만, 필터 칩(10), 베이스 접합부(121), 캡 접합부(131) 및 접합층(140)은 도 1 내지 도 5에 따라 상술한 필터 칩(10), 베이스 접합부(21), 캡 접합부(31) 및 접합층(40)에 대한 설명과 동일하므로, 이들에 대한 설명은 생략하도록 한다.
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
21, 121: 베이스 접합부 30: 캡
31: 캡 접합부 40, 140: 접합층
41, 141: 제1 접합층 42, 142: 제1 접합층
43, 143: 중간층 120: 베이스 웨이퍼
130: 캡 웨이퍼 143a: 제1 중간층
143b: 제2 중간층
S: 내부 공간
10: 필터 칩 20: 베이스
21, 121: 베이스 접합부 30: 캡
31: 캡 접합부 40, 140: 접합층
41, 141: 제1 접합층 42, 142: 제1 접합층
43, 143: 중간층 120: 베이스 웨이퍼
130: 캡 웨이퍼 143a: 제1 중간층
143b: 제2 중간층
S: 내부 공간
Claims (9)
- 베이스와 캡 사이에 마련되며, 벌크 탄성파 필터(BAW Filter)를 포함하는 필터 칩;
필터 칩 주변을 폐곡선 형태로 둘러싸는 베이스 접합부를 그 상부에 구비한 베이스;
필터 칩의 상부에 위치하며, 베이스 접합부에 대응하는 캡 접합부를 그 하부에 구비한 캡; 및
베이스 접합부에 제1 면적으로 접합되는 제1 접합층과, 캡 접합부에 제2 면적으로 접합되는 제2 접합층을 각각 구비하여, 베이스 접합부와 캡 접합부를 접합시킴으로써 필터 칩이 포함된 밀봉의 내부 공간을 베이스와 캡 사이에 형성하는 접합층;을 포함하며,
상기 접합층은 제1 면적 및 제2 면적 보다 작은 단면적을 갖는 중간층을 더 포함하고,
상기 제1 접합층, 상기 제2 접합층 및 상기 중간층은 유테틱 접합(Eutectic Bonding) 재료로 이루어지며,
상기 캡의 하측 면으로부터 돌출되게 형성된 캡의 연장부인 상기 캡 접합부의 돌출 길이가 접합층, 제1 접합층, 제2 접합층 및 중간층 각각의 높이 보다 길게 형성되거나, 상기 베이스의 상측 면으로부터 돌출되게 형성된 베이스의 연장부인 상기 베이스 접합부의 돌출 길이가 접합층, 제1 접합층, 제2 접합층 및 중간층 각각의 높이 보다 길게 형성된 것을 특징으로 하는 접합 특성이 향상된 필터 칩 패키지. - 제1항에 있어서,
상기 중간층은 20㎛ 이하의 두께를 가지며, 상기 제1 접합층 및 상기 제2 접합층은 60㎛ 이상의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 접합 특성이 향상된 필터 칩 패키지. - 제1항에 있어서,
상기 캡 접합부는 캡의 하측 면 중에 캡 접합부에 해당하는 영역 외의 영역이 식각됨으로써 형성된 것을 특징으로 하는 접합 특성이 향상된 필터 칩 패키지. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 베이스 접합부는 베이스의 상측 면 중에 베이스 접합부에 해당하는 영역 외의 영역이 식각됨으로써 형성된 것을 특징으로 하는 접합 특성이 향상된 필터 칩 패키지. - 제1항에 있어서,
상기 중간층은 제1 접합층 및 제2 접합층과 다른 종류의 유테틱 접합(Eutectic Bonding) 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 접합 특성이 향상된 필터 칩 패키지. - 베이스 웨이퍼와 캡 웨이퍼 사이에 마련되며, 벌크 탄성파 필터(BAW Filter)를 포함하는 필터 칩;
필터 칩 주변을 폐곡선 형태로 둘러싸는 베이스 접합부를 그 상부에 구비한 베이스 웨이퍼;
필터 칩의 상부에 위치하며, 베이스 접합부에 대응하는 캡 접합부를 그 하부에 구비한 캡 웨이퍼; 및
베이스 접합부에 제1 면적으로 접합되는 제1 접합층과, 캡 접합부에 제2 면적으로 접합되는 제2 접합층을 각각 구비하여, 베이스 접합부와 캡 접합부를 접합시킴으로써 필터 칩이 포함된 밀봉의 내부 공간을 베이스 웨이퍼와 캡 웨이퍼 사이에 형성하는 접합층;을 포함하며,
상기 접합층은 제1 면적 및 제2 면적 보다 작은 단면적을 갖는 중간층을 더 포함하고,
상기 제1 접합층, 상기 제2 접합층 및 상기 중간층은 유테틱 접합(Eutectic Bonding) 재료로 이루어지며,
상기 캡 웨이퍼의 하측 면으로부터 돌출되게 형성된 캡 웨이퍼의 연장부인 상기 캡 접합부의 돌출 길이가 접합층, 제1 접합층, 제2 접합층 및 중간층 각각의 높이 보다 길게 형성되거나, 상기 베이스 웨이퍼의 상측 면으로부터 돌출되게 형성된 베이스 웨이퍼의 연장부인 상기 베이스 접합부의 돌출 길이가 접합층, 제1 접합층, 제2 접합층 및 중간층 각각의 높이 보다 길게 형성된 것을 특징으로 하는 접합 특성이 향상된 웨이퍼 레벨 패키지. - (a) 벌크 탄성파 필터(BAW Filter)를 포함한 필터 칩의 주변을 폐곡선 형태로 둘러싸는 베이스 접합부를 각각 그 상부에 구비한 베이스 웨이퍼와, 베이스 접합부에 대응하는 캡 접합부를 그 하부에 구비하며 베이스 웨이퍼의 상부에 위치하는 캡 웨이퍼를 각각 준비하는 단계;
(b) 베이스 접합부에 제1 면적으로 접합되는 접합층인 제1 접합층을 형성한 후에 제1 접합층 상에 제1 면적 보다 작은 단면적을 갖는 접합층인 제1 중간층을 형성하며, 캡 접합부에 제2 면적으로 접합되는 접합층인 제2 접합층을 형성한 후에 제2 접합층의 하부에 제2 면적 보다 작은 단면적을 갖는 접합층인 제2 중간층을 형성하는 단계; 및
(c) 제1 중간층과 제2 중간층을 접합시킴으로써 필터 칩이 포함된 밀봉의 내부 공간을 베이스 웨이퍼와 캡 웨이퍼의 사이에 형성하는 단계; 및
(d) 베이스 접합부 및 캡 접합부의 주변 영역에 해당하는 베이스 웨이퍼 및 캡 웨이퍼의 영역을 절단하는 단계;를 포함하며,
상기 제1 중간층 및 상기 제2 중간층의 접합으로 형성된 중간층의 단면적은 제1 면적 및 제2 면적 보다 작고,
상기 제1 접합층, 상기 제2 접합층, 상기 제1 중간층 및 상기 제2 중간층은 유테틱 접합(Eutectic Bonding) 재료로 이루어지며,
상기 캡 웨이퍼의 하측 면으로부터 돌출되게 형성된 캡 웨이퍼의 연장부인 상기 캡 접합부의 돌출 길이가 접합층, 제1 접합층, 제2 접합층 및 중간층 각각의 높이 보다 길게 형성되거나, 상기 베이스 웨이퍼의 상측 면으로부터 돌출되게 형성된 베이스 웨이퍼의 연장부인 상기 베이스 접합부의 돌출 길이가 접합층, 제1 접합층, 제2 접합층 및 중간층 각각의 높이 보다 길게 형성된 것을 특징으로 하는 접합 특성이 향상된 필터 칩 패키지의 제조 방법. - (a) 벌크 탄성파 필터(BAW Filter)를 포함한 필터 칩의 주변을 폐곡선 형태로 둘러싸는 베이스 접합부를 각각 그 상부에 구비한 베이스 웨이퍼와, 베이스 접합부에 대응하는 캡 접합부를 그 하부에 구비하며 베이스 웨이퍼의 상부에 위치하는 캡 웨이퍼를 각각 준비하는 단계;
(b) 베이스 접합부에 제1 면적으로 접합되는 접합층인 제1 접합층을 형성하고 캡 접합부에 제2 면적으로 접합되는 접합층인 제2 접합층을 형성하며, 접합층인 중간층을 형성하되 제1 접합층 상에 제1 면적 보다 작은 단면적으로 중간층을 형성하거나 제2 접합층의 하부에 제2 면적 보다 작은 단면적으로 중간층을 형성하는 단계; 및
(c) 중간층과 제1 접합층을 접합시키거나 중간층과 제2 접합층을 접합시킴으로써 필터 칩이 포함된 밀봉의 내부 공간을 베이스 웨이퍼와 캡 웨이퍼의 사이에 형성하는 단계; 및
(d) 베이스 접합부 및 캡 접합부의 주변 영역에 해당하는 베이스 웨이퍼 및 캡 웨이퍼의 영역을 절단하는 단계;를 포함하며,
상기 제1 접합층, 상기 제2 접합층 및 상기 중간층은 유테틱 접합(Eutectic Bonding) 재료로 이루어지고,
상기 캡 웨이퍼의 하측 면으로부터 돌출되게 형성된 캡 웨이퍼의 연장부인 상기 캡 접합부의 돌출 길이가 접합층, 제1 접합층, 제2 접합층 및 중간층 각각의 높이 보다 길게 형성되거나, 상기 베이스 웨이퍼의 상측 면으로부터 돌출되게 형성된 베이스 웨이퍼의 연장부인 상기 베이스 접합부의 돌출 길이가 접합층, 제1 접합층, 제2 접합층 및 중간층 각각의 높이 보다 길게 형성된 것을 특징으로 하는 접합 특성이 향상된 필터 칩 패키지의 제조 방법.
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