CN115940870B - 一种滤波器封装结构及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种滤波器封装结构及制备方法。该滤波器封装结构包括：基板，基板的表面开设有预设大小的容纳槽；滤波器芯片体，滤波器芯片体的表面设有叉指换能器，叉指换能器外侧围设有薄膜材料，以形成薄膜凸起部；滤波器芯片体贴装于基板的表面，以使滤波器芯片体的表面与基板的表面紧密贴合，并使薄膜凸起部容纳于容纳槽内；塑封层，塑封于基板的表面，以完全覆盖滤波器芯片体。该滤波器封装结构通过在基板上开槽，并在滤波器上形成薄膜凸起部，以使得滤波器贴装在基板上后，薄膜凸起部能够恰好容置于基板的容纳槽内，在后续塑封过程中能够对薄膜凸起部以及内部的叉指换能器进行有效保护，避免聚合物薄膜坍塌的问题，提升产品的可靠性。

Description

一种滤波器封装结构及制备方法

技术领域

本发明涉及一种滤波器封装结构，同时也涉及该滤波器封装结构的制备方法，属于半导体封装技术领域。

背景技术

滤波器根据实现方式的不同可以分为很多种，比如LC滤波器、腔体滤波器、声学滤波器、介质滤波器等。在移动通信领域中，由于便携式电子设备的尺寸普遍较小、功率较低，因此特别需要小体积、高性能的声学滤波器。

在公开号为US 20040145278A1的美国专利申请中，公开了一种利用聚合物薄膜料覆压在滤波器芯片上形成滤波空腔的封装结构。然而，该封装结构在后续射频前端模组的封装集成过程中，塑封工艺会带来较大的塑封压力，使得该聚合物薄膜容易发生坍塌，并且触碰到滤波器的金属电极，从而导致滤波器失效。因此，该封装结构在实际的应用过程中，对塑封工艺有较高的要求，进而增加了成本，使得其在终端应用市场上产生较大的局限性。

发明内容

本发明所要解决的首要技术问题在于提供一种滤波器封装结构。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种上述滤波器封装结构的制备方法。

为实现上述技术目的，本发明采用以下的技术方案：

根据本发明实施例的第一方面，提供一种滤波器封装结构，包括：

基板，所述基板的表面开设有预设大小的容纳槽；

滤波器芯片体，所述滤波器芯片体的表面设有叉指换能器，所述叉指换能器外侧围设有薄膜材料，以形成薄膜凸起部；所述滤波器芯片体贴装于所述基板的表面，以使所述滤波器芯片体的表面与所述基板的表面紧密贴合，并使所述薄膜凸起部容纳于所述容纳槽内；

塑封层，塑封于所述基板的表面，以完全覆盖所述滤波器芯片体。

其中较优地，所述滤波器芯片体的表面设有导电垫片，所述基板内设有导电盘；在所述滤波器芯片体贴装于所述基板的表面的状态下，所述导电垫片与所述导电盘电连接。

其中较优地，所述基板的表面开设有焊料槽，所述焊料槽内填充有导电焊料，所述导电焊料的底面与所述导电盘接触，所述导电焊料的顶面与所述基板的表面齐平；

在所述滤波器芯片体贴装于所述基板的表面的状态下，所述导电垫片通过所述导电焊料与所述导电盘电连接。

其中较优地，所述容纳槽的长度大于所述薄膜凸起部的长度，所述容纳槽的宽度大于所述薄膜凸起部的宽度，所述容纳槽的高度大于所述薄膜凸起部与所述导电垫片之间的高度差，以使得所述薄膜凸起部与所述容纳槽之间形成预设尺寸的间隙空间。

其中较优地，所述薄膜材料围设于所述叉指换能器的四周，以形成顶部开口的薄膜凸起部；

或者，所述薄膜材料围设于所述叉指换能器的四周及上方，以形成顶部封口的薄膜凸起部；

其中，所述薄膜凸起部的顶部远离所述滤波器芯片体的表面。

其中较优地，所述塑封层的塑封材料至少满足以下条件中的任意一个或多个：所述塑封材料的颗粒直径大于预设直径；或者，所述塑封材料的流动速度小于预设流速；或者，所述塑封材料的粘性大于预设粘性。

根据本发明实施例的第二方面，提供一种滤波器封装结构的制备方法，包括以下步骤：

在基板的表面开设多个预设大小的容纳槽，并使多个容纳槽呈阵列分布；

将预制完成的多个滤波器分布贴装在所述基板的表面，以使每一个所述滤波器的薄膜凸起部容纳于一个容纳槽内；

通过塑封材料对基板的表面进行塑封，形成覆盖所有滤波器的塑封层；

塑封完成后进行单片切割，形成单个滤波器封装结构。

其中较优地，所述滤波器的预制过程，具体包括如下步骤：

在滤波器芯片体的表面设置叉指换能器；

在所述叉指换能器的外侧围设薄膜材料，形成薄膜凸起部；

在所述滤波器芯片体的表面设置导电垫片，使得所述导电垫片位于所述薄膜凸起部的外侧。

其中较优地，将预制完成的多个滤波器分布贴装在所述基板的表面，具体包括如下步骤：

在所述基板的表面开设焊料槽，使得所述焊料槽位于所述容纳槽的外侧；

将导电焊料填充于所述基板的焊料槽内，并使得所述导电焊料的顶面与所述基板的表面齐平；

将预制完成的滤波器倒装于所述基板的表面，以使得所述导电垫片与所述导电焊料相贴合，并使得所述薄膜凸起部容纳于所述容纳槽内；

重复上述步骤，直至将预制完成的多个滤波器分布贴装在所述基板的表面。

其中较优地，所述导电垫片通过在所述滤波器芯片体的表面电镀预设厚度的金属材料形成，所述金属材料至少包括Cu；其中，对所述导电垫片进行NiAu、NiPdAu或OSP表面处理。

与现有技术相比较，本发明具有以下的技术效果：

1. 通过在基板上进行开槽设计，并在滤波器上形成薄膜凸起部，以使得滤波器贴装在基板上后，薄膜凸起部能够恰好容置于基板的容纳槽内，从而在后续塑封过程中能够对薄膜凸起部以及内部的叉指换能器进行有效保护，避免了聚合物薄膜坍塌的问题，提高了产品的可靠性。

2. 基板上设置焊料槽，配合导电焊料，能够对基板内的导电盘进行保护，降低了导电盘被氧化腐蚀的风险，有利于提高基板的使用寿命。

3. 容纳槽具有设定尺寸，从而与薄膜凸起部之间形成预设尺寸的间隙空间，在考虑加工精度的前提下，保证滤波器在贴装后薄膜凸起部不与容纳槽的底部接触，避免对薄膜凸起部造成破坏而影响内部的叉指换能器的性能。

4. 塑封层的塑封材料满足预设的条件，从而减少塑封材料进入容纳槽的可能性，保证塑封效果。

附图说明

图1为现有技术中,利用聚合物薄膜料覆压在滤波器芯片上形成滤波器封装结构的结构示意图；

图2为本发明第一实施例提供的一种滤波器封装结构的结构示意图；

图3为本发明第一实施例中，滤波器的组成结构示意图；

图4为本发明第一实施例中，将滤波器贴装到基板上的结构示意图；

图5为本发明第一实施例中，将多个滤波器贴装在基板上的结构示意图；

图6为本发明第二实施例提供的一种滤波器封装结构的结构示意图；

图7为本发明第三实施例提供的一种滤波器封装结构的制备方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术内容进行详细具体的说明。

本发明实施例提供的滤波器封装结构，通过在基板上进行开槽设计，并在滤波器上形成薄膜凸起部，以使得滤波器贴装在基板上后，薄膜凸起部能够恰好容置于基板的容纳槽内，从而在后续塑封过程中能够对薄膜凸起部以及内部的叉指换能器进行有效保护，提高了产品的可靠性。由此，利用传统的塑封工艺（Transfer or Compression Mold），可以解决现有技术中聚合物薄膜容易坍塌的问题，并且新的滤波器封装结构可以同时应用于各类射频前端模组，诸如DiFEM、PAMid等等。

第一实施例

如图2所示，本发明第一实施例提供的滤波器封装结构，包括基板1、滤波器芯片体2、叉指换能器3、薄膜凸起部4以及塑封层5。

其中，基板1的表面开设有预设大小的容纳槽101。滤波器芯片体2的表面设有叉指换能器3。叉指换能器3外侧围设有薄膜材料，以形成薄膜凸起部4。滤波器芯片体2贴装于基板1的表面，以使滤波器芯片体2的表面与基板1的表面紧密贴合，并使薄膜凸起部4容纳于容纳槽101内。塑封层5塑封于基板1的表面，以完全覆盖滤波器芯片体2。

在本实施例中，如图3所示，滤波器芯片体2、叉指换能器3以及薄膜凸起部4共同构成滤波器，利用常规的表面贴装（SMT）工艺或倒装（FC）工艺，可将滤波器贴装到带有开槽设计的基板1上（如图4所示）。然后，如图2所示，可利用塑封材料进行塑封封装，形成塑封层5；最后，可将塑封完成的产品进行单片切割（一次性塑封多个滤波器的情况下），从而完成单个滤波器封装结构的封装加工。由此，由于在塑封过程中滤波器芯片体2以及基板1承担主要的塑封压力，而滤波器的薄膜凸起部4处在基板1的容纳槽101内，因此薄膜凸起部4以及内部的叉指换能器3得到了极大的保护，而不至于被塑封压力挤压变形发生坍塌，从而使得该滤波器封装结构能够很好的适用于当前常规的塑封工艺产品中，极大地提高了产品质量的可靠性。

可以理解的是，上述实施例中，滤波器芯片体2的表面与基板1的表面紧密贴合，从而使得塑封过程中的塑封材料不会进入到容纳槽101内，避免污染叉指换能器3。并且，即使有少量塑封材料进入到容纳槽101内，也会被薄膜凸起部4所阻挡，提高了滤波器封装的安全性，保证了产品的生产良率。

在上述实施例中，基板1为PCB基板（也可以采用其他形式的基板），基板1中内设有导电盘102，以用于与滤波器电连接，从而实现声-电转换。可以理解的是，如图5所示，在实际生产过程中，该PCB基板为一块尺寸较大的基板，从而能够在基板1上同时开设多个容纳槽101，并使得多个容纳槽101呈阵列式分布。由此，可一次性封装多个滤波器，从而通过单片切割的方式生产多个滤波器封装结构，以提高生产效率。当然，在其他实施例中，该PCB基板的尺寸也可以仅与一个滤波器的尺寸相匹配，从而一次性封装一个滤波器，形成一个滤波器封装结构，具体可根据实际生产需求进行适应性选择。

在上述实施例中，滤波器芯片体2为功能晶片，如图3所示，在滤波器芯片体2的表面设有导电垫片201，该导电垫片201的设置位置和尺寸与基板1的导电盘102相匹配，从而当滤波器芯片体2贴装于基板1表面的状态下，导电垫片201与导电盘102电连接。其中，该导电垫片201可以在晶圆厂生产滤波器芯片体2的同时，通过在滤波器芯片体2的表面溅射金属材料形成。该金属材料包括但不限定于Cu，厚度在10um左右，并且，该导电垫片201可进行NiAu、NiPdAu或OSP表面处理，以提高导电能力和抗氧化能力。可以理解的是，由于导电垫片201本身厚度很小，从而使得滤波器芯片体2的表面能够尽可能与基板1的表面紧密贴合，以减小缝隙，避免塑封材料从缝隙流入容纳槽101内。

在本发明的一个实施例中，优选地，基板1的表面开设有焊料槽103，焊料槽103内填充有导电焊料104，并使得导电焊料104的底面与导电盘102接触，导电焊料104的顶面与基板1的表面齐平。可以理解的是，该焊料槽103的形状和数量与导电垫片201的形状和数量相匹配，当滤波器芯片体2贴装于基板1表面的状态下，各导电垫片201能够通过各导电焊料103与导电盘102电连接。由此，利用该焊料槽103配合导电焊料104的结构形式，能够避免导电盘102暴露于基板1的表面，降低了导电盘102被氧化腐蚀的风险，有利于提高基板1的使用寿命。此外，该导电焊料104可以是常规的表面贴装（SMT）工艺或倒装（FC）工艺中，基板或者封装贴片中使用的焊料等。

如图2所示，在上述实施例中，容纳槽101的长度大于薄膜凸起部4的长度，容纳槽101的宽度大于薄膜凸起部4的宽度，容纳槽101的高度大于薄膜凸起部4与导电垫片102之间的高度差，以使得薄膜凸起部4与容纳槽101之间形成预设尺寸的间隙空间。优选地，在本实施案中，容纳槽101的尺寸可以取薄膜凸起部4的尺寸加15um进行设计，即容纳槽101的长度为薄膜凸起部4的长度加15um，容纳槽101的宽度为薄膜凸起部4的宽度加15um，该值（即15um）主要取决于封装贴片精度大小，可根据不同贴装情况进行适应性调整。容纳槽101的高度为薄膜凸起部4与导电垫片102之间的高度差加上10um，从而在考虑加工精度的前提下，保证滤波器在贴装后薄膜凸起部4不与容纳槽101的底部接触，避免对薄膜凸起部4造成破坏而影响内部的叉指换能器3的性能。

在上述实施例中，优选地，薄膜材料围设于叉指换能器3的四周及上方，以形成顶部封口的薄膜凸起部4，其中，薄膜凸起部4的顶部远离滤波器芯片体2的表面，靠近容纳槽101的底部。由此，通过该顶部封口的薄膜凸起部4能够对叉指换能器3进行严密包裹，从而提高对叉指换能器3的安全防护效果。

在上述实施例中，优选地，塑封层5的塑封材料至少满足以下条件之一：第一. 塑封材料的颗粒直径大于预设直径；第二. 塑封材料的流动速度小于预设流速；第三. 塑封材料的粘性大于预设粘性。可以理解的是，当塑封材料的颗粒直径越大时，则越不容易通过缝隙流入容纳槽101内，反之，则越容易流入容纳槽101内。类似的，当塑封材料的流动速度越慢时，则越不容易通过缝隙流入容纳槽101内，反之，则越容易流入容纳槽101内。当塑封材料的粘性越大时，则越不容易通过缝隙流入容纳槽101内，反之，则越容易流入容纳槽101内。因此，在选择塑封材料时，应尽可能选择颗粒直径较大、流动速度较慢、粘性较大的材料，从而能够在塑封过程中，减少塑封材料进入容纳槽101的可能性，以避免污染滤波器。可以理解的是，本实施例中列举的三种条件仅为较优的选择条件，在其他实施例中，还可以新增其他的选择条件，并且，塑封材料满足的条件越多，则塑封效果越好，具体可根据实际塑封需求对塑封材料进行适应性选择即可。

第二实施例

图6所示为本发明第二实施例提供的滤波器封装结构，与第一实施例相比，本实施例区别之处在于，薄膜凸起部4的结构形状不同。

具体的，在本实施例中，薄膜材料围设于叉指换能器3的四周，以形成顶部开口的薄膜凸起部4，其中薄膜凸起部4的顶部远离滤波器芯片体2的表面，靠近容纳槽101的底部。由此，该薄膜凸起部4的结构形式可以在薄膜加工过程中省去一次压膜的工艺成本，并且提高加工的效率，从而最终降低产品的成本，提升产品竞争力。

可以理解的是，虽然本实施例中的薄膜凸起部4顶部开口，然而，由于薄膜凸起部4的顶部与容纳槽101的底部之间的缝隙较小，在10um左右，并且，配合塑封材料的选择条件，能够保证塑封材料不会从薄膜凸起部4的顶部进入到薄膜凸起部4内，也不会污染到内部的叉指换能器3。

本实施例除上述结构之外，其余结构与第一实施例均相同，在此不再赘述。

第三实施例

如图7所示，在第一实施例的基础上，本发明第三实施例还提供一种滤波器封装结构的制备方法，具体包括步骤S1～S4：

S1：在基板1表面开设多个预设大小的容纳槽101，并使多个容纳槽101呈阵列分布。

S2：将预制完成的多个滤波器分布贴装在基板1的表面，以使每一个滤波器芯片体2的薄膜凸起部3容纳于一个容纳槽101内。

具体的，滤波器的预制过程包括步骤S201～S203：

S201：在滤波器芯片体2的表面设置叉指换能器3；

S202：在叉指换能器3的外侧围设薄膜材料，形成薄膜凸起部4；

S203：在滤波器芯片体1的表面设置导电垫片201，使得导电垫片201位于薄膜凸起部4的外侧。

当通过步骤S201～S203完成滤波器的预制后，形成完成的滤波器（如图3所示）。然后，通过在基板1的表面开设焊料槽103，使得焊料槽103位于容纳槽101的外侧；并将导电焊料104填充于基板1的焊料槽103内，以使得导电焊料104的顶面与基板1的表面齐平。此时，可将各个预制完成的滤波器分别贴装在基板1的表面，使得导电垫片201与导电焊料104相贴合，并使得薄膜凸起部4容纳于容纳槽101内，从而将预制完成的多个滤波器分布贴装在基板1的表面。

其中，该导电垫片201通过在滤波器芯片体2的表面电镀预设厚度的金属材料形成，金属材料至少包括Cu；并且，该导电垫片201需要进行NiAu、NiPdAu或OSP表面处理，以提高导电能力和抗氧化能力。

S3：通过塑封材料对基板1的表面进行塑封，形成覆盖所有滤波器的塑封层5。其中，该塑封材料基于第一实施例中的选择条件进行适应性选择。

S4：塑封完成后进行单片切割，形成单个滤波器封装结构。

综上所述，本发明所提供的滤波器封装结构及制备方法，具有以下有益效果：

1. 通过在基板1上进行开槽设计，并在滤波器上形成薄膜凸起部4，以使得滤波器贴装在基板1上后，薄膜凸起部4能够恰好容置于基板1的容纳槽101内，从而在后续塑封过程中能够对薄膜凸起部4以及内部的叉指换能器3进行有效保护，避免了聚合物薄膜坍塌的问题，提高了产品的可靠性。

2. 基板1上设置焊料槽103，配合导电焊料104，能够对基板1内的导电盘102进行保护，降低了导电盘102被氧化腐蚀的风险，有利于提高基板1的使用寿命。

3. 容纳槽101具有设定尺寸，从而与薄膜凸起部4之间形成预设尺寸的间隙空间，在考虑加工精度的前提下，保证滤波器在贴装后薄膜凸起部4不与容纳槽101的底部接触，避免对薄膜凸起部4造成破坏而影响内部的叉指换能器3的性能。

4. 塑封层5的塑封材料满足预设的条件，从而减少塑封材料进入容纳槽101的可能性，保证塑封效果。

上面对本发明所提供的滤波器封装结构及制备方法进行了详细的说明。对本领域的一般技术人员而言，在不背离本发明实质内容的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都将构成对本发明专利权的侵犯，将承担相应的法律责任。

Claims (10)

1.一种滤波器封装结构，其特征在于包括：

基板，所述基板的表面开设有预设大小的容纳槽；

滤波器芯片体，所述滤波器芯片体的表面设有叉指换能器，所述叉指换能器外侧围设有薄膜材料，以形成薄膜凸起部；所述滤波器芯片体贴装于所述基板的表面，以使所述滤波器芯片体的表面与所述基板的表面紧密贴合，并使所述薄膜凸起部容纳于所述容纳槽内；

塑封层，塑封于所述基板的表面，以完全覆盖所述滤波器芯片体。

2.如权利要求1所述的滤波器封装结构，其特征在于：

所述滤波器芯片体的表面设有导电垫片，所述基板内设有导电盘；

在所述滤波器芯片体贴装于所述基板的表面的状态下，所述导电垫片与所述导电盘电连接。

3.如权利要求2所述的滤波器封装结构，其特征在于：

所述基板的表面开设有焊料槽，所述焊料槽内填充有导电焊料，所述导电焊料的底面与所述导电盘接触，所述导电焊料的顶面与所述基板的表面齐平；

在所述滤波器芯片体贴装于所述基板的表面的状态下，所述导电垫片通过所述导电焊料与所述导电盘电连接。

4.如权利要求2所述的滤波器封装结构，其特征在于：

所述容纳槽的长度大于所述薄膜凸起部的长度，所述容纳槽的宽度大于所述薄膜凸起部的宽度，所述容纳槽的高度大于所述薄膜凸起部与所述导电垫片之间的高度差，以使得所述薄膜凸起部与所述容纳槽之间形成预设尺寸的间隙空间。

5.如权利要求1所述的滤波器封装结构，其特征在于：

所述薄膜材料围设于所述叉指换能器的四周，以形成顶部开口的薄膜凸起部；或者，所述薄膜材料围设于所述叉指换能器的四周及上方，以形成顶部封口的薄膜凸起部；

其中，所述薄膜凸起部的顶部远离所述滤波器芯片体的表面。

6.如权利要求1所述的滤波器封装结构，其特征在于：

所述塑封层的塑封材料至少满足以下条件中的任意一个或多个：所述塑封材料的颗粒直径大于预设直径；或者，所述塑封材料的流动速度小于预设流速；或者，所述塑封材料的粘性大于预设粘性。

7.一种滤波器封装结构的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

在基板的表面开设多个预设大小的容纳槽，并使多个容纳槽呈阵列分布；

将预制完成的多个滤波器分布贴装在所述基板的表面，以使每一个所述滤波器的薄膜凸起部容纳于一个容纳槽内；

通过塑封材料对基板的表面进行塑封，形成覆盖所有滤波器的塑封层；

塑封完成后进行单片切割，形成权利要求1～6中任意一项所述的滤波器封装结构。

8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于所述滤波器的预制过程，具体包括如下步骤：

在滤波器芯片体的表面设置叉指换能器；

在所述叉指换能器的外侧围设薄膜材料，形成薄膜凸起部；

在所述滤波器芯片体的表面设置导电垫片，使得导电垫片位于所述薄膜凸起部的外侧。

9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于将预制完成的多个滤波器分布贴装在所述基板的表面，具体包括如下步骤：

在所述基板的表面开设焊料槽，使得所述焊料槽位于所述容纳槽的外侧；

将导电焊料填充于所述基板的焊料槽内，并使得所述导电焊料的顶面与所述基板的表面齐平；

将预制完成的滤波器倒装于所述基板的表面，以使得所述导电垫片与所述导电焊料相贴合，并使得所述薄膜凸起部容纳于所述容纳槽内；

重复上述步骤，直至将预制完成的多个滤波器分布贴装在所述基板的表面。

10.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于：

所述导电垫片通过在所述滤波器芯片体的表面电镀预设厚度的金属材料形成，所述金属材料至少包括Cu；其中，对所述导电垫片进行NiAu、NiPdAu或OSP表面处理。

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