声学装置封装结构的制作方法

1.本发明涉及声表面波技术领域，具体而言，涉及一种表面声波滤波器封装方法及封装结构。


背景技术：

2.目前，在诸如移动电话的通信设备中，滤波器设备被用于将发送信号与接收信号之类的具有不同频带的另一信号分离。随着更多的通信频段为国家或全球使用，并且对过滤器性能的要求不断“收紧”，对改进带外滤波器的需求和更陡峭的裙带的努力是不懈追求的。当前最先进的射频滤波器技术基于微波电声技术由于其小尺寸和制造成本低，同时提供卓越的性能。
3.当今占主导地位的射频滤波器技术是表面声波(saw)技术，由于其稳健性、设计灵活性以及低成本的特性。但体积日益缩小的终端设备，促使声学装置的体积必须能够满足体积小的要求。如何提供一种新的封装方法和封装结构，使得体积上接近晶圆级封装得到的芯片，但成本又远远低于晶圆级封装；或体积比覆膜封装得到的芯片体积小，而成本比较接近，成为亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术中的相关问题，本发明提供了一种声学装置封装结构，包括电路基板，具有相对的第一表面和第二表面；声学装置，与所述电路基板的第一表面之间形成间隙，所述声学装置在面向所述电路基板的第一表面的表面具有idt电极；凸块，所述声学装置通过所述凸块设置在所述电路基板的第一表面；连接电极，所述凸块通过所述连接电极与所述声学装置电耦合；所述连接电极在面向所述凸块的一侧，设置有凹槽，所述凹槽用于与所述凸块的外沿形状配合。
5.进一步地，所述连接电极为单层，在所述声学装置内部与所述idt电极电耦合。
6.其中，所述凹槽具有方形截面。
7.其中，所述凹槽具有圆形截面。
8.其中，所述凹槽的截面的最底部，距离所述声学装置不超过2um。
9.进一步地，所述连接电极为双层，包括衬垫层和idt电极层，所述衬垫层设置在靠近所述凸块的一侧，所述idt电极层设置在远离所述凸块的一侧。
10.其中，所述凹槽设置在所述衬垫层的面向所述凸块的一侧。
11.其中，所述凹槽具有方形截面。
12.其中，所述凹槽具有圆形截面。
13.其中，所述凹槽截面的最底部，距离所述idt电极层不超过2um。
14.其中，所述凹槽截面的最底部，延伸至所述idt电极层。
15.更进一步地，所述凹槽设置在所述idt电极层的面向所述衬垫层的一侧，用于与所述衬垫层的外沿形状配合。
16.其中，所述凹槽截面的最底部，距离所述声学装置不超过2um。
17.其中，所述凹槽截面的最底部，延伸至所述声学装置。
18.再进一步地，本发明还提供了制造如权利要求1所述的声学装置封装结构的方法，包括：提供压电基板，具有相对设置的上表面和下表面，在所述压电基板的上表面形成idt电极，所述idt电极为厚度均匀的梳齿电极；在所述压电基板的上表面形成连接电极，所述连接电极的面向凸块的一侧形成凹槽；将凸块连接于所述凹槽中，从而所述凹槽与所述凸块的外沿形状配合；提供电路基板，具有相对的第一表面和第二表面；将所述压电基板的上表面与所述电路基板的第一表面相对设置，贴装，形成所述声学装置封装结构。
19.根据本发明的声学装置封装结构，能够在实现电气滤波特性的基础上，进一步实现声学装置纤薄化和小型化，并通过缩短芯片之间的连接距离能够减少信号丢失，从而显著改善声学装置可靠性，提高声学装置的工作稳定性。
附图说明
20.附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
21.图1是根据本发明实施例一的声学装置封装结构的截面示意图。
22.图2是根据本发明实施例一的声学装置封装结构的连接电极放大后的截面示意图。
23.图3是根据本发明实施例二的声学装置封装结构的截面示意图。
24.图4是根据本发明实施例二的声学装置封装结构的连接电极放大后的的截面示意图。
25.图5是根据本发明实施例二的声学装置封装结构的连接电极结构的示意图。
26.图6是根据本发明实施例三的声学装置封装结构的连接电极放大后的截面示意图。
27.图7是根据本发明实施例三的声学装置模块封装结构的连接电极结构的示意图。
28.图8是根据本发明一实施方式的声学装置封装的制备工艺流程图。
29.附图标记：
30.1、电路基板
31.11-第一表面
32.12-第二表面
33.2、20-声学装置
34.3、30-凸块
35.4、40、400-连接电极
36.41、401-衬垫层
37.42、402-idt电极层
38.5、50、500-凹槽
39.6-idt电极
具体实施方式
40.为了可以更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
41.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
42.实施例一
43.如图1所示，本实施例提供一种声学装置封装结构，包括电路基板1，具有相对的第一表面11和第二表面12；声学装置2，与所述电路基板1的第一表面11之间形成间隙，所述声学装置2在面向所述电路基板1的第一表面11的表面具有idt电极；凸块3，所述声学装置通过所述凸块3设置在所述电路基板1的第一表面11；还有连接电极4，所述凸块3通过所述连接电极4与所述声学装置电耦合。本发明的凸块，通常采用导电性能良好的金属制成，例如金、锡等，以使得电路基板与声学装置2之间形成良好的电连接。凸块除了具有电连接作用之外，还具有散热作用。在图1示出的声学装置封装结构中，为清楚起见，凸块的形状为球形，在实际结构中，凸块形状还可以设计为圆柱形、棱柱形等易于加工实现的形状，凸块的数量可以设置为4个或6个。但本发明不限于此。
44.采用这种倒装芯片封装方式封装该声学装置，具有idt电极的一面设置在声学装置与电路基板的第一表面之间形成的间隙中，从而避免密封材料如树脂等或基板面与idt电极接触，进而避免对敏感的idt电极造成影响。其中，声学装置可以为saw、xbar等，电路基板为常用的电路板如pcb或者其他形式的多层布线电路板，本发明不限于此。
45.所述连接电极4在面向所述凸块的一侧，设置有凹槽5，所述凹槽5用于与所述凸块的外沿形状配合。通过这种完全贴合的形状配合，不仅可以实现凸块与声学装置的更有效连接，还可以进一步实现声学装置封装尺寸的纤薄化和小型化，从而减小安装体积。
46.本实施例中，如图2所示，连接电极4为单层结构，可以为pad衬垫，或者idt电极的接口。连接电极4在所述声学装置2内部与所述idt电极6电耦合。从具体工艺实现来说，所述凹槽的截面可以为任意形状，例如为圆形截面，如图2(a)所示。或者为圆形截面之外的具有拐角形状的截面如正方形截面、长方形截面、梯形截面、倒梯形截面等，在本发明中，将这些带有拐角形状的截面统称为方形截面，如图2(b)所示。在具体工艺实现时，凹槽的截面的最底部，距离所述声学装置2不超过2um。优选的为小于并接近2um范围，如此可以在保证凸块与声学装置2的充分的电气连接以实现滤波效果的基础上，进一步实现封装尺寸的纤薄化和小型化。
47.实施例二
48.如图3所示，为实施例二的声学装置封装结构的截面示意图。与实施例一类似，包括电路基板，声学装置20，与所述电路基板的第一表面之间形成间隙，所述声学装置20在面向所述电路基板的第一表面的表面具有idt电极；凸块30，所述声学装置20通过所述凸块30设置在所述电路基板的第一表面；还有连接电极40，所述凸块30通过所述连接电极40与所述声学装置20电耦合。所述连接电极40在面向所述凸块的一侧，设置有凹槽50，所述凹槽50用于与所述凸块的外沿形状配合。通过这种完全贴合的形状配合，不仅可以实现凸块与声
学装置的更有效连接，还可以进一步实现声学装置封装尺寸的纤薄化和小型化，从而减小安装体积。
49.与实施例一的区别在于，实施例二的声学装置封装结构的连接电极40为双层结构，包括衬垫层41和idt电极层42，所述衬垫层41设置在靠近所述凸块30的一侧，所述idt电极层42设置在远离所述凸块30的一侧，如图4和图5所示。连接电极40在所述声学装置20内部与所述idt电极电耦合。所述凹槽50设置于衬垫层41的面向所述凸块的一侧，用于与所述凸块的外沿形状配合。从具体工艺实现来说，所述凹槽50的截面可以为任意形状，例如为圆形截面，如图4(b)所示。或者为圆形截面之外的具有拐角形状的截面如正方形截面、长方形截面、梯形截面、倒梯形截面等，在本发明中，将这些带有拐角形状的截面统称为方形截面，如图4(a)所示的倒梯形截面。在具体工艺实现时，凹槽的截面的最底部，距离idt电极层42的距离不超过2um。优选的为小于并接近2um范围，如此可以在保证凸块与声学装置的充分的电气连接以实现滤波效果的基础上，进一步实现封装尺寸的纤薄化和小型化。
50.本实施例中，还可以进行进一步改进设计，将凹槽50截面的最底部，延伸至所述idt电极层42，以此在不损失电气特性的基础上，进一步实现封装尺寸的纤薄化和小型化。
51.实施例三
52.如图6所示，为实施例三的声学装置封装结构的截面示意图。与实施例二类似，包括电路基板，声学装置200，与所述电路基板的第一表面之间形成间隙，所述声学装置200在面向所述电路基板的第一表面的表面具有idt电极；凸块，所述声学装置200通过所述凸块设置在所述电路基板的第一表面；还有连接电极400，所述凸块通过所述连接电极400与所述声学装置200电耦合。同样地，声学装置封装结构的连接电极400为双层结构，包括衬垫层401和idt电极层402，所述衬垫层401设置在靠近所述凸块的一侧，所述idt电极层402设置在远离所述凸块的一侧，如图6和图7所示。连接电极400在所述声学装置内部与所述idt电极电耦合。
53.本实施例与实施例二的区别在于，所述凹槽500设置于idt电极层402的面向所述衬垫层401的一侧，用于与所述衬垫层401的外沿形状配合，通过与衬垫层401的外沿形状配合，进而与凸块的外沿形状配合，如图6所示。从具体工艺实现来说，所述凹槽500的截面可以为任意形状，例如为圆形截面，如图6(c)所示，还可以进行进一步改进设计，将凹槽500截面的最底部，延伸至声学装置200，如图6(d)所示。或者为圆形截面之外的具有拐角形状的截面如正方形截面、长方形截面、梯形截面、倒梯形截面等，在本发明中，将这些带有拐角形状的截面统称为方形截面，如图6(a)所示的长方形截面。在具体工艺实现时，凹槽的截面的最底部，距离声学装置的距离不超过2um。
54.本实施例中，还可以进行进一步改进设计，将凹槽500截面的最底部，延伸至声学装置200的表面，如图6(b)所示，以此可以在保证凸块与声学装置的充分的电气连接以实现滤波效果的基础上，进一步实现封装尺寸的纤薄化和小型化。
55.实施例四给出了声学装置封装结构的制造工艺相关的示例性技术方案：
56.实施例四
57.如图8所示，本发明还提供了制造如权利要求1所述的声学装置封装结构的方法，包括如下步骤：提供压电基板，具有相对设置的上表面和下表面(a1)，在所述压电基板的上表面形成idt电极，所述idt电极为厚度均匀的梳齿电极(a2)；在所述压电基板的上表面形
成连接电极，所述连接电极的面向凸块的一侧形成凹槽(a3)；将凸块连接于所述凹槽中，从而所述凹槽与所述凸块的外沿形状配合(a4)；提供电路基板，具有相对的第一表面和第二表面(a5)；将所述压电基板的上表面与所述电路基板的第一表面相对设置，贴装，从而形成压电基板与所述声学装置围成中空的封装结构(a6)。凸块与凹槽的连接，可以通过超声连接方式，也可以通过锡炉加热焊接方式。
58.根据本实施例的声学装置封装结构，在实现电气滤波特性的基础上，可实现声学装置纤薄化和小型化，并通过缩短芯片之间的连接距离能够减少信号丢失，从而显著改善声学装置可靠性。
59.在本发明中，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”表示两个或两个以上。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
60.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。