表面声波器件封装以及方法技术

用于封装一种声波器件（１０）而不会污染位于其一个面（１４）上的一个有效区域（１２）的方法，该方法包括以下步骤：提供具有含导电垫片（１８）的一个顶部（３０）的一个衬底，将所述螺栓块（２０）联结到所述声波器件的所述面（１４）的外围部分（２２），将一个垄（２６）放置到所述衬底的顶（３０）以及所述导电垫片（１８）的内部，对齐并连接接所述螺栓块（２０）至所述衬底的所述顶上的所述导电垫片（１８），以在所述声波器件（１０）以及所述衬底（１６）之间形成电导电互连，使未充满型材料（２８）在所述声波器件的外围（２２）流动，并使其围绕所述互连连接，这样未充满型材料（２８）停止于由所述垄（２６）所确定的边界（３２）处，并对所述未充满型材料（２８）进行处理，从而机械性地增强并保护性地密封所述互连连接。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于选频器件的封装的领域，尤其是表面声波选频器件的封装，特别是对表面声波选频器件的一种改进了的封装。
技术介绍
在商业或其它应用中，表面声波(SAW)器件常常被用作RF或IF滤波器，以便提供频率选择以及其它电子功能。一个SAW器件取决于声波的生成。在一些情况下，这些声波被局限于衬底的表面。这些衬底都是压电材料。由于SAW器件内的声波通常是沿着表面传播或非常贴近表面传播，因此SAW器件一般对表面条件十分敏感。实际上，这种敏感性并不是一种化学敏感或例如是在半导体的情况下由电荷的特性本身所引起的，而是一种机械特性。例如，与SAW器件的表面相接触的外部材料可以改变该表面的弹性和惯性，因而可以改变沿所述表面传播的表面波的衰减以及传播。由于SAW器件的这种表面敏感性，因此，当今的SAW器件一般都被封装于密封的外壳内。例如是在与半导体器件和集成电路有关的方面所广泛使用的低成本封装技术一般都不用在SAW器件上。例如，对塑料外壳的简单的传热模塑法(transfer molding)还不能使用。在传热模塑法中，处于被加热以及熔化状态下的塑料材料在压力的作用下，被迫穿过铸模内的通道，以便围绕有源器件的印模(die)，从而形成一个塑料外壳。如果直接用铸模化合物来覆盖SAW的表面，则这种处理会破坏SAW器件的性能。由于这一问题，因此，时下几乎所有的SAW器件都依赖于使用密封封装技术，以用于环境防护。常见的是具有焊料或焊接密封结构的陶瓷或金属外壳。按所需的零件部分以及封装处理的要求来说，密封封装通常成本较高。随着用于制造SAW印模本身的技术的提高，封装成本变为占总制造成本中越来越大的部分。因此，一直存在一种需要，即需要改进了的用于封装SAW器件的装置和方法，尤其是那些允许采用低成本塑料封装技术的装置和方法。本专利技术的一个优点是，可以以这样一种方式使用传统的注入或传热模塑技术将SAW器件封装于塑料内，其中所述方式能保障经封装的SAW器件的所需的电学特性。附图的简要说明附图说明图1是依据本专利技术的经封装的SAW滤波器的第一实施例的剖面图；图2是依据本专利技术的经封装的SAW滤波器的第二实施例的剖面图；以及图3是依据本专利技术的经封装的SAW滤波器的最佳实施例的剖面图。最佳实施例的详细说明在本文中，术语“表面声波(SAW)器件”是指象瑞利波滤波器、表面掠体波滤波器(surface skimming bulk wave)这样的器件或是采用声音本征模型(acoustic eigenmode)的其它器件。本专利技术提供了封装SAW器件的一种封装，以及生产采用了低成本塑料封装技术的封装的一种方法。可以以这样一种方式使用传统的注入或传热模塑技术将SAW器件封装于塑料内，其中所述方式能保障经封装的SAW器件的所需的电学特性。图1-3显示了依据本专利技术的SAW器件的封装实施例的侧面剖视图。在每一个实施例中，封装都包括一个声波器件10，该声波器件在其一个面14上具有一个有效区域12。有效区域12被隔离在器件10的外围部分22内，以防止受到污染。表面声波(SAW)器件在本领域内是众所周知的，且一般包括位于所述面的有效区域上的各种结构的相互交叉的电极(未示出)，以便支持其上的声波。一般来说，电线路轨迹(electricaltrace)与相互交叉的电极相连，并能达到器件的外围，以方便与器件的外部电气接触，而不会对器件的有效区域内的振动产生干扰或阻尼。在本文中，不需要讨论SAW器件的电极以及线路轨迹的特定结构，这是因为本专利技术可被用于对具有被隔离在器件外围部分内的有效区域的SAW器件的所有类型进行封装。SAW器件的封装包括一个衬底16，其上具有一个顶30以及若干导电垫片18、36。衬底16是从FR-4聚酰亚胺、BT-环氧树脂以及氧化铝等几组物质中的一组中选出的一种材料。在本领域内，有无数的含有位于其上的导电垫片的衬底，在这里不再对其进行讨论。但是，应当注意，选择具有与SAW器件的热膨胀系数相似的热膨胀系数，会改善SAW器件的频率-温度特性。在本专利技术中，若干螺栓块(stud bump)20与声波器件10的面14电连接，且靠近声波器件10的外围22。螺栓块用于提供从SAW器件的线路轨迹到电极(未示出)之间的电连接。螺栓块20位于预定的位置，该位置与衬底16的导电垫片18的镜像位置相应。这样，在装配时，这些螺栓块被记录为导电垫片。如图所示，螺栓块20被定位在导电垫片18附近。螺栓块包括一种金属或含有金、铝、铜中的至少一种的合金，且一般来说，螺栓块被粘在使用大约25到50微米厚度的导线的引线接合器上。由于金的螺栓块具有(ⅰ)化学惰性，(ⅱ)可见于X射线的相片上，用于缺陷分析，以及(ⅲ)在后续的封装工艺中非常坚固，因此，很需要金的螺栓块。在图1和2中，导电材料24被插入螺栓块20和导电垫片18之间。导电材料24形成了机械连接以及电连接，从而使声波器件10连接到衬底16。导电材料可以包括焊料或导电粘合剂例如是导电环氧树脂、导电硅树脂等。既可以使螺栓块浸渍于导电材料中，也可以使螺栓块被放置于导电材料中。特别是，在SAW器件连接到衬底上之前，可以将具有大约10微米厚度的导电材料直接放置到螺栓块上。或者也可以这样在SAW器件连接到衬底上之前，可以将具有大约25到50微米厚度的导电材料直接放置到衬底的导电垫片上。最好是，导电材料包含导电的环氧树脂，例如可以从Wmerson & Cumings of Boston,MA得到的AmiconTMC-990导电环氧树脂。在图3中，未插入粘合剂，而是将螺栓块20直接机械联结到导电垫片18上。可以利用热声焊接(thermosonic bonding)、热压焊接等来实现这种联结。可以利用标准的丝焊器来实现热声焊接。但是，除了要对SAW器件以及/或衬底进行加热以加热粘合区域25之外，还需要额外的压力和超声波能。在操作中，印模被制成块、翻转、定位，并为放置为与导电垫片相接触，并在粘合区域25处的导电垫片上被热声洗净。对于热压焊接，其工艺基本相同，但不使用超声波。在本专利技术的每一个实施例中(图1-3)，在衬底16的顶30上，在衬底16和声波器件10之间有一条垄(dam)26。垄26位于声波器件10的外围部分22之内，以及由螺栓块20和导电材料24形成的连接线路内。垄可以包括塑料、热塑塑料、环氧树脂类、氧化铝、玻璃或其它有机或无机材料的任意组合。另外，垄的材料可以是一种光可成像材料，以方便制造。出于成本和方便考虑，最好是，垄是本领域公知的用照相平板印刷所确定的标准的焊料掩膜材料，例如由5121 SanFernarido Road West,Los Angeles,California 90039的CibaSpecialty Chemicals制造的ProbimerTM65M液体可光成像焊料掩膜。焊料掩膜材料可被制作到大约100微米，并保持均匀厚度，保持均匀厚度对本专利技术是非常重要的。实际上，垄保持有大约5微米的均匀的高度容差。垄提供了几种具有优势的属性(ⅰ)它完全围绕并包含了器件的有效区域，(ⅱ)它没有延伸到器件的有效区域内，(ⅲ)它允许薄膜线路轨迹从器件的有效区域内延伸到其外围部分，(ⅳ)它将衬底的顶部与器件的有效区域分开本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于在其一个面上具有一个有效区域的一种声波器件的一种封装，所述封装包括：一个衬底，其上具有一个顶和若干导电垫片；若干螺栓块，与所述声波器件的所述面电连接，并被安置于靠近所述声波器件的外围部分，所述螺栓块对齐并靠近所述导电垫片，并连接 到所述导电垫片，以形成互连线路；一个垄，位于衬底和所述声波器件之间的衬底的顶部，所述垄位于所述声波器件和互连线路的外围部分内；以及一个未充满型材料，将所述声波器件密封到所述衬底上，密封位置在所述声波器件和所述衬底的顶部之间，所述垄向 所述未充满型材料提供了一个边界，使得未充满型材料能密封互连线路，并能防止未充满型材料与所述声波器件的所述有效面接触，从而提供了其中密封有有效区域的一个密封腔。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：MJ安德森，G肯尼森，JC克里斯滕森，GC约翰逊，JG阿戴，
申请(专利权)人：CTS公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]