一种声表面滤波芯片的封装结构及其封装方法技术

本发明专利技术公开了一种声表面滤波芯片的封装结构及其封装方法，属于半导体芯片封装技术领域。其所述金属柱上下贯穿包封料层；所述包封料层的上表面设置多层再布线层，并与金属柱连接，并在多层再布线层的上表面设置若干个金属连接块；所述声表面波滤波器芯片通过金属连接块与多层再布线层多点倒装固连，所述多层再布线层与金属柱连接将声表面波滤波器芯片的电信号向下传导；包封膜包封在多层再布线层的上方、声表面波滤波器芯片的下方形成空腔，芯片功能区置于空腔内。本发明专利技术降低了制作时的工艺难度，提高了声表面波滤波器的成品率。

【技术实现步骤摘要】
一种声表面滤波芯片的封装结构及其封装方法
本专利技术涉及一种声表面滤波芯片的封装结构及其封装方法，属于半导体芯片封装

技术介绍
声表面波滤波器是移动通讯终端产品的重要部件，原材料是采用压电晶体制作而成。随着移动终端的小型化、低成本化，对声表面波滤波器的封装要求也相应的提高了。同时因声表面波滤波器产品性能和设计功能需求，需要保证滤波芯片功能区域不能接触任何物质，即空腔结构设计。基于声表面波滤波器对封装结构中空腔结构的需求，以及空腔表面平整度和洁净度的要求，传统的声表面波滤波器大多采用陶瓷基板封装结合热压超声焊接的方式进行封装。如图1所示，在陶瓷基板2上设有镀金焊盘3，在焊盘3上设有锡膏层4，在焊盘3周围的陶瓷基板2上设有绝缘层5；在芯片1的焊接面植有金球6，芯片1通过金球6与锡膏层4相焊接的方式与陶瓷基板2紧固连接在一起。现有的这类声表面波滤波器封装结构存在以下缺陷：一、陶瓷基板必须采用金球的热压超声焊接，导致材料和工艺成本居高不下；二、陶瓷基板本身厚度和重量都较大，使得封装结构体积大、工艺复杂同时性价比低，和移动终端需求的薄、小、轻背道而驰；三、器件安装的准确性、信号导线的影响、焊接的角度等这一系列的不确定性便造成了器件性能的不一致性，甚至对声表面波滤波器造成破坏。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种不需采用陶瓷基板封装的声表面滤波芯片的封装结构及其封装方法，以降低制作时的工艺难度，降低成本，以及提高声表面波滤波器的成品率。本专利技术的目的是这样实现的：本专利技术一种声表面滤波芯片的封装结构，其包括正面设有芯片功能区的声表面波滤波器芯片，其还包括金属连接块、多层再布线层、金属柱和包封料层，所述金属连接块设置在所述芯片功能区的外围，所述金属柱有若干个，按预先设计的方案分布于包封料层内，所述金属柱上下贯穿包封料层；所述多层再布线层包括至少一层介电层和至少一层再布线金属图形层，其相互交错设置，所述介电层包裹再布线金属图形层和/或填充于相邻的再布线金属图形层之间，所述再布线金属图形层彼此之间存在选择性电性连接，并在最下层介电层处开设多层再布线层开口，所述多层再布线层的最下层的再布线金属图形层通过多层再布线层开口与金属柱固连；所述声表面波滤波器芯片通过金属连接块与所述多层再布线层的最上层的再布线金属图形层倒装固连，所述多层再布线层与金属柱固连将声表面波滤波器芯片的电信号向下传导；采用膜片状的包封膜，经层压工艺，将所述声表面波滤波器芯片和多层再布线层的裸露面包封，同时，在多层再布线层的上方、声表面波滤波器芯片的下方形成空腔，所述芯片功能区置于空腔内。本专利技术所述金属连接块的厚度范围为6~12微米。本专利技术所述金属连接块的材质为铜、金、银的一种或几种，其顶端设有焊料层。本专利技术所述金属柱的厚度与包封料层的厚度相等且齐平。本专利技术一种声表面滤波芯片的封装结构的封装方法，其实施步骤如下：步骤一、提供一载体圆片，并在载体圆片上方设置粘合层；步骤二、通过物理气相沉积（PVD），在粘合层上形成金属导电层，再在所述金属导电层上贴上或涂覆掩膜材料，通过光刻或者激光的方式在掩膜材料上形成掩膜图形开口，利用电镀的方式在掩膜图形开口内填充金属，形成金属柱，剥离掩膜材料，上述载体圆片表面形成金属柱阵列；步骤三、利用包封的方式将包封材料填满整个载体圆片的金属柱，形成带有金属柱的包封料层；步骤四、在包封料层上方形成多层再布线层和多层再布线层开口，所述多层再布线层通过多层再布线层开口向下与金属柱固连；步骤五、在多层再布线层的上表面依次通过溅射、光刻、电镀方式形成若干个金属连接块，所述金属连接块预先设置于声表面波滤波器芯片的芯片功能区的外围；步骤六、所述声表面波滤波器芯片通过金属连接块与所述多层再布线层的最上层的再布线金属图形层倒装固连；步骤七、清洗滤波芯片功能区域的金属表面氧化物和污染物；步骤八、用包封料通过层压方式包封声表面波滤波器芯片和多层再布线层的裸露部分，形成包封层，再经高温烘烤后固化成形；同时，所述多层再布线层的上方、声表面波滤波器芯片的下方形成空腔，所述芯片功能区置于空腔内；步骤九、通过在粘合层上照射UV光或激光，使载体与晶圆级封装件分离；步骤十、采用激光或刀片方式将晶圆级封装件切割成单个声表面波滤波器的封装件。本专利技术步骤三中，还包括如下工艺：通过执行化学机械抛光（CMP）步骤或研磨步骤的平坦化工艺，使所述包封料层露出金属柱上表面，并使金属柱上表面与包封料层上表面齐平；再对上述圆片平面进行等离子体处理，所述等离子体处理采用的气体为氩气、氧气、四氟化碳中的一种或几种。本专利技术所述金属连接块的厚度范围为6~12微米。本专利技术在步骤八中，对包封料实施层压方式的条件如下：工艺环境为温度80℃、湿度20%，在压力的作用下，使包封料塑型变化控制在每分钟的形变量为1~3微米。本专利技术在步骤八中，所述空腔的高度h不大于22微米，包封膜被挤进声表面波滤波器芯片下方的概率不超过20%。因此，在应对下一代声表面波滤波器的封装中，本专利技术提供声表面滤波芯片的封装结构及其封装方法被认为是最有可能解决当前封装问题的手段。有益效果本专利技术巧妙利用晶圆级封装的概念和再布线金属工艺，通过重构晶圆的方式实现声表面波滤波器的封装，其声表面波滤波器所需的空腔利用倒装焊接的方式形成，降低了工艺难度，并使空腔厚度不到22微米，从而大大降低了封装体的整体厚度，进而降低了整体重量，实现了体积小、成本低的声表面波滤波器的封装结构，并提高了封装可靠性，是下一代声表面波滤波器封装的重要解决方案。附图说明图1为传统声表面滤波芯片的封装结构的剖面示意图；图2A为本专利技术一种声表面滤波芯片的封装结构的实施例的剖面示意图；图2B、2C为图2A的实施例中声表面滤波芯片的芯片功能区与金属块的位置关系示意图；图3A-图3K为本专利技术一种声表面滤波芯片的封装结构的封装方法的工艺流程的示意图；图中：声表面波滤波器芯片10芯片功能区11金属连接块12空腔14包封膜16再布线金属图形层20介电层23介电层开口231包封料层30包封料层上表面31包封料层下表面33金属柱40金属柱上表面41金属柱下表面43载体圆片50粘合层53。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。为了易于说明，可以使用空间相对术语(诸如“在…下方”、“之下”、“下部”、“在…上方”、“上部”等)以描述图中所示一个元件或部件与另一个元件或部件的关系。除图中所示的定向之外，空间相对术语还包括使用或操作中设备的不同定向。装置可以以其他方式定向（旋转90度或处于其他定向），本文所使用的空间相对描述可因此进行类似的解释。实施例本专利技术一种声表面滤波芯片的封装结构，如图2A、2B和2C所示，其中，图2A为本专利技术实施例的剖面示意图；图2B、2C为图2A的实施例中声表面滤波芯片的芯片功能区11与金属连接块12的位置关系示意图。声表面波滤波器芯片10是声表面滤波器芯片，其厚度范围为200-250微米，其正面设有芯片功能区11。声表面波滤波器芯片10的芯片功能区11的外围设置金属连接块12，金属连接块12至少两个，围绕芯片功能区11设置，如图2B、2C所示。金属连接块12主要起支撑声表面波滤波器芯片10的作用，其可以设置在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种声表面滤波芯片的封装结构，其包括声表面波滤波器芯片，其正面设有芯片功能区，其特征在于，其还包括金属连接块、多层再布线层、金属柱和包封料层，所述金属连接块设置在所述芯片功能区的外围，所述金属柱有若干个，按预先设计的方案分布于包封料层内，所述金属柱上下贯穿包封料层；所述多层再布线层包括至少一层介电层和至少一层再布线金属图形层，其相互交错设置，所述介电层包裹再布线金属图形层和/或填充于相邻的再布线金属图形层之间，所述再布线金属图形层彼此之间存在选择性电性连接，并在最下层介电层处开设多层再布线层开口，所述多层再布线层的最下层的再布线金属图形层通过多层再布线层开口与金属柱固连；所述声表面波滤波器芯片通过金属连接块与所述多层再布线层的最上层的再布线金属图形层倒装固连，所述多层再布线层与金属柱固连将声表面波滤波器芯片的电信号向下传导；采用膜片状的包封膜，经层压工艺，将所述声表面波滤波器芯片和多层再布线层的裸露面包封，同时，在多层再布线层的上方、声表面波滤波器芯片的下方形成空腔，所述芯片功能区置于空腔内。

【技术特征摘要】
1.一种声表面滤波芯片的封装结构，其包括声表面波滤波器芯片，其正面设有芯片功能区，其特征在于，其还包括金属连接块、多层再布线层、金属柱和包封料层，所述金属连接块设置在所述芯片功能区的外围，所述金属柱有若干个，按预先设计的方案分布于包封料层内，所述金属柱上下贯穿包封料层；所述多层再布线层包括至少一层介电层和至少一层再布线金属图形层，其相互交错设置，所述介电层包裹再布线金属图形层和/或填充于相邻的再布线金属图形层之间，所述再布线金属图形层彼此之间存在选择性电性连接，并在最下层介电层处开设多层再布线层开口，所述多层再布线层的最下层的再布线金属图形层通过多层再布线层开口与金属柱固连；所述声表面波滤波器芯片通过金属连接块与所述多层再布线层的最上层的再布线金属图形层倒装固连，所述多层再布线层与金属柱固连将声表面波滤波器芯片的电信号向下传导；采用膜片状的包封膜，经层压工艺，将所述声表面波滤波器芯片和多层再布线层的裸露面包封，同时，在多层再布线层的上方、声表面波滤波器芯片的下方形成空腔，所述芯片功能区置于空腔内。2.根据权利要求1所述的声表面滤波芯片的封装结构，其特征在于，所述金属连接块的厚度范围为6~12微米。3.根据权利要求2所述的声表面滤波芯片的封装结构，其特征在于，所述金属连接块的材质为铜、金、银的一种或几种，其顶端设有焊料层。4.根据权利要求1所述的声表面滤波芯片的封装结构，其特征在于，所述金属柱的厚度与包封料层的厚度相等且齐平。5.一种声表面滤波芯片的封装结构的封装方法，其实施步骤如下：步骤一、提供一载体圆片，并在载体圆片上方设置粘合层；步骤二、通过物理气相沉积（PVD），在粘合层上形成金属导电层，再在所述金属导电层上贴上或涂覆掩膜材料，通过光刻或者激光的方式在掩膜材料上形成掩膜图形开口，利用电镀的方式在掩膜图形开口内填充金属，形成金属柱，剥离掩膜材料，上述载体圆片表面形成金属柱阵列；步骤三、利用包封的方式...

【专利技术属性】
技术研发人员：张黎，赖志明，陈锦辉，陈栋，
申请(专利权)人：江阴长电先进封装有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32