空气腔型薄膜滤波器的封装方法和空气腔型薄膜滤波器

摘要

本发明涉及一种空气腔型薄膜滤波器的封装方法和空气腔型薄膜滤波器，封装方法包括：S1、提供晶圆，晶圆上排布着空气腔型薄膜滤波器芯片阵列，S3、对晶圆进行激光划片，得到各空气腔型薄膜滤波器芯片，S5、将空气腔型薄膜滤波器芯片与封装基板电连接后，封装形成空气腔型薄膜滤波器成品；采用激光划片方式来替代传统的砂轮划片方式，从而避免WLP封装的使用，减少工艺步骤、降低工艺难度、大幅缩短加工周期、节约生产成本。

说明书

技术领域

本发明涉及半导体封装领域，具体涉及一种空气腔型薄膜滤波器的封装方法和空气腔型薄膜滤波器。

背景技术

封装的定义是保护电路芯片免受周围环境的影响(包括物理、化学性的影响)。芯片封装工艺是利用膜技术及微细加工技术，将芯片及其他要素在框架或基板上布置、粘贴固定及连接，引出接线端子并通过可塑性绝缘介质灌封固定，构成整体结构的工艺；目前，空气腔型薄膜滤波器的封装方式通常采用晶圆级封装(Wafer Level Package，简称WLP)和芯片级封装(Chip Size Package,简称CSP)结合的封装方式，其中完成WLP封装需要至少40余个工艺步骤，不但工艺复杂，而且成本很高。因此，如何缩短封装周期、降低成本是封装工艺发展过程中的重要问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种空气腔型薄膜滤波器的封装方法和空气腔型薄膜滤波器，利用激光划片，来替代传统的砂轮划片方式，从而避免WLP封装的使用，减少工艺步骤、降低工艺难度、大幅缩短加工周期、节约生产成本。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种空气腔型薄膜滤波器的封装方法，所述封装方法包括：

S1、提供晶圆，所述晶圆上排布着空气腔型薄膜滤波器芯片阵列；

S3、对所述晶圆进行激光划片，得到各空气腔型薄膜滤波器芯片；

S5、将所述空气腔型薄膜滤波器芯片与封装基板电连接后，封装形成空气腔型薄膜滤波器成品。

本发明的有益效果是：本实施例提供的空气腔型薄膜滤波器的封装方法，通过激光划片对排布着空气腔型薄膜滤波器芯片阵列的晶圆进行切割，将空气腔型薄膜滤波器芯片与封装基板电连接，封装后对空气腔型薄膜滤波器芯片加以保护；其中采用激光划片方式来替代传统的砂轮划片方式，可以避免WLP封装的使用，从而减少工艺步骤、降低工艺难度、大幅缩短加工周期、节约生产成本。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

进一步，所述S3之前包括：

S2、在所述空气腔型薄膜滤波器芯片的电极上植上导电球或导电凸点。

采用上述进一步方案的有益效果是：在空气腔型薄膜滤波器的电极上进行植球工艺或凸点加工，保证每个与外部进行电连接的电极上都有导电球或导电凸点，便于后续与封装基板电连接。

进一步，所述晶圆包括横纵交叉的划片道，所述S3包括：

通过激光光源沿着所述划片道进行切割，得到彼此分离的各空气腔型薄膜滤波器芯片。

采用上述进一步方案的有益效果是：激光划片不仅对芯片无损伤、无污染，而且其切割精度高，需要的划槽很窄，可以大幅度提高晶圆上的器件密度，从而降低生产成本。

进一步，所述S5之前包括：

S4、对各带有导电球或导电凸点的空气腔型薄膜滤波器芯片进行测试分选。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过对带有导电球或导电凸点的空气腔型薄膜滤波器芯片进行测试分选，以保证后续成品的性能。

进一步，所述S5包括：

S51、通过倒装焊工艺，将分选后的空气腔型薄膜滤波器芯片倒装且电连接在所述封装基板上；

S52、对倒装在所述封装基板上的空气腔型薄膜滤波器芯片进行塑封处理，得到半成品；

S53、对所述半成品进行固化与切割得到所述空气腔型薄膜滤波器产品。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过倒装焊工艺使得空气腔型薄膜滤波器芯片与封装基板直接互连，封装密度高，同时通过塑封处理将空气腔型薄膜滤波器芯片完全包裹在中间，隔绝水汽、微尘等污染，保护空气腔型薄膜滤波器芯片不受外界环境的影响。

进一步，所述S5之后包括：

S6、对所述空气腔型薄膜滤波器成品进行性能测试，筛选得到合格产品。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过性能测试筛选出合格产品，保证产品的可靠性。

为了解决上述问题，本发明还提供一种空气腔型薄膜滤波器，由如上所述的空气腔型薄膜滤波器的封装方法所制成。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的一种空气腔型薄膜滤波器的封装方法的流程图；

图2为本发明一实施例提供的待切晶圆；

图3为本发明一实施例提供的植球工艺的示意图；

图4为本发明一实施例提供的激光划片工艺的示意图；

图5为本发明一实施例提供的倒装焊后半成品的剖面图；

图6为本发明一实施例提供的空气腔型薄膜滤波器成品的剖面图；

图7为本发明一实施例提供的另一种空气腔型薄膜滤波器的封装方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，图1为本发明实施例提供的一种空气腔型薄膜滤波器的封装方法，该空气腔型薄膜滤波器的封装方法包括：

S1、提供晶圆，晶圆上排布着空气腔型薄膜滤波器芯片阵列；

S3、对晶圆进行激光划片，得到各空气腔型薄膜滤波器芯片；

S5、将空气腔型薄膜滤波器芯片与封装基板电连接后，封装形成空气腔型薄膜滤波器成品。

可以理解的是，划片作为半导体封装的第一道工序，其质量的好坏直接影响到整体的封装质量。激光划片作为一门新兴技术，其非接触、高精度、无污染的加工特性非常适合机械强度较差、对封装环境要求高的空气腔型薄膜滤波器；激光划片工艺是指将激光聚焦在被加工材料内部，使其内部产生质变层，再借由扩展胶膜等方法将晶粒分离的方法，在实际工艺操作中基本上不会产生崩角、裂片、微尘等问题，也无需清洗工艺。另外，激光划片的切割精度高，需要的划槽很窄，甚至可以进行无缝切割，这样可以大幅度提高晶圆上的器件密度，从而降低生产成本。因此，本实施例提供的空气腔型薄膜滤波器的封装方法，通过激光划片对排布着空气腔型薄膜滤波器芯片阵列的晶圆进行切割，将空气腔型薄膜滤波器芯片与封装基板电连接后进行封装；其中采用激光划片方式来替代传统的砂轮划片方式，可以避免WLP封装的使用，从而减少工艺步骤、降低工艺难度、大幅缩短加工周期、节约生产成本。

在本实施例中，在S1中，通过前道工艺，得到排布着空气腔型薄膜滤波器芯片阵列的晶圆，其中空气腔型薄膜滤波器芯片阵列为规则矩阵阵列，即每行空气腔型薄膜滤波器芯片对齐，每列空气腔型薄膜滤波器芯片对齐；如图2所示，110为空气腔，111为具有滤波功能的薄膜结构；在一些实施例中，空气腔型薄膜滤波器芯片阵列也可以是行交错阵列，即每两行空气腔型薄膜滤波器芯片交错。

在本实施例中，在S3之前包括：S2、在空气腔型薄膜滤波器芯片的电极上植上导电球或导电凸点；即针对每个空气腔型薄膜滤波器芯片的电极都通过植球工艺植上导电球或导电凸点，便于后续与外部进行电连接，提高封装密度。其中导电球或导电凸点包括但不限于金球、铜球、锡球等；如图3所示，每个空气腔型薄膜滤波器芯片11的电极上都有导电球或导电凸点12。

在本实施例中，晶圆包括横纵交叉的划片道，S3包括：通过激光光源沿着划片道进行切割，得到彼此分离的各空气腔型薄膜滤波器芯片。如图4所示，激光光源13发出的激光沿着划片道进行切割，让带有导电球或导电凸点的空气腔型薄膜滤波器芯片14彼此分离，得到一颗一颗独立的空气腔型薄膜滤波器芯片；由于激光划片在切割的时候，不会产生崩角、裂片和微尘等问题，而且划片道很窄，可以大幅度提高晶圆上的器件密度。在一些实施例中，晶圆包括横向划片道或纵向划分道，通过激光划片得到一行排列或一列排列的多个空气腔型薄膜滤波器芯片。

在本实施例中，在S5之前，包括：S4、对各带有导电球或导电凸点的空气腔型薄膜滤波器芯片进行测试分选。为了保证切割后的空气腔型薄膜滤波器芯片的性能，对各带有导电球或导电凸点的空气腔型薄膜滤波器芯片进行测试分选，可以用微探针进行测试，确定该空气腔型薄膜滤波器芯片是否能正常工作，采用分选机对测试过的芯片进行分选，选出所要键合的带有导电球或导电凸点的空气腔型薄膜滤波器芯片。

需要说明的是，S5具体包括：

S51、通过倒装焊工艺，将分选后的空气腔型薄膜滤波器芯片倒装且电连接在封装基板上；

S52、对倒装在所述封装基板上的空气腔型薄膜滤波器芯片进行塑封处理，得到半成品；

S53、对半成品进行固化与切割得到空气腔型薄膜滤波器成品。

在本实施例中，如图5所示，将分选处理的带导电球或导电凸点的空气腔型薄膜滤波器芯片14倒扣在封装基板15上，经过倒装焊工艺，将导电球或导电凸点12压焊在封装基板15上。在一些实施例中，当空气腔型薄膜滤波器芯片的电极未植上导电球或导电凸点时，可以采用金线焊接的方式电连接空气腔型薄膜滤波器芯片和封装基板。如图6所示，保护外壳16是塑封之后切割形成的，其成分包括但不限于环氧树脂、硬化剂、填充剂、添加剂等绝缘材料，塑封处理时，将高温时呈粘稠糊状的塑封材料浇筑在空气腔型滤波器芯片和封装基板上，待塑封材料冷却固化后，切割形成一个个独立封装的产品，其中固化是等待塑封材料完全填充，使其与封装基板粘连在一起，然后冷却成固态；固化后切割的是固态塑封材料和封装基板，目的是分离开最终产品。在一些实施例中，还可通过粘接剂将保护外壳16连接在封装基板上，得到半成品，对粘接剂进行固化得到空气腔型薄膜滤波器成品；其中粘接剂包括但不限于环氧树脂、酚醛树脂或脲醛树脂等。

在本实施例中，S5之后包括：S6、对空气腔型薄膜滤波器成品进行性能测试，筛选得到合格产品。按照产品的性能指标对产品进行各项性能测试，筛选出合格产品。

本实施例还提供一种空气腔型薄膜滤波器，该空气腔型薄膜滤波器由如上所述的空气腔型薄膜滤波器的封装方法所制作。可选的，该空气腔型薄膜滤波器包括：空气腔型薄膜滤波器芯片、封装基板和保护外壳，空气腔型薄膜滤波器芯片与封装基板电连接，保护外壳与封装基板连接；空气腔型薄膜滤波器还包括在空气腔型薄膜滤波器芯片电极上植的导电球或导电凸点。

为了便于理解，本实施例还提供一种较为具体的空气腔型薄膜滤波器的封装方法，如图7所示，该封装方法包括：

1、通过前道工艺，得到排布着空气腔型薄膜滤波器芯片规则矩形阵列的晶圆，然后在薄膜滤波器芯片的电极上进行植球工艺或凸点加工工艺，保证每个与外部进行电连接的电极上都有导电球或导电凸点；

2、将植球后的晶圆进行激光划片，激光光源发出的激光沿着预设的横纵划片道进行切割，让带有导电球或导电凸点空气腔型薄膜滤波器芯片彼此分离；

3、把分离开的带有导电球或导电凸点的空气腔型薄膜滤波器芯片进行分选，选出所要键合的器件；

4、将分选出来的带有导电球或导电凸点的空气腔型薄膜滤波器芯片倒扣在封装基板上，经过倒装焊工艺，实现空气腔型薄膜滤波器芯片与封装基板的互连；

5、倒装焊完成后，对封装基板和空气腔型薄膜滤波器芯片进行塑封处理；塑封时，从空气腔型薄膜滤波器芯片顶部浇筑塑料材料，同时塑封形成塑料外壳，塑料外壳可以保护空气腔型薄膜滤波器芯片不受外界环境的影响；

6、对塑封后的半成品进行固化、定型和切割，得到最终产品；

7、按照产品的性能指标对产品进行各项性能测试，筛选出合格产品。

本实施例中，利用激光划片的优点，优化了空气腔型薄膜滤波器的封装工艺。其具体工艺步骤如下：首先直接在带有空气腔型薄膜滤波芯片的晶圆上进行导电球植球或导电凸点加工，然后用激光进行划片，再进行裂片，之后利用倒装焊的方式将空气腔型薄膜滤波芯片和封装基板进行电气互连，再对整张基板进行塑封处理，用塑料外壳对独立的器件加以保护，最后完成固化、定型和切割等封装流程得到空气腔型薄膜滤波器成品。通过激光划片来替代传统的砂轮划片方式，从而避免使用WLP封装，减少工艺步骤、降低工艺难度、大幅缩短加工周期、节约生产成本。

以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本专利中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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。