一种高可靠性晶圆级封装的薄膜体声波器件结构的制作方法

本专利属于芯片封装领域，具体涉及一种高可靠性晶圆级封装的薄膜体声波器件结构。

背景技术：

1、薄膜体声波器件是一种基于体声波理论并利用声学谐振实现电学选频的器件，通过薄膜体声波滤波器的电极间的压电薄膜在垂直于薄膜体声波滤波器的方向上进行谐振，以实现选频，其具有体积小、成本低、品质因素(q)高、功率承受能力强等特点。

2、随着科技的发展，全球系统之间的大数据传输速度日益加快，薄膜体声波器件(film bulk acoustic resonator，简称fbar)在越来越多的范围内得到广泛的应用，例如无线通信领域；由于无线通信系统与终端均向小型化方向发展的趋势，这就要求系统内的元器件具有小型化的特性，目前薄膜体声波滤波器的封装产品大多采用晶圆级封装(waferlevel package，简称wlp)技术，如图1所示，包括功能晶圆11和封帽晶圆12，所述封帽晶圆12内设置有金属柱14，所述金属柱14外表面设置有外焊盘13，在所述功能晶圆11和所述封帽晶圆12的边缘设置有密封环；薄膜体声波器件在进行晶圆级封装的时候，一般在器件边缘制作密封环，采用金-金键合形成气密封结构，但是随着器件体积越来越小，密封环的宽度被进一步压缩，这样的情况导致气密封效果降低。

技术实现思路

1、基于现有技术存在的问题，本实用新型使用半切割工艺形成的半切割切缝，加上金属沉积层和电镀加厚层的结构，将晶圆级封装的薄膜体声波器件进行必要的包裹，从侧面阻挡气体进出，进一步提高晶圆级封装的气密性。在薄膜体声波滤波器的晶圆级封装中，首先采用半切割切缝，将密封环位置露出来，再利用磁控溅射建立种子层，电镀，在顶部和侧壁上生长一层金属，这层金属覆盖了晶圆级封装侧壁的密封环，即使在密封环较窄，存在漏气风险的情况下也可以形成一个金属隔绝层，阻隔水汽等物质沿着键合界面侵入到滤波器的腔体内。大大提高了薄膜体声波滤波器晶圆级的可靠性。

2、本实用新型提供如下技术方案以达到上述技术目的：

3、实用新型本实用新型提供了一种高可靠性晶圆级封装的薄膜体声波器件结构，包括功能晶圆和封帽晶圆，所述功能晶圆具有相对的第一表面和第二表面，以及连通所述第一表面和所述第二表面的第一侧壁表面，所述封帽晶圆具有相对的第三表面和第四表面，以及连通所述第三表面和所述第四表面的第二侧壁表面；所述封帽晶圆设有贯穿所述第三表面和第四表面的金属化过孔以及完全填充在所述金属化过孔内的金属柱，所述封帽晶圆的第三表面边缘与所述功能晶圆的第二表面边缘通过带有一定厚度的密封环键合连接；所述功能晶圆的第一表面和第一侧壁表面，以及所述封帽晶圆的部分第二侧壁表面设置有连通的金属沉积层，所述金属沉积层覆盖所述密封环中带有一定厚度的外侧壁；所述金属沉积层表面设置有一电镀加厚层。

4、进一步的，所述金属柱从所述封帽晶圆的第四表面延伸出外焊盘。

5、进一步的，所述金属沉积层的厚度大于等于500nm，所述电镀加厚层大于等于5μm。

6、进一步的，设置的金属沉积层的部分第二侧壁表面的高度大于等于15μm。

7、进一步的，所述功能晶圆功能图形的间距超过50μm。

8、实用新型实用新型

9、本实用新型的有益效果：

10、1、本实用新型采用了金属沉积层和电镀加厚层的结构，将晶圆级封装的薄膜体声波器件进行必要的包裹，从侧面阻挡气体进出，进一步提高晶圆级封装的气密性。

11、2、本实用新型的金属沉积层和电镀加厚层采用了不同厚度的金属层，可以尽可能提升金属密封环的可靠性，在功能晶圆和封帽晶圆侧壁形成一定高度和厚度的金属密封环，即使存在漏气风险的情况下也可以形成一个金属隔绝层，阻隔水汽等物质沿着键合界面侵入到滤波器的腔体内。

技术特征：

1.一种高可靠性晶圆级封装的薄膜体声波器件结构，其特征在于，包括功能晶圆和封帽晶圆，所述功能晶圆具有相对的第一表面和第二表面，以及连通所述第一表面和所述第二表面的第一侧壁表面，所述封帽晶圆具有相对的第三表面和第四表面，以及连通所述第三表面和所述第四表面的第二侧壁表面；所述封帽晶圆设有贯穿所述第三表面和第四表面的金属化过孔以及完全填充在所述金属化过孔内的金属柱，所述封帽晶圆的第三表面边缘与所述功能晶圆的第二表面边缘通过带有一定厚度的密封环键合连接；所述功能晶圆的第一表面和第一侧壁表面，以及所述封帽晶圆的部分第二侧壁表面设置有连通的金属沉积层，所述金属沉积层覆盖所述密封环中带有一定厚度的外侧壁；所述金属沉积层表面设置有一电镀加厚层。

2.根据权利要求1所述的一种高可靠性晶圆级封装的薄膜体声波器件结构，其特征在于，所述金属柱从所述封帽晶圆的第四表面延伸出外焊盘。

3.根据权利要求1所述的一种高可靠性晶圆级封装的薄膜体声波器件结构，其特征在于，所述金属沉积层的厚度大于等于500nm，所述电镀加厚层大于等于5μm。

4.根据权利要求1所述的一种高可靠性晶圆级封装的薄膜体声波器件结构，其特征在于，设置的金属沉积层的部分第二侧壁表面的高度大于等于15μm。

5.根据权利要求1所述的一种高可靠性晶圆级封装的薄膜体声波器件结构，其特征在于，所述功能晶圆功能图形的间距超过50μm。

技术总结
本技术属于芯片封装领域，具体涉及一种高可靠性晶圆级封装的薄膜体声波器件结构；所述结构包括功能晶圆和封帽晶圆，功能晶圆具有相对的第一表面和第二表面，和连通的第一侧壁表面，封帽晶圆具有相对的第三表面和第四表面，和连通的第二侧壁表面；封帽晶圆设有贯穿第三表面和第四表面的金属化过孔以及完全填充在金属化过孔内的金属柱，第三表面边缘与第二表面边缘通过带有一定厚度的密封环键合连接；第一表面和第一侧壁表面，以及部分第二侧壁表面设置有连通的金属沉积层，金属沉积层覆盖密封环的外侧壁；金属沉积层表面设置电镀加厚层；本技术将晶圆级封装的薄膜体声波器件进行包裹，从侧面阻挡气体进出，提高了晶圆级封装的气密性。

技术研发人员：金中,马晋毅,徐阳,何西良
受保护的技术使用者：中电科芯片技术（集团）有限公司
技术研发日：20230512
技术公布日：2024/1/14