一种芯片级声表面波器件气密性封装及方法技术

本发明专利技术公开一种芯片级声表面波器件气密性封装，包括陶瓷基板、声表面波芯片和金属管帽，陶瓷基板的内表面上设有内电极和围绕内电极的金属接地框，内电极和金属接地框上均设有焊料；声表面波芯片上设有金属凸点，内电极上的焊料与该金属凸点熔封包裹焊接，将声表面波芯片倒装焊接在陶瓷基板上；金属管帽与金属接地框上的焊料熔封焊接，在声表面波芯片和陶瓷基板之间形成空隙，空隙中充满了氮气。本发明专利技术还公开一种芯片级声表面波器件气密性封装方法。本发明专利技术采用金属管帽和陶瓷基板熔封的金属陶瓷封装，是全气密封的结构，封装内部气氛可控；金属管帽与金属接地框焊接在一起，具有良好的散热和电磁屏蔽作用；内部电极上的焊料提高了芯片的剪切强度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于声表面波器件封装
，具体涉及一种芯片级声表面波器件气密性封装及方法。
技术介绍
声表面波(SurfaceAcousticWave，SAW)器件是一种利用声表面波效应和谐振特性制成的对频率有选择作用的器件。声表面波器件，尤其是声表面波滤波器(SurfaceAcousticWaveFilter，SAWF)具有体积小、重量轻、一致性好、可靠性水平高，能对信号实时处理、模拟/数字兼容、抗电磁干扰性能好、损耗低和频率选择性好等优势，一直是移动通讯和汽车电子的关键器件。随着移动通讯等领域技术的不断发展，新兴的技术应用对SAWF提出了越来越高的要求，而当今世界范围内SAWF的发展趋势是小型化。2001-2015年欧美、日本的SAWF体积缩小到原来尺寸的1％，由此使得移动电话的体积大大缩小，目前日本村田公司推出的声表面波双工器，尺寸仅为1.8×1.4×0.6cm3，重量为15mg。目前，声表面波器件小型化封装主要采用芯片级封装(ChipScalePackage，CSP)，按照使用可靠性要求分为气密性封装和非气密性封装。移动终端上广泛使用的声表面波滤波器主要采用非气密性封装，而在汽车电子、雷达、军用通讯系统、敌我识别、电子对抗、测距、定位、导航和遥测遥控等军事装备领域中则需要使用气密性封装器件。而气密性封装内部要求能够实现内部的气氛可控，内部的水汽含量较低；同时高性能、高可靠性的声表面波器件要求有良好的电磁屏蔽能力和功率承受能力。但是，本专利技术的专利技术人经过研究发现，现有的声表面波器件结构不是气密性封装，内部气氛无法控制，无法进行电磁屏蔽。
技术实现思路
针对现有技术存在的现有声表面波器件结构不是气密性封装，内部气氛无法控制，无法进行电磁屏蔽的技术问题，本专利技术提供一种芯片级声表面波器件气密性封装。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种芯片级声表面波器件气密性封装，包括陶瓷基板、声表面波芯片和金属管帽；其中，所述陶瓷基板的内表面上设有内电极和围绕内电极的金属接地框，所述内电极和金属接地框上均设有焊料；所述声表面波芯片上设有金属凸点，所述内电极上的焊料与该金属凸点熔封包裹焊接，将所述声表面波芯片倒装焊接在陶瓷基板上；所述金属管帽与所述金属接地框上的焊料熔封焊接，在所述声表面波芯片和陶瓷基板之间形成空隙，所述空隙中充满了氮气。进一步，所述陶瓷基板为高温共烧陶瓷基板或低温共烧陶瓷基板。进一步，所述焊料为AuSn焊料。进一步，所述金属凸点为金凸点或铜凸点。进一步，所述声表面波芯片和金属管帽之间还设有AuSn焊料，该AuSn焊料将所述声表面波芯片和金属管帽连接。本专利技术还公开一种芯片级声表面波器件气密性封装方法，所述芯片级声表面波器件气密性封装如前所述，该方法包括以下步骤：将金属管帽与倒装焊接有声表面波芯片的陶瓷基板放在真空炉中加热平台上；对真空炉加热平台上的器件进行加热，使器件温度由室温升到预热温度，并在预热过程中对真空炉抽真空进行排气，且在炉内加热平台温度到达焊接温度前充入高纯氮气；当在预热温度处恒定一段时间后，再进行升温，使器件温度由预热温度升到焊接温度，并在焊接温度处开始将所述金属管帽与陶瓷基板上金属接地框上的焊料进行熔封焊接；在焊接温度处保持一段时间后结束，并将器件温度降温到室温。进一步，所述预热温度为200-250度，在预热温度处恒定的时间为4-5分钟。进一步，所述焊接温度为300-335度，在焊接温度处保持的时间为0.5-1分钟。进一步，所述在炉内加热平台温度到达焊接温度前充入纯度大于99.995％的高纯氮气。本专利技术提供的芯片级声表面波器件气密性封装及方法中，采用金属管帽和陶瓷基板熔封的金属陶瓷封装，是全气密封的结构，封装内部气氛可控，封装内部充满了高纯度的氮气等惰性气体，水汽含量低于5000ppm，氧气含量低于1000ppm，其他的气体含量低于1000ppm；同时采用金属管帽与陶瓷基板上的金属接地框焊接在一起，具有良好的散热和电磁屏蔽作用，因而具有很高的可靠性；另外，内部金属电极上的焊料，在熔化后能够加固金属凸点与陶瓷基板的粘接强度，因而大大提高了芯片的剪切强度。附图说明图1是本专利技术提供的芯片级声表面波器件气密性封装结构示意图。图2是本专利技术提供的陶瓷基板内表面制作的内电极和金属接地框结构示意图。图3是本专利技术提供的陶瓷基板外表面制作的外电极结构示意图。图4是本专利技术提供的芯片级声表面波器件气密性封装方法流程示意图。图中，1、陶瓷基板；11、内电极；12、金属接地框；13、外电极；2、声表面波芯片；21、金属凸点；3、金属管帽；4、空隙；5、AuSn焊料。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本专利技术。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“径向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。请参考图1和图2所示，本专利技术公开一种芯片级声表面波器件气密性封装，包括陶瓷基板1、声表面波芯片2和金属管帽3；其中，所述陶瓷基板1的内表面上设有内电极11和围绕内电极11的金属接地框12，所述内电极11和金属接地框12上均设有焊料(图中未示)；所述声表面波芯片2上设有金属凸点21，所述内电极11上的焊料与该金属凸点21熔封包裹焊接，将所述声表面波芯片2倒装焊接在陶瓷基板1上；所述金属管帽3与所述金属接地框12上的焊料熔封焊接，在所述声表面波芯片2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种芯片级声表面波器件气密性封装，其特征在于，包括陶瓷基板、声表面波芯片和金属管帽；其中，所述陶瓷基板的内表面上设有内电极和围绕内电极的金属接地框，所述内电极和金属接地框上均设有焊料；所述声表面波芯片上设有金属凸点，所述内电极上的焊料与该金属凸点熔封包裹焊接，将所述声表面波芯片倒装焊接在陶瓷基板上；所述金属管帽与所述金属接地框上的焊料熔封焊接，在所述声表面波芯片和陶瓷基板之间形成空隙，所述空隙中充满了氮气。

【技术特征摘要】
1.一种芯片级声表面波器件气密性封装，其特征在于，包括陶
瓷基板、声表面波芯片和金属管帽；其中，所述陶瓷基板的内表面上
设有内电极和围绕内电极的金属接地框，所述内电极和金属接地框上
均设有焊料；所述声表面波芯片上设有金属凸点，所述内电极上的焊
料与该金属凸点熔封包裹焊接，将所述声表面波芯片倒装焊接在陶瓷
基板上；所述金属管帽与所述金属接地框上的焊料熔封焊接，在所述
声表面波芯片和陶瓷基板之间形成空隙，所述空隙中充满了氮气。
2.根据权利要求1所述的芯片级声表面波器件气密性封装，其
特征在于，所述陶瓷基板为高温共烧陶瓷基板或低温共烧陶瓷基板。
3.根据权利要求1所述的芯片级声表面波器件气密性封装，其
特征在于，所述焊料为AuSn焊料。
4.根据权利要求1所述的芯片级声表面波器件气密性封装，其
特征在于，所述金属凸点为金凸点或铜凸点。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的芯片级声表面波器件气密
性封装，其特征在于，所述声表面波芯片和金属管帽之间还设有AuSn
焊料，该AuSn焊料将所述声表面波芯片和金属管帽连接。
6.一种芯片级声表面波器件气密性封装方法，其特征在于，所
述...

【专利技术属性】
技术研发人员：米佳，陶毅，蒋国宇，董姝，任超，赵雪梅，张龙，刘积学，陈湘渝，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十六研究所，
类型：发明
国别省市：重庆;50