[發明專利]一種用于射頻微機電系統的圓片級封裝機構及方法

有效

• 申請號: 200910023540.0
• 申請日: 2009-08-07
• 公開（公告）號: CN101683967A
• 公開（公告）日: 2010-03-31
• 發明（設計）人: 劉澤文;王政;李祥;尹明
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B81B7/00
• 分類號: B81B7/00;B81C3/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所
• 代理人: 賈玉健

技術領域

本發明涉及射頻微機電系統(RF?MEMS)的封裝技術領域，特別涉及一種用于射頻微機電系統的圓片級封裝機構及方法。

背景技術

射頻微機電系統(RF?MEMS)產生于20世紀90年代，它是射頻通訊技術和MEMS技術的發展和相互交叉的基礎上發展起來的研究熱點。

由于RF?MEMS的研究近年來發展迅速，各種高性能的RF?MEMS器件已經相繼地報道。但是與集成電路不同的是，目前關于RF?MEMS器件的封裝并沒有一個非常好的方案，這主要是由于RF?MEMS器件其本身的特點決定的。首先，一般來說RF?MEMS器件都有一個可動的懸空部分，這個部分在封裝過程不能受到損害，否則器件就失效了，這一點為其封裝帶來了難度。其次，RF?MEMS器件在工作時需要一個密封的環境來保證其穩定有效地工作。最后，作為射頻器件，對于RF?MEMS信號在封裝結構中如何引出和互連，也是RF?MEMS封裝技術上的難點。現有的關于RF?MEMS的封裝方案在文獻1(文獻1：Entesari?K.，Rebeiz?G.M.，“A?Low-Loss?Microstrip?Surface-Mount?K-BandPackage”，in?Proceedings?of?the?lst?European?MicrowaveIntegrated?Circuits?Conference，EuMIC?2006，2007，pp.537-540)提到了打孔封裝方案，其高頻性能好，但其需要打孔工藝，該工藝由?于其工藝復雜價格昂貴而在大規模生產應用中受到限制；在文獻2(文獻2：Carchon?G.J.，Jourdain?A，“Integration?of?0/1-LevelPackaged?RF-MEMS?Devices?on?MCM-D?at?Millimeter-WaveFrequencies”，IEEE?Transactions?on?Advanced?Packaging?2007，v30，pp.369-376)提到的大凸點直接倒裝焊的封裝方案，由于其凸點的寄生參數和可靠性問題而限制其應用。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺陷，本發明的目的在于提供一種用于射頻微機電系統的圓片級封裝機構及方法，能夠大大降低了對器件射頻性能的影響。

為了達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種用于射頻微機電系統的圓片級封裝機構，包括襯底2，襯底2上設置有RF?MEMS器件1和信號傳輸線3；襯底2通過密封材料4與頂蓋材料5壓焊在一起；襯底2的四周有斜角10，信號傳輸線3和側壁引線7鋪設在斜角10上相連，并進一步與封裝頂引線8連接到焊球9。

如果密封材料4的厚度小于40um，頂蓋材料5上配置有空腔6。

一種用于射頻微機電系統的圓片級封裝方法，其步驟如下：

1、在設置有RF?MEMS器件1和信號傳輸線3的襯底2四周淀積密封材料4，在頂蓋材料5上腐蝕出空腔6；

2、倒轉襯底2，將其粘焊到頂蓋材料5上，對襯底2的四周進行加工形成斜角10，在斜角10上利用三維光刻工藝進行制作，將側?壁引線7與信號傳輸線3相連接；

3、在襯底2底部，在整個封裝結構的頂部再布線使封裝頂引線8與側壁引線7相連接，在襯底底部將焊球9與封裝頂引線8相連接。

如果密封材料4的厚度達到40um以上，那么可以不用做腐蝕空腔6。

本發明的封裝方法避免了傳統的襯底打孔的工藝，可以有效地保證RF?MEMS器件1的可動部分結構受到保護并且形成密封環境保證RF?MEMS器件1的正常工作；采用頂蓋腐蝕出空腔的方法可以降低封裝結構對器件間互連引線的高頻性能的影響。

附圖說明

圖1為本發明側壁引線的封裝結構的剖面圖。

圖2為本發明的互連引線設計的剖面圖(a)和平面圖(b)。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的原理進行詳細說明。

參見圖1，襯底2上設置有RF?MEMS器件1和信號傳輸線3；襯底2通過密封材料4與頂蓋材料5壓焊在一起；襯底2的四周有斜角10，信號傳輸線3和側壁引線7鋪設在斜角10上相連，并進一步與封裝頂引線8連接到焊球9。

如果密封材料4的厚度小于40um，頂蓋材料5上配置有空腔6。