一种集成IPD的晶圆级封装声表器件制造技术

本实用新型专利技术公开了一种集成IPD的晶圆级封装声表器件，涉及声表器件领域，由下至上依次包括声表芯片、衬底结构和IPD芯片，衬底结构包括衬底和位于衬底第二表面的氧化层，衬底中设有贯穿的通孔，通孔内设有连通结构，连通结构的两端分别直达衬底的第一表面和氧化层的表层，用于连接声表芯片和IPD芯片；声表芯片的外表面上设有锡球作为晶圆级封装声表器件的信号端连接外部器件，和/或，IPD芯片的金属焊盘作为晶圆级封装声表器件的信号端连接外部器件。该声表器件实现了小型化的同时，还通过连通结构的垂直导通特性在不改变芯片尺寸的前提下，在衬底上集成了IPD芯片，使得信号导出布局设计更为随意，具有较强的市场需求适用性。具有较强的市场需求适用性。具有较强的市场需求适用性。

【技术实现步骤摘要】
一种集成IPD的晶圆级封装声表器件


[0001]本技术涉及声表器件领域，尤其是一种集成IPD的晶圆级封装声表器件。

技术介绍

[0002]移动通信技术发展到2G、3G、4G乃至5G，频率不断提高，频段不断增多，面对这样的应用需求，使得相关射频器件面临了新的挑战。滤波器、双工器、谐振器作为射频器件的主要组件，在无线设备中往往需要使用几十个滤波器、双工器，因此需要射频器件往小型化、集成化、高可靠性发展，滤波器、双工器等射频器件的设计变得极为重要。
[0003]由于声表器件具有性能稳定、使用方便、选择性好、频带宽等优点，满足了现代通信系统设备以及移动通讯轻薄短小化和高频化、数字化、高性能、高可靠性等方面的要求，在通信市场应用广泛。而以往声表器件都需要依托基板设计，另外部分声表器件需要额外的电路匹配，一般通过基板包含匹配电路，或者测试夹具上添加匹配电容电感以实现最佳性能，这额外增加了系统成本，因此，进一步降低成本、小型化成为声表器件的主要攻克难题。
[0004]一般5G通信拥有多个n79、n78等高频率频段，而声表器件大多只适用于3GHz以内的频段，市场急需适用于3GHz以上频段的滤波器、双工器等组件。而如何将多种射频器件集成一体，进一步实现当今通信射频器件小型化、低成本的要求，是移动通信技术发展的难点。

技术实现思路

[0005]本专利技术人针对上述问题及技术需求，提出了一种集成IPD的晶圆级封装声表器件。通过衬底中设有通孔和连通结构的垂直导通特性，实现了IPD芯片与声表芯片的互连，使得信号导出布局设计更为随意，降低了设计要求，得到了更高的互连密度。
[0006]本技术的技术方案如下：
[0007]一种集成IPD的晶圆级封装声表器件，由下至上依次包括声表芯片、衬底结构和IPD芯片，衬底结构包括衬底和位于衬底第二表面的氧化层，衬底中设有贯穿的通孔，通孔内设有连通结构，连通结构的两端分别直达衬底的第一表面和氧化层的表层，用于连接声表芯片和IPD芯片；
[0008]声表芯片的外表面上设有锡球作为晶圆级封装声表器件的信号端连接外部器件，和/或，IPD芯片的金属焊盘作为晶圆级封装声表器件的信号端连接外部器件。
[0009]其进一步的技术方案为，声表芯片倒装设置在衬底的第一表面，包括叉指换能器、第一导电电极、墙膜和硬膜，叉指换能器和第一导电电极置于衬底的第一表面，且第一导电电极围绕叉指换能器设置，第一导电电极电连接连通结构的第一端，墙膜围绕叉指换能器设置，且覆盖第一导电电极，墙膜的厚度大于叉指换能器的厚度，硬膜置于墙膜上作为声表芯片的外表面，叉指换能器位于墙膜和硬膜围成的空腔中，墙膜起到支撑作用，硬膜起到隔离作用。
[0010]其进一步的技术方案为，当声表芯片与外部器件连接时，声表芯片还包括锡球和第一金属柱，锡球置于硬膜上，第一金属柱贯穿硬膜，一端伸入至墙膜与第一导电电极电连接、另一端与锡球电连接。
[0011]其进一步的技术方案为，IPD芯片包括IPD布线层和保护层，IPD布线层置于氧化层上，IPD布线层电连接连通结构的第二端，保护层置于氧化层上且覆盖IPD布线层。
[0012]其进一步的技术方案为，当IPD芯片与外部器件连接时，IPD芯片还包括金属焊盘和第二导电电极，第二导电电极置于氧化层上，且电连接连通结构的第二端，金属焊盘置于第二导电电极和IPD布线层上，保护层置于氧化层上且覆盖IPD布线层、第二导电电极，并包裹金属焊盘的周围，金属焊盘的表面裸露。
[0013]其进一步的技术方案为，连通结构包括绝缘层和第二金属柱，绝缘层贴敷在通孔内，绝缘层内设有第二金属柱，第二金属柱的第一端直达衬底的第一表面，第二金属柱的第二端直达氧化层的表层。
[0014]其进一步的技术方案为，衬底的材料为压电材料，包括钽和铌，或者为半导体衬底材料，包括硅片和玻璃。
[0015]其进一步的技术方案为，叉指换能器的材料为铜或铝，第一金属柱的材料为铜、铝、钨，锡球的材料为锡。
[0016]本技术的有益技术效果是：
[0017]本申请在衬底的上下两个表面分别集成了声表芯片和IPD芯片，利用墙膜和硬膜围成的空腔包裹叉指换能器，使其表面不存在脏污，通过IPD芯片实现了芯片级的电路匹配，大大降低了成本，且IPD芯片应用广泛，可以制作巴伦、双工器、滤波器等无源器件，应用频率高，填补了声表器件仅限用于3GHz以下频率的应用空白；通过衬底中设有通孔和连通结构的垂直导通特性，实现了IPD芯片与声表芯片的互连，使得信号导出布局设计更为随意，既可以通过IPD芯片的金属焊盘导入、导出信号，也可以通过声表芯片的锡球导入、导出信号，或者两者共同导入、导出信号，降低了设计要求，得到了更高的互连密度，拥有更小的尺寸，更轻的质量。
附图说明
[0018]图1为依据本专利技术实施例一的集成IPD的晶圆级封装声表器件的示意图。
[0019]图2为依据本专利技术实施例二的集成IPD的晶圆级封装声表器件的示意图。
[0020]图3为依据本专利技术实施例三的集成IPD的晶圆级封装声表器件的示意图。
具体实施方式
[0021]下面结合附图对本技术的具体实施方式做进一步说明。
[0022]实施例一：
[0023]如图1所示，一种集成IPD的晶圆级封装声表器件，由下至上依次包括声表芯片100、衬底结构200和IPD芯片300。衬底结构200包括衬底201和位于衬底201第二表面的氧化层202，衬底201中设有贯穿的通孔，通孔内设有连通结构，连通结构的两端分别直达衬底201的第一表面和氧化层202的表层，用于连接声表芯片100和IPD芯片300。连通结构包括绝缘层203和第二金属柱204，绝缘层203贴敷在通孔内，绝缘层203内设有第二金属柱204，第
二金属柱204的第一端直达衬底201的第一表面，第二金属柱204的第二端直达氧化层202的表层。
[0024]可选的，衬底201的材料为压电材料，包括钽、铌等，或者为半导体衬底201材料，包括硅片、玻璃等。
[0025]可选的，绝缘层203的材料为聚酰亚胺、聚对二甲苯、苯并环丁烯、二氧化硅或氮化硅等绝缘材料，第二金属柱204的材料为铜、铝、钨。
[0026]声表芯片100倒装设置在衬底201的第一表面，包括叉指换能器101、第一导电电极102、墙膜103、硬膜104、锡球105和第一金属柱106。叉指换能器101和第一导电电极102置于衬底201的第一表面，且第一导电电极102围绕叉指换能器101设置，第一导电电极102电连接连通结构的第一端，也即电连接第二金属柱204的第一端，墙膜103围绕叉指换能器101设置，且覆盖第一导电电极102，墙膜103的厚度大于叉指换能器101的厚度，硬膜104置于墙膜103上作为声表芯片100的外表面，叉指换能器101位于墙膜103和硬膜104围成的空腔中，墙膜103起到支撑作用，硬膜104起到隔离作用，满足了叉指换能器101表面不存本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集成IPD的晶圆级封装声表器件，其特征在于，由下至上依次包括声表芯片、衬底结构和IPD芯片，所述衬底结构包括衬底和位于衬底第二表面的氧化层，所述衬底中设有贯穿的通孔，所述通孔内设有连通结构，所述连通结构的两端分别直达所述衬底的第一表面和所述氧化层的表层，用于连接所述声表芯片和所述IPD芯片；所述声表芯片的外表面上设有锡球作为所述晶圆级封装声表器件的信号端连接外部器件，和/或，所述IPD芯片的金属焊盘作为所述晶圆级封装声表器件的信号端连接外部器件。2.根据权利要求1所述的集成IPD的晶圆级封装声表器件，其特征在于，所述声表芯片倒装设置在所述衬底的第一表面，包括叉指换能器、第一导电电极、墙膜和硬膜，所述叉指换能器和第一导电电极置于所述衬底的第一表面，且所述第一导电电极围绕所述叉指换能器设置，所述第一导电电极电连接所述连通结构的第一端，所述墙膜围绕所述叉指换能器设置，且覆盖所述第一导电电极，所述墙膜的厚度大于所述叉指换能器的厚度，所述硬膜置于所述墙膜上作为所述声表芯片的外表面，所述叉指换能器位于所述墙膜和硬膜围成的空腔中，所述墙膜起到支撑作用，所述硬膜起到隔离作用。3.根据权利要求2所述的集成IPD的晶圆级封装声表器件，其特征在于，当所述声表芯片与所述外部器件连接时，所述声表芯片还包括所述锡球和第一金属柱，所述锡球置于所述硬膜上，所述第一金属柱贯穿所述硬膜，一端伸入至所述墙膜与所述第一导电电极电连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈云姣，王为标，陆增天，
申请(专利权)人：无锡市好达电子股份有限公司，
类型：新型
国别省市：