一种薄膜体声波器件裸芯片模组封装结构及封装方法与流程

本发明涉及包含薄膜体声波滤波器（FBAR）的模组，尤其涉及该薄膜体声波器件裸芯片模组封装结构及封装方法，属于声波滤波器封装技术领域。

背景技术：

薄膜体声波滤波器（FBAR）只是一个单一的元器件，功能单一，要形成一个功能更加强大的系统，往往还需要与其他功能模块（如开关模块、功放模块等）进行连接以形成模组。目前，包含薄膜体声波滤波器的模组封装时，由于薄膜体声波滤波器对工作表面要求很高，不能被污染，故先要将薄膜体声波滤波器裸芯片封装形成滤波器器件，然后再将该封装后的器件与其它功能芯片（或者功能芯片封装后的器件）一起封装以形成所需模组。这样至少薄膜体声波滤波器裸芯片就存在二次封装的情形，如果其他功能裸芯片也进行了封装，那么所有裸芯片都进行了二次封装，一方面不利于模组的小型化，另一方面也降低了封装效率。

技术实现要素：

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种能够实现微型化且加工效率提高的薄膜体声波器件裸芯片模组封装结构及封装方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种包括薄膜体声波器件裸芯片在内的多芯片模组封装结构，包括基板和裸芯片，所述裸芯片包括薄膜体声波器件裸芯片和其他功能裸芯片，基板和所有裸芯片上设有对应的电极，其特征在于：所有裸芯片电极通过倒装焊由金球与基板电极对应连接，在基板表面粘接固定有膜层，所述膜层紧贴于基板表面并同时包裹住所有裸芯片，所有裸芯片间隔设置并通过膜层分开，在所有裸芯片和基板之间形成真空腔。

一种包括薄膜体声波器件裸芯片在内的多芯片模组封装方法，其特征在于：包括薄膜体声波器件裸芯片在内的多芯片模组具有前述的封装结构，具体封装步骤如下：

1）在基板上根据需要封装的多芯片模组数量划分对应的封装区域，每个封装区域对应一个待封装多芯片模组；在每个封装区域根据待封装多芯片模组中各裸芯片分布情况设置有与所有裸芯片电极对应的基板电极；

2）分别将待封装多芯片模组上的各裸芯片电极通过倒装焊工艺焊接在基板对应封装区域的对应电极上；

3）通过真空贴膜工艺将保护膜贴装于基板上并包裹住所有芯片，在保护膜的包裹下，每个芯片和基板之间形成真空腔；

4）通过加温使保护膜粘接固化，从而使保护膜分别与基板和所有芯片固定连接；

5）将基板按封装区域切割得到切割单元，每个切割单元由对应封装区域的基板及其上的所有芯片和保护膜构成，该切割单元即构成一块多芯片模组。

本发明利用封装膜技术，将薄膜体声波滤波器的裸芯片与其它半导体功能芯片进行封装，形成了一个功能完整的模组。相比现有技术，本发明具有如下优点：

1、直接采用裸芯片封装，体积可以明显缩小，特别适用于未来的移动终端中，比原来的封装形式（二次封装）大大减小了体积，同时提高了封装效率。

2、本发明用倒装焊将声表面波滤波器裸芯片焊接在基板上，通过真空压力将树脂膜或者粘片膜贴装于基板上并包裹住所有裸芯片，通过这样的手段，使芯片内部与外部形成了隔绝的两个部分，从而保护裸芯片表面不被污染以及密封的效果，保护了声表面波器件的工作面，使器件可以正常工作。而传统的下填充加灌封的方式不适合于薄膜体声波裸芯片的封装。

3、采用该封装形式，可以对半导体芯片与薄膜体声波器件进行灵活组合。由于是裸芯片封装，其尺寸较小，通过优化排布可以大大缩小整个模组的尺寸（长，宽，高）。

附图说明

图1-本发明封装结构示意图。

图2-本发明俯视图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本发明进行详细描述。

参见图1和图2，从图上可以看出，本发明包括薄膜体声波器件裸芯片在内的多芯片模组封装结构，包括（陶瓷）基板1和裸芯片，所述裸芯片包括薄膜体声波器件裸芯片2（图2所示为3片）和其他功能裸芯片3（图2所示为2片），基板和所有裸芯片上设有对应的电极。所有裸芯片电极通过倒装焊由金球4与基板电极对应连接，在基板表面粘接固定有膜层5（实施例为粘片膜和树脂膜），所述膜层5紧贴于基板1表面并同时包裹住所有裸芯片。所有裸芯片间隔设置并通过膜层分开，在所有裸芯片和基板之间形成真空腔6。

本发明利用特定的封装膜材料，对薄膜体声波器件（FBAR）进行裸芯片模组的直接封装。在已经预先制作好焊盘的陶瓷基板上，通过倒装焊接的方式将薄膜体声波裸芯片与基板连接，同时在周围倒装焊上其他的半导体功能芯片（如开关芯片，功放芯片等），最终形成需要的多芯片模组；然后用一种封装膜将其完全覆盖包裹起来，最终形成一个完整的多芯片模组。

本发明多芯片模组封装方法具体步骤如下：

1）在基板上根据需要封装的多芯片模组数量划分对应的封装区域，每个封装区域对应一个待封装多芯片模组；在每个封装区域根据待封装多芯片模组中各裸芯片分布情况设置有与所有裸芯片电极对应的基板电极；所有封装区域呈矩阵设置；

2）分别将待封装多芯片模组上的各裸芯片电极通过倒装焊工艺焊接在基板对应封装区域的对应电极上；

3）通过真空贴膜工艺将保护膜贴装于基板上并包裹住所有芯片，在保护膜的包裹下，每个芯片和基板之间形成真空腔；

4）通过加温使保护膜粘接固化，从而使保护膜分别与基板和所有芯片固定连接；

5）将基板按封装区域切割得到切割单元，每个切割单元由对应封装区域的基板及其上的所有芯片和保护膜构成，该切割单元即构成一块多芯片模组。

本发明采用特定材料的膜层和封装工艺才能得到这样的封装结构。所述膜层材质为粘片膜和树脂膜。这类膜材料具有热固化性，在一定温度下，该材料软化成为“果冻状”，并在压力的作用下可以按照设计的形状进行塑形；进一步提高温度，该材料会逐步固化，并保持塑形以后的形状，正是基于该特点，才可以用于本封装工艺，形成本封装结构。

本发明所有裸芯片通过金球倒装焊在基板上，形成一个台阶状的结构，台阶底部与基板间存在缝隙，使用真空贴膜工艺，使保护膜沿器件上表面形成一个包裹层，贴膜后该间隙形成真空腔。

由于声表面波器件的工作区域不能污染，因此在器件倒装焊接后需要将倒装焊接后形成的空腔保护起来。本发明采用保护膜进行封装将其作为一个保护层以阻止后续封装材料侵入空腔。采用倒装焊技术将声表面波滤波器裸芯片焊接在基板上，通过真空压力将保护膜贴装于基板上并包裹住裸芯片，从而保护裸芯片表面不被污染以及密封的效果。由于贴膜是在真空环境下进行，因此器件的水汽含量能够得到保证。由于本真空贴膜封装工艺能够使要求更高的声表面波滤波器裸芯片满足封装要求，对封装要求相对低的其它功能芯片更是没有问题，因此通过本方法可以同时实现所有芯片的一次性封装，而且避免了二次封装带来的体积难以下降和效率不高的问题。

本发明的上述实施例仅仅是为说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。