[發(fā)明專利]一種應(yīng)用于薄膜體聲波器件的多層鍵合系統(tǒng)集成封裝結(jié)構(gòu)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711090032.5
• 申請日: 2017-11-08
• 公開（公告）號: CN107733397A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金中;唐小龍;杜雪松
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團公司第二十六研究所
• 主分類號: H03H9/17
• 分類號: H03H9/17
• 代理公司: 重慶博凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司50212
• 代理人: 李海華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及薄膜體聲波器件，具體涉及一種應(yīng)用于薄膜體聲波器件的多層鍵合系統(tǒng)集成封裝結(jié)構(gòu)，屬于薄膜體聲波濾波器模組封裝領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著薄膜與微納制造技術(shù)的發(fā)展，電子器件正向微型化、高密集復(fù)用、高頻率和低功耗的方向迅速發(fā)展。近年來發(fā)展起來的薄膜體聲波諧振器（FBAR）采用一種先進(jìn)的諧振技術(shù)，它是通過壓電薄膜的逆壓電效應(yīng)將電能量轉(zhuǎn)換成聲波而形成諧振，這一諧振技術(shù)可以用來制作薄膜頻率整形器件等先進(jìn)元器件。薄膜體聲波諧振器（FBAR）聲波器件具有體積小，成本低，品質(zhì)因數(shù)（Q）高、功率承受能力強、頻率高（可達(dá)1-10GHz）且與IC技術(shù)兼容等特點，適合于工作在1-10 GHz的RF系統(tǒng)應(yīng)用，有望在未來的無線通訊系統(tǒng)中取代傳統(tǒng)的聲表面波（SAW）器件和微波陶瓷器，因此在新一代無線通信系統(tǒng)和超微量生化檢測領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)中，薄膜體聲波器件涉及的各種無源芯片和有源芯片先安裝在陶瓷基板或樹脂基板上，然后再分別封裝在專門的金屬或塑封殼體內(nèi)以形成獨立的單個小器件，最后再將所有單個小器件集成安裝在一塊PCB板上，從而構(gòu)成能獨立完成特定功能的完整器件。現(xiàn)有薄膜體聲波器件封裝工藝復(fù)雜，每塊芯片需要單獨封裝于專門的外殼內(nèi)，然后再進(jìn)行集成，即封裝和集成是分別進(jìn)行的，且每片芯片需要獨立封裝，由此導(dǎo)致加工效率較低。另外，現(xiàn)有陶瓷基板為了實現(xiàn)芯片與外部電路的連接，在陶瓷基板上需要加工各種導(dǎo)通孔，對于陶瓷材料，只能采用機械方式加工這些孔，而機械加工方式就決定了這些陶瓷材料需要一定的厚度，否則機械加工難以進(jìn)行，由此導(dǎo)致陶瓷基材厚度偏厚。而陶瓷材料厚度越厚，最終器件體積越大，越不利于器件小型化。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的是提供一種應(yīng)用于薄膜體聲波器件的多層鍵合系統(tǒng)集成封裝結(jié)構(gòu)。本發(fā)明利用多層鍵合工藝，形成一個適用于系統(tǒng)集成的外殼結(jié)構(gòu)，將FBAR器件和其他的器件進(jìn)行有機組合，達(dá)到系統(tǒng)級封裝的目的，從而簡化封裝工藝、提高效率，實現(xiàn)器件小型化。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種應(yīng)用于薄膜體聲波器件的多層鍵合系統(tǒng)集成封裝結(jié)構(gòu)，包括上下依次疊放的底層、中間層和頂層，其中中間層為一層或者多層，每層的基體材料為硅基板，相鄰兩層之間的硅基板通過鍵合工藝連接為一體；在部分硅基板上開設(shè)有容置腔，容置腔內(nèi)安裝有芯片，芯片通過硅基板上的導(dǎo)通孔進(jìn)行需要的電路連接。

進(jìn)一步地，在底層硅基板下表面設(shè)有若干底部焊盤，底部焊盤通過導(dǎo)通孔與對應(yīng)的芯片連接。

更進(jìn)一步地，在某些硅基板上表面設(shè)有內(nèi)部走線層，所有容置腔都設(shè)于所在硅基板下表面，安裝于容置腔內(nèi)的芯片通過內(nèi)部走線層和導(dǎo)通孔與底部焊盤互連互通，或者直接通過導(dǎo)通孔與底部焊盤互連互通。

所述芯片通過倒裝焊工藝與內(nèi)部走線層實現(xiàn)電連接。

所述中間層為一層，在頂層硅基板下表面設(shè)有兩個容置腔，分別安裝有開關(guān)芯片和FBAR芯片，在中間層硅基板下表面設(shè)有一個容置腔并安裝有有源芯片。

相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下有益效果：

1、本發(fā)明在多層鍵合的同時就使硅基材料從整體上形成了器件的外殼，封裝的同時也在進(jìn)行器件的集成，無需現(xiàn)有技術(shù)那樣將加工好的芯片預(yù)先封裝在專門的外殼里，然后再把封裝后的單個小器件集成在共同的PCB板上，本發(fā)明封裝和集成同步進(jìn)行，一方面加工方便、快捷，另一方面器件體積大大縮小。

2、本發(fā)明利用硅基材料代替普通的陶瓷外殼封裝，陶瓷基板通常只能采用機械方式加工各種導(dǎo)通孔，陶瓷材料無法做得很薄，因為太薄就無法進(jìn)行機械加工。而本發(fā)明采用的硅基材料可以采用光刻方式加工各種孔結(jié)構(gòu)，光刻方式對材料厚度基本沒有要求，可以將硅基材料做得很薄，進(jìn)一步利于器件小型化。

附圖說明

圖1-本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。