CN112769411A - 一种声表面波芯片的晶圆级封装方法及装置 - Google Patents

一种声表面波芯片的晶圆级封装方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种声表面波芯片的晶圆级封装方法及装置，所述方法包括：在晶圆基板上覆盖一层腔体保护层；在所述腔体保护层上覆盖一层封装顶盖；在所述封装顶盖上开设多个通孔，所述多个通孔的位置分别对应于多个引脚焊盘的正上方；将每个通孔与其对应的引脚焊盘电性连接；对所述晶圆基板进行切割，获得多个含有单颗声表面波芯片的封装元器件。采用本发明实施例能简化工艺流程，从而提高芯片封装的效率，降低芯片封装的成本。

Description

一种声表面波芯片的晶圆级封装方法及装置
技术领域
本发明涉及芯片封装技术领域，尤其涉及一种声表面波芯片的晶圆级封装方法及装置。
背景技术
传统声表面波(Surface Acoustic Wave,SAW)芯片的晶圆级封装方法，采用Dieto substrate(芯片-基板)的工艺方法，具体为先在SAW芯片上做金球植球，然后将多颗SAW芯片超声贴在陶瓷基板上，再通过塑封、切割等工序实现对SAW芯片的封装。采用此种工艺方法进行芯片封装，需要分别将多颗芯片一一贴在基板上，贴片效率较低，且过程繁琐，从而导致封装的效率也相应地较低、封装成本较高。
发明内容
本发明实施例提供一种声表面波芯片的晶圆级封装方法及装置，简化了工艺流程，从而提高了芯片封装的效率，降低了芯片封装的成本。
本申请实施例的第一方面提供了一种声表面波芯片的晶圆级封装方法，包括：
在晶圆基板上覆盖一层腔体保护层；其中，所述晶圆基板上制备有多颗声表面波芯片；所述腔体保护层不覆盖所述多颗声表面波芯片的声波滤波功能区域和与所述多颗声表面波芯片的引脚焊盘，且所述腔体保护层的高度大于所述多颗表面波芯片的高度；
在所述腔体保护层上覆盖一层封装顶盖，使所述封装顶盖同时覆盖所述腔体保护层、所述多颗声表面波芯片的声波滤波功能区域和所述多颗声表面波芯片的引脚焊盘；
在所述封装顶盖上开设多个通孔，所述多个通孔的位置分别对应于多个引脚焊盘的正上方；
将每个通孔与其对应的引脚焊盘电性连接；
对所述晶圆基板进行切割，获得多个含有单颗声表面波芯片的封装元器件。
在第一方面的一种可能的实现方式中，所述将每个通孔与其对应的引脚焊盘电性连接，具体为：
通过将导电材料加热固化或回流的方式，或者通过电镀金属的方式填充所述通孔，使所述通孔通过所述导电材料或所述电镀金属与所述引脚焊盘相接触，从而实现所述将每个通孔与其对应的引脚焊盘电性连接。
在第一方面的一种可能的实现方式中，在所述腔体保护层上覆盖一层封装顶盖，具体为：所述封装顶盖通过与所述腔体保护层相互粘结的方式实现对所述腔体保护层的覆盖。
在第一方面的一种可能的实现方式中，所述封装顶盖为有机板封装顶盖、有机膜封装顶盖、陶瓷板封装顶盖、玻璃板封装顶盖、金属板封装顶盖或复合板封装顶盖。
在第一方面的一种可能的实现方式中，所述腔体保护层为由光敏性材料制成的腔体保护层。
本申请实施例的第二方面提供了一种声表面波芯片的晶圆级封装装置，包括：第一覆盖模块、第二覆盖模块、开孔模块、电性连接模块和切割模块。
其中，所述第一覆盖模块用于在晶圆基板上覆盖一层腔体保护层；其中，所述晶圆基板上制备有多颗声表面波芯片；所述腔体保护层不覆盖所述多颗声表面波芯片的声波滤波功能区域和所述多颗声表面波芯片的引脚焊盘，且所述腔体保护层的高度大于所述多颗表面波芯片的高度；
所述第二覆盖模块用于在所述腔体保护层上覆盖一层封装顶盖，使所述封装顶盖同时覆盖所述腔体保护层、所述多颗声表面波芯片的声波滤波功能区域和所述多颗声表面波芯片的引脚焊盘；
所述开孔模块用于在所述封装顶盖上开设多个通孔，所述多个通孔的位置分别对应于多个引脚焊盘的正上方；
所述电性连接模块用于将每个通孔与其对应的引脚焊盘电性连接；
所述切割模块用于对所述晶圆基板进行切割，获得多个含有单颗声表面波芯片的封装元器件。
在第二方面的一种可能的实现方式中，所述电性连接模块用于将每个通孔与其对应的引脚焊盘电性连接，具体为：
通过将导电材料加热固化或回流的方式，或者通过电镀金属的方式填充所述通孔，使所述通孔通过所述导电材料或所述电镀金属与所述引脚焊盘相接触，从而实现所述将每个通孔与其对应的引脚焊盘电性连接。
在第二方面的一种可能的实现方式中，所述封装顶盖为有机板封装顶盖、有机膜封装顶盖、陶瓷板封装顶盖、玻璃板封装顶盖、金属板封装顶盖或复合板封装顶盖。
在第二方面的一种可能的实现方式中，所述腔体保护层为由光敏性材料制成的腔体保护层。
相比于现有技术，本发明实施例提供的一种声表面波芯片的晶圆级封装方法及装置，其有益效果在于：本发明实施例的封装方法，通过先在含有多颗声表面波芯片的晶圆基板上覆盖一层腔体保护层，再在腔体保护层上覆盖一层封装顶盖，然后在封装顶盖上开设了位置对应在多个引脚焊盘正上方的多个通孔，接着将每个通孔与其对应的引脚焊盘电性连接，最后对所述晶圆基板进行切割，得到多个含有单颗声表面波芯片的封装元器件。上述方法不需要像传统的芯片封装方法那样：分别将多颗芯片一一贴在陶瓷基板上再进行封装，省略了贴片的步骤，简化了工艺流程；同时也可以一次性实现多个声表面波芯片的封装，提高了芯片封装的效率，降低了芯片封装的成本。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的一种声表面波芯片的晶圆级封装方法的流程示意图；
图2是本发明一实施例提供的实施了声表面波芯片的晶圆级封装方法中S1后的具体结构示意图；
图3是本发明一实施例提供的实施了声表面波芯片的晶圆级封装方法中S2后的具体结构示意图；
图4是本发明一实施例提供的实施了声表面波芯片的晶圆级封装方法中S3后的具体结构示意图；
图5是本发明一实施例提供的实施了声表面波芯片的晶圆级封装方法中S4后的具体结构示意图；
图6是本发明一实施例提供的实施了声表面波芯片的晶圆级封装方法中S5后的具体结构示意图；
图7是本发明一实施例提供的一种表面波芯片的晶圆级封装装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1，是本发明一实施例提供的一种声表面波芯片的晶圆级封装方法的流程示意图，包括：
S1：在晶圆基板上覆盖一层腔体保护层。
在本实施例中，晶圆基板上制备有多颗声表面波芯片；腔体保护层不覆盖多颗声表面波芯片的声波滤波功能区域和多颗声表面波芯片的引脚焊盘，且腔体保护层的高度大于多颗表面波芯片的高度。
在本实施例中，腔体保护层为由光敏性材料制成的腔体保护层。
在一具体实施例中，腔体保护层所用的材料可以是光刻胶或者干膜。
在一具体实施例中，首先通过旋涂的方式，在晶圆基板上涂覆一层光刻胶，光刻胶的高度要大于晶圆基板上多颗声表面波芯片的高度。其次采用曝光、显影的方式，在所述光刻胶层上制备图案，将多颗声表面波芯片的声波滤波功能区域和多颗声表面波芯片的引脚焊盘显露出来，从而达到腔体保护层不覆盖多颗声表面波芯片的声波滤波功能区域和多颗声表面波芯片的引脚焊盘的效果。
S2：在所述腔体保护层上覆盖一层封装顶盖。
在本实施例中，封装顶盖同时覆盖腔体保护层、多颗声表面波芯片的声波滤波功能区域和多颗声表面波芯片的引脚焊盘。
在本实施例中，封装顶盖为有机板封装顶盖、有机膜封装顶盖、陶瓷板封装顶盖、玻璃板封装顶盖、金属板封装顶盖或复合板封装顶盖。
在一具体实施例中，封装顶盖所用的材料为有一定机械强度的PI树脂、BT树脂、LCP液晶聚合物等。
在本实施例中，通过相互粘接的方式实现封装顶盖对腔体保护层的覆盖，即封装顶盖或腔体保护层在与彼此的接触面上具有黏附层，通过所述黏附层可以使封装顶盖和腔体保护层彼此粘接，从而实现封装顶盖对腔体保护层的覆盖。
在一具体实施例中，可以通过真空覆膜的方式在腔体保护层上压覆封装顶盖。
S3：在所述封装顶盖上开设多个通孔。
在本实施例中，多个通孔的位置分别对应于多个引脚焊盘的正上方。
在一具体实施例中，在封装顶盖上与引脚焊盘相对应的位置，采用激光开孔的方式制备通孔。
在一具体实施例中，可以先在封装顶盖上开设多个通孔，再在腔体保护层上覆盖一层所述封装顶盖。
S4：将每个通孔与其对应的引脚焊盘电性连接。
在本实施例中，通过将导电材料加热固化或回流的方式，或者通过电镀金属的方式填充所述通孔，使所述通孔通过所述导电材料或所述电镀金属与所述引脚焊盘相接触，从而实现所述将每个通孔与其对应的引脚焊盘电性连接。
在本实施例中，导电材料可以是银膏、锡膏、锡银铜合金等，电镀金属可以是Cu、Ag、Zn、Cd、Sb、Bi、Mn、Co、Ni等。
在一具体实施例中，先在通孔的内壁上，采用磁控溅射技术，沉积一层铜来作为金属种子层。再通过电镀技术，在通孔内电镀金属铜，实现引脚焊盘和通孔的电性连接。
S5：对所述晶圆基板进行切割。
在本实施例中，对晶圆基板进行切割后可获得多个含有单颗声表面波芯片的封装元器件。
为了更直观地说明声表面波芯片的晶圆级封装方法的具体流程，请参照图2到图6，图2至图6为本发明一实施例提供的实施了声表面波芯片的晶圆级封装方法中S1到S5步骤后得到的具体结构示意图，所述具体结构包括：晶圆基板1，声表面波芯片的声波滤波功能区域2，声表面波芯片的引脚焊盘3，腔体保护层4，封装顶盖5和通孔6。
实施S1的步骤，在晶圆基板上覆盖一层腔体保护层后，请参照图2，图2是本发明一实施例提供的实施了声表面波芯片的晶圆级封装方法中S1后的具体结构示意图。
在本实施例中，可直观地通过图2得到，腔体保护层4不覆盖多颗声表面波芯片的声波滤波功能区域2和多颗声表面波芯片的引脚焊盘3，且腔体保护层4的高度大于多颗表面波芯片的高度。
实施S2的步骤，在所述腔体保护层上覆盖一层封装顶盖后，请参照图3，图3是本发明一实施例提供的实施了声表面波芯片的晶圆级封装方法中S2后的具体结构示意图。
在本实施例中，可直观地通过图3得到，封装顶盖5同时覆盖腔体保护层4、多颗声表面波芯片的声波滤波功能区域2和多颗声表面波芯片的引脚焊盘3。
实施S3的步骤，在所述封装顶盖上开设多个通孔后，请参照图4，图4是本发明一实施例提供的实施了声表面波芯片的晶圆级封装方法中S3后的具体结构示意图。
在本实施例中，可直观地通过图4得到，多个通孔6的位置分别对应于多个引脚焊盘3的正上方。
实施S4的步骤，在将每个通孔与其对应的引脚焊盘电性连接时，请参照图5，图5是本发明一实施例提供的实施了声表面波芯片的晶圆级封装方法中S4后的具体结构示意图。
在本实施例中，可直观地通过图5得到，通孔6填充了导电材料或电镀金属，能够实现每个通孔与其对应的引脚焊盘电性连接。
实施S5的步骤，即对所述晶圆基板进行切割后，请参照图6，图6是本发明一实施例提供的实施了声表面波芯片的晶圆级封装方法中S5后的具体结构示意图。
在本实施例中，可直观地通过图6得到，对晶圆基板1进行切割后得到的一个含有单颗声表面波芯片的封装元器件，包括：一颗声表面波芯片，两个通孔6，两个声表面波芯片的引脚焊盘3，一层腔体保护层4、一层封装顶盖5和晶圆基板1。
为了进一步说明表面波芯片的晶圆级封装装置，请参照图7，图7是本发明一实施例提供的一种表面波芯片的晶圆级封装装置的结构示意图，包括：第一覆盖模块701、第二覆盖模块702、开孔模块703、电性连接模块704和切割模块705。
其中，第一覆盖模块701用于在晶圆基板上覆盖一层腔体保护层。
具体地，晶圆基板上制备有多颗声表面波芯片；腔体保护层不覆盖多颗声表面波芯片的声波滤波功能区域和多颗声表面波芯片的引脚焊盘，且腔体保护层的高度大于多颗表面波芯片的高度。
具体地，所述腔体保护层为由光敏性材料制成的腔体保护层。
第二覆盖模块702用于在所述腔体保护层上覆盖一层封装顶盖。
具体地，封装顶盖同时覆盖腔体保护层、多颗声表面波芯片的声波滤波功能区域和多颗声表面波芯片的引脚焊盘。
具体地，封装顶盖为有机板封装顶盖、有机膜封装顶盖、陶瓷板封装顶盖、玻璃板封装顶盖、金属板封装顶盖或复合板封装顶盖。
开孔模块703于在所述封装顶盖上开设多个通孔。
具体地，多个通孔的位置分别对应于多个引脚焊盘的正上方。
电性连接模块704用于将每个通孔与其对应的引脚焊盘电性连接。
具体地，通过将导电材料加热固化或回流的方式，或者通过电镀金属的方式填充通孔，使通孔所述导电材料或电镀金属与引脚焊盘相接触，从而实现将每个通孔与其对应的引脚焊盘电性连接。
切割模块705用于对所述晶圆基板进行切割，获得多个含有单颗声表面波芯片的封装元器件。
本发明实施例先通过第一覆盖模块701在含有多颗声表面波芯片的晶圆基板上覆盖一层腔体保护层，再通过第二覆盖模块702在腔体保护层上覆盖一层封装顶盖，然后通过开孔模块703在所述封装顶盖上开设多个通孔，接着通过电性连接模块704将每个通孔与其对应的引脚焊盘电性连接，最后通过切割模块705对所述晶圆基板进行切割，得到多个含有单颗声表面波芯片的封装元器件。通过上述装置，便可不需要像传统的芯片封装方法那样：分别将多颗芯片一一贴在陶瓷基板上再进行封装，省略了贴片的步骤，简化了工艺流程；同时也可以一次性实现多个声表面波芯片的封装，提高了芯片封装的效率，降低了芯片封装的成本。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种声表面波芯片的晶圆级封装方法，其特征在于，包括：
在晶圆基板上覆盖一层腔体保护层；其中，所述晶圆基板上制备有多颗声表面波芯片；所述腔体保护层不覆盖所述多颗声表面波芯片的声波滤波功能区域和所述多颗声表面波芯片的引脚焊盘，且所述腔体保护层的高度大于所述多颗表面波芯片的高度；
在所述腔体保护层上覆盖一层封装顶盖，使所述封装顶盖同时覆盖所述腔体保护层、所述多颗声表面波芯片的声波滤波功能区域和所述多颗声表面波芯片的引脚焊盘；
在所述封装顶盖上开设多个通孔，所述多个通孔的位置分别对应于多个引脚焊盘的正上方；
将每个通孔与其对应的引脚焊盘电性连接；
对所述晶圆基板进行切割，获得多个含有单颗声表面波芯片的封装元器件。
2.根据权利要求1所述的一种声表面波芯片的晶圆级封装方法，其特征在于，所述将每个通孔与其对应的引脚焊盘电性连接，具体为：
通过将导电材料加热固化或回流的方式，或者通过电镀金属的方式填充所述通孔，使所述通孔通过所述导电材料或所述电镀金属与所述引脚焊盘相接触，从而实现所述将每个通孔与其对应的引脚焊盘电性连接。
3.根据权利要求1所述的一种声表面波芯片的晶圆级封装方法，其特征在于，在所述腔体保护层上覆盖一层封装顶盖，具体为：所述封装顶盖通过与所述腔体保护层相互粘结的方式实现对所述腔体保护层的覆盖。
4.根据权利要求1或2所述的一种声表面波芯片的晶圆级封装方法，其特征在于，所述封装顶盖为有机板封装顶盖、有机膜封装顶盖、陶瓷板封装顶盖、玻璃板封装顶盖、金属板封装顶盖或复合板封装顶盖。
5.根据权利要求1或2所述的一种声表面波芯片的晶圆级封装方法，其特征在于，所述腔体保护层为由光敏性材料制成的腔体保护层。
6.一种声表面波芯片的晶圆级封装装置，其特征在于，包括：第一覆盖模块、第二覆盖模块、开孔模块、电性连接模块和切割模块；
其中，所述第一覆盖模块用于在晶圆基板上覆盖一层腔体保护层；其中，所述晶圆基板上制备有多颗声表面波芯片；所述腔体保护层不覆盖所述多颗声表面波芯片的声波滤波功能区域和所述多颗声表面波芯片的引脚焊盘，且所述腔体保护层的高度大于所述多颗表面波芯片的高度；
所述第二覆盖模块用于在所述腔体保护层上覆盖一层封装顶盖，使所述封装顶盖同时覆盖所述腔体保护层、所述多颗声表面波芯片的声波滤波功能区域和所述多颗声表面波芯片的引脚焊盘；
所述开孔模块用于在所述封装顶盖上开设多个通孔，所述多个通孔的位置分别对应于多个引脚焊盘的正上方；
所述电性连接模块用于将每个通孔与其对应的引脚焊盘电性连接；
所述切割模块用于对所述晶圆基板进行切割，获得多个含有单颗声表面波芯片的封装元器件。
7.根据权利要求6所述的一种声表面波芯片的晶圆级封装装置，其特征在于，所述电性连接模块用于将每个通孔与其对应的引脚焊盘电性连接，具体为：
通过将导电材料加热固化或回流的方式，或者通过电镀金属的方式填充所述通孔，使所述通孔通过所述导电材料或所述电镀金属与所述引脚焊盘相接触，从而实现所述将每个通孔与其对应的引脚焊盘电性连接。
8.如权利要求6或7所述的一种声表面波芯片的晶圆级封装装置，其特征在于，所述封装顶盖为有机板封装顶盖、有机膜封装顶盖、陶瓷板封装顶盖、玻璃板封装顶盖、金属板封装顶盖或复合板封装顶盖。
9.如权利要求6或7所述的一种声表面波芯片的晶圆级封装装置，其特征在于，所述腔体保护层为由光敏性材料制成的腔体保护层。
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