專利名稱：芯片級(jí)封裝聲表面波器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種芯片級(jí)封裝聲表面波器件。
背景技術(shù)：
芯片級(jí)封裝(Chip Scale Pa ckage, CSP),也稱芯片尺寸封裝,是一種微電子元器件的氣密封裝技術(shù)，其特征是封裝后成品面積僅比芯片面積稍大一些。其特點(diǎn)有體小量輕，輸入輸出端數(shù)可以很多，電熱性能好，適合表面安裝。芯片級(jí)封裝技術(shù)在半導(dǎo)體集成電路制造中已廣泛應(yīng)用，發(fā)展出多種結(jié)構(gòu)和制造方法。目如芯片級(jí)封裝大都基于覆晶技術(shù)(Flip Chip Package),稱為覆晶芯片級(jí)封裝(FCCSP)o覆晶技術(shù)，也稱倒晶封裝，是將芯片的輸入輸出電極上生成焊球(bump，也稱凸塊)，然后將芯片翻轉(zhuǎn)(flip)過(guò)來(lái)使焊球與基板(substrate, board)表面的引出電極直接連結(jié)。多年來(lái)，聲表面波器件采用管座和管帽結(jié)合體結(jié)構(gòu)進(jìn)行氣密封裝，大大增加了器件體積。覆晶技術(shù)提供了芯片級(jí)封裝應(yīng)用于聲表面波器件的基礎(chǔ)，直接芯片覆蓋可以得到最小體積。由于聲表面波器件的特殊性，在移植半導(dǎo)體芯片級(jí)封裝技術(shù)時(shí)，主要解決的技術(shù)關(guān)鍵是保證器件芯片有源區(qū)(叉指換能器、反射陣等聲電換能結(jié)構(gòu)及其間聲波傳輸聲道)不能加載過(guò)量非設(shè)計(jì)物質(zhì)，即在封裝后其上方必須有空腔?，F(xiàn)有技術(shù)認(rèn)為在氣密封裝前采用薄膜覆蓋整個(gè)覆晶結(jié)構(gòu)來(lái)得到此空腔的方法較好。另外，器件的電磁屏蔽也是必須考慮的。現(xiàn)已失效的日本東芝公司聲表面波器件專利01812322，提出了采用完全覆蓋倒置芯片和基板的多層膜氣密封裝結(jié)構(gòu)(圖I)?；錓上設(shè)計(jì)有雙面連通的金屬引出電極6和9，聲表面波器件芯片3上有叉指換能器4和輸入輸出電極5等金屬圖形，采用覆晶技術(shù)使芯片3與基板I通過(guò)焊球2連接，使芯片的輸入輸出電極與基板上的引出電極6、9相連。絕緣膜22，金屬膜7和8完全密接覆蓋此覆晶結(jié)構(gòu)。此封裝結(jié)構(gòu)的不足是金屬膜沒有與基板的接地引出電極相連，電磁屏蔽效果差。德國(guó)愛普科斯公司聲表面波器件專利99803133，提出采用特種膜密封方法，制作芯片級(jí)封裝聲表面波器件(圖2)。采用覆晶技術(shù)通過(guò)焊球6將芯片I與基板10電氣連接，用沒有完全固化的粘合材料組成的膜4進(jìn)行壓處理和熱處理，使其完全覆蓋覆晶結(jié)構(gòu)，但不必要是密接的。覆蓋膜可以是多層結(jié)構(gòu)，如鍍有金屬膜的塑料膜。覆蓋膜密封后，還可再塑封。為得到良好氣密性，對(duì)覆蓋膜的要求很高。針對(duì)上述專利的缺點(diǎn)，德國(guó)愛普科斯公司提出采用塑封結(jié)構(gòu)和方法，制作芯片級(jí)封裝聲表面波器件的專利02819130 (圖3)。將芯片C與基板T形成覆晶結(jié)構(gòu)后，在覆晶結(jié)構(gòu)外附加一薄膜F，形成必要的空腔H。此后最少要去除芯片側(cè)面的薄膜再用塑料G密封，切割塑封層到基板形成芯片間隔SL?？梢缘矸e金屬膜M，由于金屬膜與接地電極MA接觸，金屬膜M具有電磁屏蔽效果。該專利的特征是內(nèi)層薄膜覆蓋后要去除部分薄膜，以利于塑封體與芯片和基板都可以直接接觸，提高可靠性。發(fā)明內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明公開了一種芯片級(jí)封裝聲表面波器件，其特征在于在基板表面制作出聲表面波器件的金屬引出電極，和圍繞器件的金屬接地框；采用絕緣薄膜完全覆蓋覆晶結(jié)構(gòu)，使絕緣薄膜密接覆晶結(jié)構(gòu)，并在覆晶結(jié)構(gòu)處使倒置芯片有源區(qū)與基板表面間有一定間隔，均形成一空腔；去除倒置芯片背面部分絕緣薄膜；沿基板表面金屬接地框內(nèi)側(cè)，將覆晶結(jié)構(gòu)外的絕緣薄膜去除，覆晶結(jié)構(gòu)仍被絕緣薄膜密接封閉；在已部分覆蓋絕緣薄膜的基板上，淀積全部覆蓋的金屬膜。上述金屬膜是一種雙層金屬膜，所述雙層金屬膜的內(nèi)層金屬膜采用汽相淀積，所用金屬是鋁、鈦、鎳、鉻和鎢等有較強(qiáng)附著力的金屬；所述雙層金屬膜的外層金屬膜采用濺射、電鍍或化學(xué)鍍等金屬膜技術(shù)，所用金屬是銅、銀、金、鋁和鎢等具有較高導(dǎo)電性能的金屬。所述金屬膜外可以再采用塑料封裝，提高器件可靠性。本發(fā)明的有益效果是，雙層金屬膜與基板表面圍繞器件的接地金屬框是接觸的，不但使本發(fā)明芯片級(jí)封裝聲表面波器件具有良好的電磁屏蔽性能，且密封性也得到保證。

圖I現(xiàn)有技術(shù)日本東芝公司多層膜專利結(jié)構(gòu)。圖2現(xiàn)有技術(shù)德國(guó)埃普科斯公司單層塑料膜密封結(jié)構(gòu)。圖3現(xiàn)有技術(shù)德國(guó)埃普科斯公司塑封結(jié)構(gòu)。圖4本發(fā)明實(shí)施例I :金屬外封結(jié)構(gòu)。圖5本發(fā)明基板表面制作的電極圖形。圖6本發(fā)明實(shí)施例2 :塑封結(jié)構(gòu)。圖4、圖5和圖6中101、絕緣薄膜；102、倒置芯片；103、引出電極；104、焊球；105、接地電極；106、基板；107、空腔；108、雙層金屬膜；109、塑料;110、接地框;111、焊接電極。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)闡述。由前述，采用薄膜完全覆蓋覆晶結(jié)構(gòu)形成空腔的結(jié)構(gòu)較好，具有電磁屏蔽結(jié)構(gòu)是必要的，塑封對(duì)加強(qiáng)器件密封和可靠有十分重要作用。本發(fā)明的芯片級(jí)封裝聲表面波器件，其結(jié)構(gòu)特征是I在基板106表面除制作出聲表面波器件的引出電極103外，還有圍繞器件的金屬接地框110;2 采用絕緣薄膜101完全覆蓋覆晶結(jié)構(gòu)陣列，使絕緣薄膜101密接覆晶結(jié)構(gòu)，并在覆晶結(jié)構(gòu)處使倒置芯片102有源區(qū)與基板106表面間有一定間隔，均形成一空腔107 ；3去除倒置芯片背面部分絕緣薄膜；[0030]4 沿基板106表面金屬接地框110內(nèi)側(cè)，將覆晶結(jié)構(gòu)外的絕緣薄膜101去除，覆晶結(jié)構(gòu)仍被絕緣薄膜101密接封閉；5在已部分覆蓋絕緣薄膜101的基板106上，淀積全部覆蓋的雙層金屬膜108 ；6可以再采用塑料109封裝，提高器件可靠性。下面以兩個(gè)實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明。圖4是本發(fā)明的實(shí)施例I的器件未切割分離時(shí)的示意圖，本文所有圖均不是規(guī)范制圖，只表示各部件的相互關(guān)系，而其尺寸均不代表其實(shí)際大小。首先在基板106表面制作多個(gè)聲表面波器件的引出電極103圖形，且每個(gè)器件電 裝用焊接電極111和接地電極105，采用通孔技術(shù)將基板106表面引出電極103和接地框110分別與基板底面的焊接電極111和接地電極105相連。多個(gè)聲表面波器件金屬圖形形成陣列。采用規(guī)范聲表面波器件微電子工藝，制作聲表面波器件晶圓片；在晶圓片上制作焊球104 ;砂輪切割分離芯片。采用覆晶工藝，將多個(gè)芯片倒裝在基板頂面，形成覆晶結(jié)構(gòu)陣列基板。將絕緣薄膜101覆蓋在覆晶結(jié)構(gòu)陣列基板有覆晶結(jié)構(gòu)的一面，采用熱和壓力等應(yīng)力，使薄膜完全密接每個(gè)覆晶結(jié)構(gòu)，并在每個(gè)覆晶結(jié)構(gòu)處使倒置芯片102有源區(qū)與基板106表面間有一定間隔，均形成一空腔107。去除倒置芯片背面部分絕緣薄膜。沿基板表面各個(gè)器件金屬接地框110內(nèi)側(cè)，將覆晶結(jié)構(gòu)外的絕緣膜去除，使每個(gè)覆晶結(jié)構(gòu)仍被絕緣薄膜101密接封閉。在已部分覆蓋絕緣薄膜101的覆晶結(jié)構(gòu)陣列基板上，淀積全部覆蓋的雙層金屬膜108。采用兩層金屬的原因是內(nèi)層金屬主要是加強(qiáng)金屬膜與絕緣膜的結(jié)合，以及金屬膜和基板頂面接地金屬框的結(jié)合。此內(nèi)層金屬膜需要采用汽相淀積，如微電子蒸發(fā)或?yàn)R射工藝，所用金屬是鋁、鈦、鎳、鉻和鎢等有較強(qiáng)附著力的金屬；在本實(shí)施例中，外層金屬賦有密封器件的功能，所以應(yīng)該厚一些，至少數(shù)十微米。所述雙層金屬膜的外層金屬膜采用濺射、電鍍或化學(xué)鍍等金屬膜技術(shù)，所用金屬是銅、銀、金、鋁和鎢等具有較高導(dǎo)電性能的金屬。最后，切割基板分離各器件。圖6是本發(fā)明的實(shí)施例2的示意圖。其結(jié)構(gòu)與實(shí)施例I基本相同。只是在雙層金屬膜108淀積后，再加上塑料109封裝，來(lái)提高器件的可靠性。在實(shí)施例2中，由于有了塑料109封裝，雙層金屬膜108的外層金屬膜就可以降低其膜厚，一般幾微米即可，而且可以同內(nèi)層金屬膜一起制作。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例公開如上，但實(shí)施例和附圖并不是用來(lái)限定本發(fā)明的。在不脫離本發(fā)明之精神和范圍內(nèi)，所做的任何等效變化或潤(rùn)飾，同樣屬于本發(fā)明之保護(hù)范圍。因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本申請(qǐng)的權(quán)利要求所界定的內(nèi)容為標(biāo)準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種芯片級(jí)封裝聲表面波器件，其特征在于 在基板表面制作出聲表面波器件的金屬引出電極，和圍繞器件的金屬接地框； 采用絕緣薄膜完全覆蓋覆晶結(jié)構(gòu)，使絕緣薄膜密接覆晶結(jié)構(gòu)，并在覆晶結(jié)構(gòu)處使倒置芯片有源區(qū)與基板表面間有一定間隔，均形成一空腔； 去除倒置芯片背面部分絕緣薄膜； 沿基板表面金屬接地框內(nèi)側(cè)，將覆晶結(jié)構(gòu)外的絕緣薄膜去除，覆晶結(jié)構(gòu)仍被絕緣薄膜密接封閉； 在已部分覆蓋絕緣薄膜的基板上，淀積全部覆蓋的金屬膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的芯片級(jí)封裝聲表面波器件，其特征在于所述金屬膜是一種雙層金屬膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的芯片級(jí)封裝聲表面波器件，其特征在于所述雙層金屬膜的內(nèi)層金屬膜采用汽相淀積，所用金屬是鋁、鈦、鎳、鉻和鎢有較強(qiáng)附著力的金屬。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的芯片級(jí)封裝聲表面波器件，其特征在于所述雙層金屬膜的外層金屬膜采用蒸發(fā)、濺射、電鍍或化學(xué)鍍金屬膜技術(shù)，所用金屬是銅、銀、金、鋁和鎢具有較高導(dǎo)電性能的金屬。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或者4所述的芯片級(jí)封裝聲表面波器件，其特征在于所述金屬膜外再采用塑料封裝，提高器件可靠性。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種芯片級(jí)封裝聲表面波器件，其在基板表面除制作出聲表面波器件的引出金屬電極外，還制作有圍繞器件的金屬接地框；采用絕緣薄膜完全覆蓋覆晶結(jié)構(gòu)陣列，使絕緣薄膜密接覆晶結(jié)構(gòu)，并在覆晶結(jié)構(gòu)處使芯片有源區(qū)與基板表面間有一定間隔，均形成一空腔；去除倒置芯片背面部分絕緣薄膜；沿基板表面金屬接地框內(nèi)側(cè)，將其外的絕緣薄膜去除，覆晶結(jié)構(gòu)仍被絕緣膜密接封閉；在已覆蓋絕緣薄膜的覆晶結(jié)構(gòu)上，淀積完全覆蓋的雙層金屬膜；可以再采用塑料封裝，提高器件可靠性。
文檔編號(hào)H03H9/145GK202772854SQ20122039856
公開日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2012年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月13日
發(fā)明者李勇, 周宗閩, 王祥邦, 姚艷龍 申請(qǐng)人:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十五研究所