[發(fā)明專利]表面聲波晶片級(jí)封裝及其所用的PCB的制造方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710193121.6
• 申請(qǐng)日: 2017-03-28
• 公開（公告）號(hào): CN108666410A
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李勛龍;韓正勛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津威盛電子有限公司
• 主分類號(hào): H01L41/047
• 分類號(hào): H01L41/047;H01L41/053;H05K3/02;H05K3/06
• 代理公司: 北京市隆安律師事務(wù)所 11323
• 代理人: 權(quán)鮮枝

公開一種表面聲波晶片級(jí)封裝，包括：基板；形成在所述基板上的叉指式換能器(IDT)電極；形成在所述基板上并且電連接到所述IDT電極的連接電極；印刷電路板(PCB)，其具有形成在與所述連接電極對(duì)應(yīng)的位置處的通孔、用于容納所述IDT電極的中空部、和部分地附著到所述基板的底部；以及通過所述通孔電連接到所述連接電極的連接端子。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及表面聲波裝置，尤其涉及表面聲波晶片級(jí)封裝和制造用于形成中空部以容納該表面聲波晶片級(jí)封裝中的叉指式換能器(interdigital transducer,IDT)電極的印刷電路板(PCB)的方法。

背景技術(shù)

表面聲波是沿著彈性基板的表面?zhèn)鞑サ穆暡āＢ暡ㄊ亲鳛閴弘娦?yīng)的結(jié)果，從電信號(hào)產(chǎn)生的。聲波的電場(chǎng)可以集中在基板的表面附近，并且可以與直接設(shè)置在表面上的另一半導(dǎo)體的傳導(dǎo)電子相互作用。通過其傳播聲波的介質(zhì)是具有高機(jī)電耦合效率和低聲波能量損失的壓電材料，并且半導(dǎo)體由于傳導(dǎo)電子的高遷移率、最佳比電阻以及低直流(DC)功率元件而提供最佳效率。用利用表面聲波和半導(dǎo)體傳導(dǎo)電子之間的相互作用的機(jī)電裝置代替電子電路來獲得表面聲波(surface acoustic wave,SAW)裝置。

由于表面聲波的波能量集中在固體表面上傳播，所以容易控制信號(hào)，并且可以使裝置小型化。此外，由于諸如LiNbO₃、LiTaO₃、石英、PZT的高品質(zhì)壓電材料的出現(xiàn)，叉指式換能器(IDT)被安裝在了表面上，以容易且有效地產(chǎn)生、檢測(cè)和控制表面聲波。結(jié)果，加速了利用表面聲波處理射頻信號(hào)的各種高功能電子裝置的研究和開發(fā)。

表面聲波裝置被配置為將兩端具有薄金屬膜的叉指形狀的輸入電極和輸出電極安裝在介質(zhì)的表面上，輸入高頻，轉(zhuǎn)換成表面聲波，并檢測(cè)輸出電極的無線電波性質(zhì)以返回電信號(hào)。作為其應(yīng)用例子，有延遲線裝置、放大器、模式變換器、光束偏轉(zhuǎn)器、光學(xué)開關(guān)等。

近來，在制造這樣的表面聲波裝置和半導(dǎo)體裝置時(shí)，與晶片加工、逐一切割芯片、然后封裝的現(xiàn)有方法不同，使用晶片級(jí)封裝(wafer level package,WLP)的制造方法已經(jīng)被普遍使用，在該制造方法中，封裝工藝和測(cè)試在晶片級(jí)一次進(jìn)行，然后切割芯片，從而簡(jiǎn)單地制造出完整的產(chǎn)品。

通過WLP，可以在晶片級(jí)，即，在各個(gè)芯片不與晶片分離的狀態(tài)下，制造出作為完整產(chǎn)品的封裝。此外，可以使用現(xiàn)有的晶片制造設(shè)備和工藝，如它們用作用來制造封裝的制造設(shè)備和制造工藝一樣。由于這種WLP工藝在晶片級(jí)進(jìn)行封裝工藝，與通過單個(gè)芯片封裝的現(xiàn)有方法相比，可以通過一次封裝工藝制造出幾百或幾千個(gè)封裝，從而大大降低了制造成本和投資成本。

在表面聲波晶片級(jí)封裝中，由于IDT電極設(shè)置在由基板、側(cè)壁和蓋形成的中空部中，并且IDT電極的機(jī)械振動(dòng)被用于作為濾波器來操作，因此需要完全保護(hù)該中空部。然而，在制造包括使用WLP方法制造的表面聲波裝置的電子裝置的工藝中，特別是在傳遞成型操作中，在足夠耐受高壓方面存在限制。

為了克服這一點(diǎn)，存在使用諸如基板的硬質(zhì)材料形成側(cè)壁和蓋的情況。然而，制造成本非常高并且產(chǎn)率低。

為了克服該限制，美國(guó)專利注冊(cè)號(hào)8436514(專利文獻(xiàn)1)公開了在保護(hù)蓋的頂部添加傳導(dǎo)層以承受由傳遞成型造成的壓力。特別地，在專利文獻(xiàn)1中，公開了在壓電裝置上方廣泛地形成傳導(dǎo)層，以有效地承受壓力，并且傳導(dǎo)層的面積被形成為壓電裝置的頂部表面面積的50％以上。

然而，專利文獻(xiàn)1的方法引起其他限制。當(dāng)傳導(dǎo)層被廣泛地形成在保護(hù)蓋上方時(shí)，發(fā)生壓電裝置的基板翹曲的翹曲現(xiàn)象。當(dāng)基板被形成為很厚以防止翹曲時(shí)，這與壓電裝置的薄化潮流相違。此外，當(dāng)在厚的基板上進(jìn)行WLP工藝，然后研磨基板時(shí)，由于工藝的增加，制造成本增加并且成品率降低。

通常使用單晶材料如LiTa₂O₃作為基板。然而，外部物理沖擊容易使這種材料破裂。因此，必須小心處理。隨著基板的翹曲變大，引起許多工藝限制。