一种芯片级封装的声表面波谐振器的制作方法

本实用新型涉及到声表面波谐振器的封装结构和封装工艺技术领域。

背景技术：

声表面波器件是利用声表面波对电信号进行模拟处理的器件。

如图1中所示，声表面波谐振器是在叉指换能栅阵11两边分别放置不连续结构金属条带的反射栅阵12。每个栅阵由几百个或上千个宽与间隔各为 λ/4的金属条带组成。这是一种分布反馈结构。声波虽然在每个金属条带上反射很小,但所有反射信号都是以同步频率和同相相加,从而使声波接近全部反射而构成谐振器。声表面波谐振器与体波晶体谐振器相比，具有谐振基频高和耐振动的优点。

声表面波谐振器广泛的应用于汽车门遥控开关，内部捕捉系统，数据链接，胎压监控系统，无线安全系统，无线条码的读取，无线键盘，无线鼠标，无线操纵杆，遥控灯开关等民用消费类电子产品中，国内的年用量在几十亿只左右，用量巨大。

声表面波谐振器目前主要有两类封装形式，体积较大的金属插脚封装（如图2所示）和3.0 mm *3.0 mm *1.3 mm及以上的LTCC陶瓷封装(如图3所示)。其中金属插脚封装价格低，不能用于自动贴片生产，并且可靠性低，主要应用于低端消费市场；LTCC陶瓷腔体封装价格相对较高，可靠性高，用于汽车电子等高端消费市场。

随着电子相关产品的超小型化、更低成本化的需求，对核心元件―声表面波谐振器提出新的体积要求。因此，无论是金属插脚封装，还是LTCC陶瓷腔体封装的谐振器，在体积上都必须大幅度的减小，在价格上也要进一步降低。

技术实现要素：

综上所述，本实用新型的目的在于解决现有的声表面波谐振器封装体积大，或封装成本高的技术不足，提出一种芯片级封装的声表面波谐振器。

为解决本实用新型所提出的技术问题，采用的技术方案为：

一种芯片级封装的声表面波谐振器，包括有声表芯片，其特征在于：还包括有陶瓷基板，声表芯片通过倒装结构电连接在陶瓷基板上，声表芯片与陶瓷基板之间保留有空腔，在陶瓷基板上还设有用于封装声表芯片的树脂膜；所述的声表面波谐振器整体尺寸不大于2.0 mm *1.6 mm *0.6mm；长度不大于2.0 mm ，宽度不大于1.6 mm ，高度不大于0.6mm。

所述的声表芯片通过金属球与陶瓷基板间通过电性支撑连接。

所述的声表芯片通过电镀凸块由镀铜底层、镀镍中间层及镀锡外层组成的电镀凸块与陶瓷基板间通过电性支撑连接。

所述的声表芯片包括有压电基片，压电基片上设有叉指换能栅阵、反射栅阵、输入植球电极区和输出植球电极区；输入植球电极区与叉指换能栅阵电性连接，输出植球电极区经反射栅阵电性连接叉指换能栅阵。

所述的陶瓷基板为HTCC陶瓷基板或LTCC陶瓷基板。

如上所述芯片级封装的声表面波谐振器的制作工艺，其特征在于所述工艺包括如下步骤：

A）、制作陶瓷基板，陶瓷基板顶面包含有焊盘，底面包含有与焊盘一一对应电性惯穿连接的电极端子；

B）、在声表芯片的电极区上植入金属球，形成凸起支撑块；

C）、将声表芯片倒装在陶瓷基板上方，使声表芯片通过金属球与陶瓷基板顶面上的焊盘一一对应电性连接，声表芯片与陶瓷基板顶面形空腔；

D）、在陶瓷基板上方覆盖一层树脂膜，将声表芯片封装在陶瓷基板上；

E）、对树脂膜和陶瓷基板进行分割，得到若干单个的芯片级封装的声表面波谐振器成品。

本实用新型的有益效果为：本实用新型采用倒装封装结构将声表芯片装于陶瓷基板上，之后用树脂膜进行封装，从而在保证性能不下降的情况下，获得了尺寸为2.0 mm *1.6 mm *0.6mm及更小尺寸的声表面波谐振器产品，在器件体积和成本上实现了前所未有的突破，实现了声表面波谐振器的CSP封装。CSP是 Chip Scale Package的缩写，也就是芯片级封装。CSP的概念起源于IC行业，大致的定义是芯片面积和封装体的面积比大于80%，声表行业的具体定义是封装体边长与芯片的差小于1毫米。当发明尺寸为2.0 mm *1.6 mm *0.6mm时，与传统SMD（表面贴装）的产品3.0 mm *3.0mm*1.3mm比较，本实用新型的体积和成本分别只有SMD的16%和25%。

附图说明

图1为声表面波谐振器芯片的基本结构示意图；

图2为传统金属插脚封装的声表面波谐振器结构示意图；

图3为传统QCC8B型LTCC陶瓷腔体封装的声表面波谐振器结构示意图；

图4为传统SMD封装的声表面波谐振器结构示意图；

图5为本实用新型的CSP封装的声表面波谐振器结构示意图；

图6为本实用新型的声表芯片的结构示意图；

图7为本实用新型的陶瓷基板的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和本实用新型选的具体实施例对本实用新型的结构作进一步地说明。

参照图5至图7中所示，本实用新型的芯片级封装的声表面波谐振器包括有声表芯片1和陶瓷基板2；声表芯片1通过倒装结构电连接在陶瓷基板2上，声表芯片1与陶瓷基板2之间保留有空腔3，在陶瓷基板2上还设有用于封装声表芯片1的树脂膜4。

声表芯片1除包括有压电基片16，压电基片16上设有叉指换能栅阵11和反射栅阵12之外，还包括有设于压电基片16上的输入植球电极区13和输出植球电极区14；输入植球电极区13与叉指换能栅阵11电性连接，输出植球电极区14经反射栅阵12电性连接叉指换能栅阵11。输入植球电极区13和输出植球电极区14分别与陶瓷基板2上对应的焊盘21、22对准电性连接。

陶瓷基板2可以为HTCC陶瓷基板或LTCC陶瓷基板。

为了实现声表芯片1与陶瓷基板2形成空腔3，使得声表芯片1的叉指换能栅阵11和反射栅阵能处于空腔3中，声表芯片1通过金属球5与陶瓷基板2间通过电性支撑连接。另外，还可以采用电镀凸块代替金属球5起到电性连接和支撑作用，电镀凸块由镀铜底层、镀镍中间层及镀锡外层组成。

也即是本实用新型打破声表面波谐振器制作中的传统工艺方法。在声表芯片和底座电性能导通过程中用目前的Flip Chip（倒装）工艺代替传统的Wire Bonding（金属引线键合）工艺；在器件密闭封装过程用真空树脂覆膜工艺代替出传统的SMD（表面贴装）工艺。SMD（表面贴装）工艺是如图4所示，是将声表芯片61通过粘片胶63正装在封装腔体基板62上，通过打金属丝64与电极端子焊接，之后用平行封焊帽盖65进行封装，其体积一般最小为3.0 mm *3.0mm*1.3mm；而本实用新型的声表面波谐振器整体尺寸一般为不大于2.0 mm *1.6 mm *0.6mm；且长度不大于2.0 mm ，宽度不大于1.6 mm ，高度不大于0.6mm；最小可以达到2.0 mm *1.2 mm *0.55mm。

本实用新型的芯片级封装的声表面波谐振器的制作工艺，包括如下步骤：

A）、制作陶瓷基板2，陶瓷基板2顶面包含有焊盘21、22，底面包含有与焊盘21、22一一对应电性惯穿连接的电极端子211、221；

B）、在声表芯片1的电极区13、14上植入金属球5，形成凸起支撑块；

C）、将声表芯片1倒装在陶瓷基板2上方，使声表芯片1通过金属球5与陶瓷基板2顶面上的焊盘21、22一一对应电性连接，声表芯片1与陶瓷基板2顶面形空腔；

D）、在陶瓷基板2上方覆盖一层树脂膜4，将声表芯片1封装在陶瓷基板2上；

E）、对树脂膜4和陶瓷基板1进行分割，得到若干单个的芯片级封装的声表面波谐振器成品。

本实用新型的工艺方法易于批量生产，生产效率是SMD型封装工艺的数倍，生产效率高。