声表面波滤波器的封装结构的制作方法

本实用新型涉及一种电子元件封装结构，尤其是一种声表面波滤波器的封装结构。

背景技术：

随着滤波器封装技术的日益发展，声表面波滤波器也向着高性能、体积小、重量轻、成本低的方向快速发展。同时因声表面波滤波器产品性能和设计功能需求，需要保证滤波芯片功能区域不能接触任何物质，即空腔结构设计。

声表面波滤波器目前主要的封装技术还是用引线键合的陶瓷、金属、塑料封装形式，这类声表面波滤波器封装结构存在以下缺点：

1、表面密封盖成本较高；

2、产品的可靠性对基板及密封盖平整度要求严苛，容易引起失效。

3、器件安装的准确性、信号导线的影响、焊接的角度等这一系列的不确定性便造成了器件性能的不一致性，甚至对声表面波滤波器造成破坏。

目前发明专利都集中在滤波器与其他器件的匹配封装，比如国内专利201310391042.8公开了一种声表面波滤波器集成封装结构及其封装方法，包括声表面波滤波器芯片、匹配调谐电路以及封装外壳，封装外壳由封装底座、封装底座的外引脚、封帽构成，封帽覆盖在封装底座上。该发明在垂直结构上采用了多层堆叠，所以整个厚度很难做到消费类手机电子所需的超薄要求。

比如发明专利201510497602.7公开了一种声表面波滤波器的免匹配封装，包括PCB或者LTCC底座以及底座上面设有声表面波滤波器。这类发明都是基于单颗滤波器独立完成芯片封装，同时因为不可避免使用了底座，这导致了整个封装体积的增加，同时大批量生产中可能存在的滤波器性能波动的潜在影响。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种声表面波滤波器的封装结构，以及声表面波滤波器的封装结构制作方法，实现了声表面滤波器的晶圆级工艺制作，最终得到含有密闭腔体的超薄封装声表面波滤波器；本实用新型采用的技术方案是：

一种声表面波滤波器的封装结构制作方法，包括以下步骤：

步骤S1，提供晶圆作为基体，在基体的表面先沉积第一绝缘层，然后在第一绝缘层上再沉积一层压电材料；接着在压电材料上制作多个金属电极，包括引出电极和换能器电极；

步骤S2，采用粘胶将引出电极和引出电极外侧的声表面波滤波器边缘覆盖；然后将盖板与基体键合，盖板压在引出电极上的粘胶上；盖板与基体表面的压电材料之间形成密闭的空腔；换能器电极位于空腔中的压电材料表面；

步骤S3，然后在盖板中对应于引出电极上方位置制作开口，露出引出电极；

步骤S4，接着在盖板的开口中制作金属线路，金属线路连接引出电极并延伸至盖板上表面；

步骤S5，在盖板上表面沉积第二绝缘层；第二绝缘层覆盖盖板上表面的金属线路；在第二绝缘层上开口制作连接金属线路的焊盘；

步骤S6，最后切割晶圆得到单个的声表面波滤波器。

进一步地，步骤S1中，引出电极和换能器电极采用电镀、或溅射、或印刷工艺制作。

进一步地，步骤S2中，盖板的材料为玻璃、陶瓷、硅或者金属。

进一步地，步骤S3中，盖板中的开口通过刻蚀、喷砂、激光或者机械钻的方法制作。

进一步地，步骤S4中，金属线路利用金属压填、电镀或沉积的方法形成。

进一步地，步骤S4中，金属线路在开口中的部分为实心金属柱或空心金属环。

上述制作工艺形成的声表面波滤波器的封装结构，包括基体和盖板；基体的表面覆盖有第一绝缘层，在第一绝缘层表面覆盖一层压电材料；压电材料上方连接有多个金属电极；所述金属电极包括引出电极和换能器电极；

引出电极和引出电极外侧的声表面波滤波器边缘被粘胶覆盖，盖板压在引出电极上的粘胶上；盖板与基体表面的压电材料之间形成密闭的空腔；换能器电极位于空腔中的压电材料表面；

在盖板中对应于引出电极上方位置设有开口，开口中和盖板上表面制作有金属线路，金属线路连接引出电极并延伸至盖板上表面；

盖板上表面覆盖有第二绝缘层；第二绝缘层覆盖盖板上表面的金属线路；在第二绝缘层上开口并制作有连接金属线路的焊盘。

进一步地，金属线路在开口中的部分为实心金属柱或空心金属环。

对于盖板厚度较小的情况，本实用新型还提出了另一种声表面波滤波器的封装结构，包括基体和盖板；

基体的表面覆盖有第一绝缘层，在第一绝缘层表面覆盖一层压电材料；压电材料上方连接有多个金属电极；所述金属电极包括引出电极和换能器电极；

引出电极和引出电极外侧的声表面波滤波器边缘被粘胶覆盖，盖板压在引出电极上的粘胶上；盖板与基体表面的压电材料之间形成密闭的空腔；换能器电极位于空腔中的压电材料表面；

在盖板中对应于引出电极上方位置设有开口，在开口处填充整块金属结构，实现引出电极的输出端。

进一步地，整块金属结构与引出电极间设有金属阻挡层。

本实用新型的优点在于：

1）最终实现的声表面波滤波器封装产品结构紧致，特别是总体厚度有较大薄化，比目前的SAW滤波器成本低、垂直厚度大幅减小以及可靠性高。

2）鉴于采用晶圆级封装，使得整个滤波器的封装成本较低；

3）通过在盖板上打孔的方式输出引出电极的信号，使得声表面波滤波器的性能得到保证，避免打线产生的寄生电感等影响。

附图说明

图1为本实用新型的滤波器晶圆示意图。

图2为本实用新型的盖板与滤波器晶圆键合示意图。

图3为本实用新型的滤波器晶圆上制作开口露出金属电极示意图。

图4为本实用新型的制作金属线路示意图。

图5为本实用新型的制作第二绝缘层和焊球示意图。

图6为本实用新型的在盖板开口处制作整块金属结构的示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例一。

本实用新型提出了一种声表面波滤波器的封装结构制作方法，包括以下步骤：

步骤S1，如图1所示，提供晶圆作为基体1，在基体1的表面先沉积第一绝缘层2，然后在第一绝缘层2上再沉积一层压电材料3；接着在压电材料3上制作多个金属电极，包括引出电极41和换能器电极42；各引出电极41与其对应的换能器电极42电连接；

此步骤中，基体1的材料可以是硅或金刚石，基体1的厚度为50-500μm；

第一绝缘层2厚度为1-2μm；该绝缘层既起到压电材料与晶圆的绝缘作用，也增强了压电材料的粘附性；

引出电极41和换能器电极42采用电镀、或溅射、或印刷工艺制作；

需要说明的是，本方法在晶圆上同时制作多个声表面波滤波器，最后一步进行切割；

步骤S2，如图2所示，采用粘胶5将引出电极41和引出电极41外侧的声表面波滤波器边缘覆盖；然后将盖板6与基体1键合，盖板6压在引出电极41上的粘胶5上；盖板6与基体1表面的压电材料之间形成密闭的空腔7；换能器电极42位于空腔7中的压电材料3表面；换能器电极42通常为叉指电极；

该粘胶5保护了引出电极41，防止腐蚀，同时粘结盖板6与基体1，起到隔绝外界空气的作用；

密闭空腔7的高度为5μm～200μm；典型地，50μm或80μm或100μm。

盖板6的材料为玻璃、陶瓷、硅或者金属；盖板6主要起到隔绝外界的作用；

步骤S3，如图3所示，然后在盖板6中对应于引出电极41上方位置制作开口601，露出引出电极41；

此步骤中，通过刻蚀、喷砂、激光或者机械钻的方法制作开口601；

步骤S4，如图4所示，接着在盖板6的开口601中制作金属线路8，金属线路8连接引出电极41并延伸至盖板6上表面；

此步骤中的金属线路8可以利用金属压填、电镀或沉积的方式实现引出电极的输出，金属线路8在开口601中的部分为实心金属柱或空心金属环；金属线路8在盖板6上表面部分为线路；

金属线路8材料为铜，镍，锡，银或金属合金；

步骤S5，如图5所示，在盖板6上表面沉积第二绝缘层9；第二绝缘层9覆盖盖板6上表面的金属线路8；在第二绝缘层9上开口制作连接金属线路8的焊盘10；

步骤S6，最后切割晶圆得到单个的声表面波滤波器。

该封装结构方案实现了声表面波滤波器的晶圆级封装，使得声表面滤波器封装产品结构紧致，特别是总体厚度有较大薄化，比目前的SAW滤波器成本低、垂直厚度大幅减小以及靠性高。通过在盖板上打孔的方式输出引出电极的信号，使得声表面滤波器的性能得到保证，避免打线产生的寄生电感等影响。

实施例二，如图6所示。

实施例二适用于盖板6厚度较小的情况，比如盖板6的厚度小于300μm时；

声表面波滤波器的封装结构，包括基体1和盖板6；

基体1的表面覆盖有第一绝缘层2，在第一绝缘层2表面覆盖一层压电材料3；压电材料3上方连接有多个金属电极；所述金属电极包括引出电极41和换能器电极42；

引出电极41和引出电极41外侧的声表面波滤波器边缘被粘胶5覆盖，盖板6压在引出电极41上的粘胶5上；盖板6与基体1表面的压电材料之间形成密闭的空腔7；换能器电极42位于空腔7中的压电材料3表面；

在盖板6中对应于引出电极41上方位置设有开口601，在开口601处填充整块金属结构

8′，实现引出电极41的输出端。整块金属结构8′的材料是锡或铜；

整块金属结构8′与引出电极41间可以设置金属阻挡层（图6中未画出金属阻挡层）；金属阻挡层的材料可以为钛，起到隔离整块金属结构8′和引出电极41的材料，避免发生互渗。