一种具有抗温度冲击效果的晶圆级SAWF封装结构的制作方法

本发明涉及一种声表面波滤波器封装结构，具体的说，是一种晶圆级且具有抗温度冲击效果的声表面滤波器封装结构。

背景技术：

声表面波滤波器（SAWF）封装结构是提高SAWF滤波器可靠性，拓宽其应用领域的关键，微型化、高可靠、低成本、高效率是人们不懈追求的目标。传统的CSP（Chip Scale Package）技术在SAWF应用中存在封装尺寸偏大、工艺效率低等缺点。近年来发展起来的晶圆级封装(WLP)技术，直接在晶圆上进行封装测试程序，之后再进行切割制成单颗组件，这种封装具有尺寸小、电性能好的优势。但如何提高其抗温特性是改善其可靠性的关键。有人提出采用和SAW芯片基地材料相同的封装衬底材料，利用他们相同的温度系数避免因为SAW芯片材料和封装材料温度系数不一致而引起的热应力破坏，这无疑是提高SAWF耐温性能的一种较好办法，但是存在一般SAW芯片基地为压电单晶材料，存在难以加工互联通孔的现实。

技术实现要素：

为了解决现有技术中所存在的上述不足，本发明提供一种通过引入温度匹配层，采用传统Si材料实现晶圆级封装的SAWF封装结构。利用本发明结构可以实现器件的小型化，提高封装效率，并可抵抗剧烈环境温度变化对器件的损伤。此声表面波滤波器的封装结构由声表面波芯片1、抗温匹配层2、密封金属环3、封装衬底4、互联通孔5和外部焊盘6构成。抗温匹配层2和封装衬底4为同种材料，抗温匹配层2通过溅射或键合工艺附着在SAW芯片1底面，密封金属环3通过键合工艺实现SAW芯片1和封装衬底4的连接和密封，互联通孔5实现信号线从声表面波芯片1引出，外部焊盘6用于测试和应用中的信号连接。本发明提供的SAWF封装结构可以实现SAWF在晶圆上完成封装后再对晶圆进行测试、切割，具有重量轻，体积小、引出端引线短，引线电感、引线电阻等寄生参数小，同时通过抗温匹配层2和封装衬底4的配合，提高器件耐环境温度冲击的能力。

优选的，所述的具有抗温度冲击效果的SAWF封装结构，其特征在于所述的结构包括声表面波芯片1、抗温匹配层2、密封金属环3、封装衬底4、互联通孔5和外部焊盘6。

优选的，所述的抗温匹配层2和封装衬底4为同种材料，一般采用半导体工艺性能较好的Si，抗温匹配层2通过溅射或键合工艺附着在SAW芯片1基地的底面。

优选的，所述的密封金属环3，其特征在于采用与电极相同的金属材料Al或Cu，通过金属键合工艺实现与SAW芯片1和封装衬底4的连接，同时具备很好的密封功能。

优选的，所述的互联通孔5，其特征在于在封装衬底上通过采用喷砂、激光等微加工工艺加工盲孔，然后对盲孔进行孔内壁金属化和进行金属化填充。

优选的，所述的外部焊盘6，其特征在于在互联通孔金属化填充和晶圆键合的基础上，通过对封装衬底4背部进行减薄，形成金属化通孔，再植入金丝球或焊盘形成。

与现有技术相比，本发明其显著优点：

1、可以实现SAWF在晶圆上完成封装后再对晶圆进行测试、切割，从而提高加工效率；

2、通过抗温匹配层2和封装衬底4的配合，在改变传统Si封装材料的情况下，提高器件耐环境温度冲击的能力；

3、具有重量轻，体积小、引出端引线短，引线电感、引线电阻等寄生参数的特点。

附图说明

图1为封装结构剖面示意图，其中1为声表面波芯片，2为抗温匹配层，3为密封金属环，4为封装衬底，5为互联通孔，6为外部焊盘；

图2为封装结构的具体实施过程图；

图3为带电极和金属封装环的完整谐振器平面结构示意图，7为密封金属环，8为换能器引出电极，9为IDT换能器，10为压电衬底；

图4为互联通孔和外部焊盘的制作过程图。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合说明书附图和实例对本发明的内容做进一步的说明。

本发明提供一种具有抗温度冲击效果的SAWF封装结构，其特征在于所述的结构包括声表面波芯片1、抗温匹配层2、密封金属环3、封装衬底4、互联通孔5和外部焊盘6。具体的实施过程如图2所示，包括以下几个步骤：

第一步：选择SAW芯片的基底材料和切型，本实施例采用压电基底为42度YX钽酸锂晶体，基片原始厚度为130um，通过背面研磨工艺将其减薄至80um；

第二步：通过键合工艺在压电基片底面形成Si抗温匹配层，厚度100um；

第三步：制作IDT电极和密封环，材料为金属Al，平面示意图如3所示；

第四步：制作密封环焊接层，使密封环略高于IDT电极高度100-200um；

第五步：采用Si制作封装衬底，包括互联通孔，具体制作工艺过程如图4所示；

第六步：封装衬底和压电晶圆对准，使封装衬底和压电晶圆密封环、信号引出电极严格对准；

第七步：进行封装衬底和压电晶圆金属键合；

第八步：整体进行测试和分割。

以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。