[發明專利]一種晶圓級FBAR產品的封裝結構及方法

有效

• 申請號: 202210036100.4
• 申請日: 2022-01-13
• 公開（公告）號: CN114389558B
• 公開（公告）日: 2023-03-10
• 發明（設計）人: 吉萍;金科;呂軍
• 申請（專利權）人: 蘇州科陽半導體有限公司
• 主分類號: H03H3/02
• 分類號: H03H3/02;H03H9/10
• 代理公司: 南京智造力知識產權代理有限公司 32382
• 代理人: 張明明

本發明公開了一種晶圓級FBAR產品的封裝結構及方法，屬于芯片設計技術領域，產品晶圓表面主要有薄膜腔體內填充犧牲層101，第一電極102，壓電層103，第二電極104，晶圓襯底105，薄膜區域預留蝕刻孔106，在晶圓表面圖形化露出后續焊接凸點110位置：在晶圓表面覆蓋一層光阻107材料，只露出第一電極102、第二電極104，完成非電極區域的保護，其次進行產品電極加厚的加工，為達到需求的目標厚度，需要將原始晶圓減薄，該步驟通過機械研磨的方式，或者通過氣體干法刻蝕的方式完成；接著薄膜區域犧牲層釋放、焊接凸點的制作，最后進行激光切割；本發明封裝過程中釋放薄膜空腔，降低了制造成本。

技術領域

本發明屬于芯片設計技術領域，具體涉及FBAR濾波器產品的晶圓級封裝技術、封裝方法。

背景技術

芯片設計技術領域中需要晶圓級封裝，提高封裝效率的同時進一步降低成本；此外，錫球尺寸調節空間大，還要解決焊接的穩定性以及可靠性的問題。

現有專利202011479521.1，一種對薄膜體聲波濾波器進行封裝的方法和封裝器件，提出了在設有至少一個薄膜體聲波濾波器的晶圓上設置多個金球凸點，得到鍵合晶圓，對所述鍵合晶圓進行切割，得到至少一個具有薄膜體聲波濾波器的切割件，金球凸點的兩端分別連接薄膜體聲波濾波器的電極以及封裝基板上的金屬電極，實現薄膜體聲波濾波器與封裝基板之間的電氣互聯，并對所述固化封裝基板進行切割，得到至少一個具有薄膜體聲波濾波器的封裝器件，封裝過程簡單。然而上述芯片封裝先打金球，然后切割成單顆芯片，其效率較低；其次，金球尺寸比較固定，限制條件過多，有些無法滿足其焊接的穩定以及可靠性。

發明內容

為解決上述現有技術的不足，本發明提出了一種高效、低成本的FBAR產品的晶圓級封裝技術、封裝方法。

本發明的技術方案為：FBAR產品的晶圓級封裝方法，包括以下步驟：

步驟1，非電極區域保護：產品晶圓表面主要有薄膜腔體內填充犧牲層101，第一電極102，壓電層103，第二電極104，晶圓襯底105，薄膜區域預留蝕刻孔106，在晶圓表面圖形化露出后續焊接凸點110位置：在晶圓表面覆蓋一層光阻107材料，只露出第一電極102、第二電極104；

步驟2，產品電極加厚的加工：金屬電極上通過物理氣相沉積方式加厚金屬：在第一電極102、第二電極104上制作一層錫球下金屬層108，該錫球下金屬層108的主要作用是為后續的印刷錫球做準備；該制作金屬層的方式是物理氣相沉積方式，或者是化學反應電鍍方式；金屬層制作完成后，去除光阻層，產品留下電極上的錫球下金屬層108；

步驟3，晶圓層的減薄：為達到需求的目標厚度，需要將原始晶圓減薄，該步驟通過機械研磨的方式，或者通過氣體干法刻蝕的方式完成；

步驟4，薄膜區域犧牲層釋放：為釋放薄膜腔體內填充犧牲層101，經過薄膜層上預留的蝕刻孔106去除薄膜腔體內填充犧牲層101，形成薄膜空腔109；

步驟5，焊接凸點的制作：在錫球下金屬層108金屬增厚的電極上，使用3D鋼網，通過印刷錫膏和高溫回流的方式，形成一個個小焊接凸點110；

步驟6，激光切割：完成薄膜區域的蝕刻釋放之后，由于薄膜區域無法經過液體介質的工藝制程，故切割采用激光切割方式完成：將封裝好的晶圓按照定義的切割位置，切割成單顆芯片200。

進一步，在晶圓表面覆蓋一層光阻107材料的厚度大于金屬電極厚度，在2um以上。

進一步，第一電極102、第二電極104為鋁銅或者純鋁，所述錫球下金屬層108是鎳金層，或者是鎳鈀層，其厚度≥1微米。

進一步，晶圓減薄后的產品厚度大于5um。

進一步，通過干法刻蝕的方式，去除薄膜腔體內填充犧牲層101，形成薄膜空腔109。