TW201524121A - 表面聲波元件的腔體形成方法 - Google Patents

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一種表面聲波元件的腔體形成方法，係準備一基板，該基板包含一中央圖案區以及一圍繞該中央圖案區的外環區，於該中央圖案區形成一導電圖案，續於該基板上形成一填充層，該填充層包含一形成於該中央圖案區且覆蓋該導電圖案的本體部以及至少一連接該本體部與該基板之邊緣的通道部，最後形成一覆蓋該外環區以及該填充層的封裝層，且該封裝層包含一蝕刻口，最後將以濕蝕刻將該填充層移除並封閉該蝕刻口，形成一具一密閉空間之腔體；利用本發明之製程方式取代過去的覆晶組裝方式，不僅可簡化製程步驟，更可避免因覆晶對位不易所造成的成本上升。

Description

表面聲波元件的腔體形成方法
本發明係有關一種封裝製程方法，尤指一種表面聲波元件的腔體形成方法。
固體的波動除了剪波與縱波外，在彈性晶體的表面上尚存在一種由剪波和縱波組合而成的的橢圓形軌跡波動，稱為表面聲波（Surface Acoustic Wave, SAW）。表面聲波元件的基本工作原理係將電磁訊號波轉換為聲頻訊號波傳輸，因訊號波的波長減小，讓電路設計時所需空間縮減，進而縮小表面聲波元件的體積。除此之外，表面聲波元件尚有重量輕、特性佳、可靠度高等特點，故被廣泛應用於通訊、工業監控、大氣檢測、家庭環境評估，以及血液分析等範疇。
其中如中華民國專利公告第531960號之「表面聲波裝置及其製造方法」，其揭露一種耐濕性優良的表面聲波裝置，係利用覆晶（Flip chip）的方式取代傳統加蓋（Capping）的元件製作方法，以減少表面聲波元件的金屬電極因為腐蝕效應而漸趨於劣化的情形，加強元件的可靠性。其製程方法係分別製作壓電基板以及電路基板後，利用覆晶技術的方式使該壓電基板正面倒蓋於該電路基板上，並利用壓電基板與電路基板電性連接的空間形成腔體。但這樣的製作方式存在有以下缺點：
一、覆晶對位的精準度必須要高，否則會影響電性連接的品質，亦有可能影響表面聲波的效能降低，進而造成元件損壞，降低生產良率。
二、覆晶組裝的方式成本較高，大量生產時，無法有效降低製程成本。
本發明之主要目的，在於避免覆晶組裝方式因對位不準確而造成表面聲波元件之效能降低，甚或造成元件損壞，降低生產良率。
本發明之另一目的，在於降低因覆晶組裝技術所造成的高製作成本。
為達上述目的，本發明提供一種表面聲波元件的腔體形成方法，包含有以下步驟：
S1：於一基板形成一圖案化之第一光阻層，該基板包含一中央圖案區以及一圍繞該中央圖案區的外環區。
S2：形成一覆蓋於該基板與該第一光阻層之導電層，利用剝離之方式將該第一光阻層以及位於該第一光阻層上的導電層移除，以於該中央圖案區形成一導電圖案。
S3：形成一填充層，該填充層包含一形成於該中央圖案區且覆蓋該導電圖案的本體部以及至少一形成於該外環區且連接該本體部與該基板之邊緣的通道部。
S4：形成一覆蓋該基板之外環區以及該填充層的封裝層，該封裝層包含一位於該通道部與該基板之邊緣連接處的蝕刻口。
S5：以濕蝕刻之方式自該蝕刻口依序對該通道部以及該本體部蝕刻以移除該填充層，使該封裝層與該基板間形成一腔體。
S6：將該蝕刻口以點膠方式封閉，使該腔體成為一密閉空間，完成表面聲波元件的腔體製備。
由上述說明可知，本發明具有下列特點：
一、藉由封裝層的設置直接形成具有密閉空間的腔體，可解決覆晶製程技術中因對位不準確造成之元件效能下降及良率降低的問題。
二、以直接形成具有密閉空間的腔體的製程方式取代覆晶製程技術，可有效降低製程成本。
1‧‧‧晶圓
2‧‧‧切割線
10‧‧‧基板
11‧‧‧中央圖案區
12‧‧‧外環區
20‧‧‧光阻層
30‧‧‧導電層
40‧‧‧導電圖案
41‧‧‧電極
42‧‧‧壓電件
50‧‧‧填充層
51‧‧‧本體部
52‧‧‧通道部
60‧‧‧封裝層
61‧‧‧蝕刻口
70‧‧‧腔體
71‧‧‧密閉空間
80‧‧‧封口物
圖1，為本發明之製作流程示意圖。
圖2，為本發明之晶圓俯視結構示意圖。
圖3A-9A，為本發明之製作流程俯視結構示意圖。
圖3B-9B，為本發明之製作流程剖面結構示意圖。
圖6C-9C，為本發明之製作流程另一剖面結構示意圖。
有關本發明之詳細說明及技術內容，現就配合圖示說明如下：
請參閱「圖1」、「圖2」、「圖3A」至「圖9A」、「圖3B」至「圖9B」以及「圖6C」至「圖9C」所示，本發明係為一種表面聲波元件的腔體形成方法包含以下步驟：
P1：取得一晶圓1，如「圖2」所示，該晶圓1包含複數基板10以及複數圍繞該基板10的切割線2，以下步驟均以該晶圓1之一該基板10作為舉例。
S1：形成一圖案化之光阻層20，如「圖3A」以及「圖3B」所示，該光阻層20形成於該基板10上，使該基板10形成一未與該基板10之邊緣連接的中央圖案區11以及一圍繞該中央圖案區11的外環區12，其中該光阻層20完全覆蓋於該中央圖案區11以及該外環區12，僅在該中央圖案區11有部分基板10裸露。
S2：形成一導電層30，如「圖4A」、「圖4B」、「圖5A」以及「圖5B」所示，該導電層30以濺鍍方式形成並覆蓋於該光阻層20以及該中央圖案區11中所裸露的該基板10上，後利用剝離之方式將該光阻層20以及位於該光阻層20上的該導電層30移除，使該中央圖案區11形成一由覆蓋於該基板10上之該導電層30所形成的導電圖案40，其中該導電圖案40包含複數電極41以及複數與該些電極41連接的壓電件42。
S3：形成一填充層50，如「圖6A」、「圖6B」以及「圖6C」所示，該填充層50包含一形成於該中央圖案區11且覆蓋該導電圖案40的本體部51以及至少一形成於該外環區12且連接該本體部51與該基板10之邊緣的通道部52；於本實施例中，該填充層50之材料為二氧化矽，該至少一通道部52具有四個，且各該通道部52分別連接至該基板10之四個邊緣。
S4：形成一封裝層60，如「圖7A」、「圖7B」以及「圖7C」所示，該封裝層60覆蓋該基板10之外環區12以及該填充層50，且包含一位於該通道部52與該基板10之邊緣連接處的蝕刻口61，其中該封裝層60之材料為電子級環氧樹脂（Epoxy），其製程溫度為120℃～180℃。；須特別說明的是，因該導電圖案40被覆蓋於該填充層50以及封裝層60之下，故該導電圖案並未於「圖7A」中表示。
S4A：切割該晶圓1，請續參閱「圖2」，將該晶圓1沿各該切割線2進行切割，使各該基板10分離。
S5：移除該填充層50，如「圖8A」、「圖8B」以及「圖8C」所示，係以濕蝕刻的方式自該蝕刻口61依序將該通道部52以及該本體部51的填充部移除，使該封裝層60與該基板10之間形成一腔體70，其中以氫氟酸作為一蝕刻液進行濕蝕刻。
S6：封閉該蝕刻口61，如「圖9A」、「圖9B」以及「圖9C」所示，以一封口物80利用點膠之方式封閉該蝕刻口61，使該腔體70形成一密閉空間71，完成表面聲波元件的腔體製備。
綜上所述，本發明具有下列特點：
一、藉由封裝層的設置直接形成具有密閉空間的腔體，可解決覆晶製程技術中因對位不準確造成之元件效能下降及生產良率降低的問題。
二、藉由四個通道部的設置，可提升濕蝕刻製程的效率，進而避免該填充層的殘留。
三、以半導體製程方式取代覆晶製程技術，可避免繁複的製備過程直接形成表面聲波元件的腔體，進而降低製程成本。
四、利用半導體製程方式，以晶圓作為基板，可大量製備具腔體的表面聲波元件，節省製造成本。
 
S1~S5、P1、S4A‧‧‧步驟

Claims (8)

  1. 【第1項】

    一種表面聲波元件的腔體形成方法，其包含以下步驟：
    S1：於一基板形成一圖案化之光阻層，該基板包含一中央圖案區以及一圍繞該中央圖案區的外環區；
    S2：形成一覆蓋於該基板與該光阻層之導電層，利用剝離之方式將該光阻層以及位於該光阻層上的該導電層移除，以於該中央圖案區形成一導電圖案；
    S3：形成一填充層，該填充層包含一形成於該中央圖案區且覆蓋該導電圖案的本體部以及至少一形成於該外環區且連接該本體部與該基板之邊緣的通道部；
    S4：形成一覆蓋該基板之外環區以及該填充層的封裝層，該封裝層包含一位於該通道部與該基板之邊緣連接處的蝕刻口；
    S5：以濕蝕刻之方式自該蝕刻口依序對該通道部以及該本體部蝕刻以移除該填充層，最後使該封裝層與該基板間形成一腔體；以及
    S6：將該蝕刻口以點膠方式封閉，使該腔體成為一密閉空間。
  2. 【第2項】

    如申請專利範圍第1項所述之一種表面聲波元件的腔體形成方法，其中於該步驟S1之前更有一預處理步驟P1：準備一晶圓，該晶圓劃分為複數基板。
  3. 【第3項】

    如申請專利範圍第2項所述之一種表面聲波元件的腔體形成方法，其中於該步驟S4與S5之間更包含一步驟S4A：將該晶圓沿各該基板之邊緣切割，使各該基板分離。
  4. 【第4項】

    如申請專利範圍第1項所述之一種表面聲波元件的腔體形成方法，其中於該步驟S2中，該導電層係以濺鍍方式形成。
  5. 【第5項】

    如申請專利範圍第1項所述之一種表面聲波元件的腔體形成方法，其中於該步驟S2中，該導電圖案包含複數電極以及複數與該些電極連接的壓電件。
  6. 【第6項】

    如申請專利範圍第1項所述之一種表面聲波元件的腔體形成方法，其中於該步驟S3中，該至少一通道部具有四個，且各該通道部分別連接至該基板之四個邊緣。
  7. 【第7項】

    如申請專利範圍第1項所述之一種表面聲波元件的腔體形成方法，其中於該步驟S3中，該填充層之材料為二氧化矽，於該步驟S6中係選用氫氟酸作為一蝕刻液進行蝕刻。
  8. 【第8項】

    如申請專利範圍第1項所述之一種表面聲波元件的腔體形成方法，其中於該步驟S4中，該封裝層之材料為電子級環氧樹脂，其製程溫度為120℃～180℃。
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