本发明涉及表面声波装置，尤其涉及表面声波晶片级封装和制造用于形成中空部以容纳该表面声波晶片级封装中的叉指式换能器(interdigitaltransducer,idt)电极的印刷电路板(pcb)的方法。
背景技术：
表面声波是沿着弹性基板的表面传播的声波。声波是作为压电效应的结果，从电信号产生的。声波的电场可以集中在基板的表面附近，并且可以与直接设置在表面上的另一半导体的传导电子相互作用。通过其传播声波的介质是具有高机电耦合效率和低声波能量损失的压电材料，并且半导体由于传导电子的高迁移率、最佳比电阻以及低直流(dc)功率元件而提供最佳效率。用利用表面声波和半导体传导电子之间的相互作用的机电装置代替电子电路来获得表面声波(surfaceacousticwave,saw)装置。
由于表面声波的波能量集中在固体表面上传播，所以容易控制信号，并且可以使装置小型化。此外，由于诸如linbo3、litao3、石英、pzt的高品质压电材料的出现，叉指式换能器(idt)被安装在了表面上，以容易且有效地产生、检测和控制表面声波。结果，加速了利用表面声波处理射频信号的各种高功能电子装置的研究和开发。
表面声波装置被配置为将两端具有薄金属膜的叉指形状的输入电极和输出电极安装在介质的表面上，输入高频，转换成表面声波，并检测输出电极的无线电波性质以返回电信号。作为其应用例子，有延迟线装置、放大器、模式变换器、光束偏转器、光学开关等。
近来，在制造这样的表面声波装置和半导体装置时，与晶片加工、逐一切割芯片、然后封装的现有方法不同，使用晶片级封装(waferlevelpackage,wlp)的制造方法已经被普遍使用，在该制造方法中，封装工艺和测试在晶片级一次进行，然后切割芯片，从而简单地制造出完整的产品。
通过wlp，可以在晶片级，即，在各个芯片不与晶片分离的状态下，制造出作为完整产品的封装。此外，可以使用现有的晶片制造设备和工艺，如它们用作用来制造封装的制造设备和制造工艺一样。由于这种wlp工艺在晶片级进行封装工艺，与通过单个芯片封装的现有方法相比，可以通过一次封装工艺制造出几百或几千个封装，从而大大降低了制造成本和投资成本。
在表面声波晶片级封装中，由于idt电极设置在由基板、侧壁和盖形成的中空部中，并且idt电极的机械振动被用于作为滤波器来操作，因此需要完全保护该中空部。然而，在制造包括使用wlp方法制造的表面声波装置的电子装置的工艺中，特别是在传递成型操作中，在足够耐受高压方面存在限制。
为了克服这一点，存在使用诸如基板的硬质材料形成侧壁和盖的情况。然而，制造成本非常高并且产率低。
为了克服该限制，美国专利注册号8436514(专利文献1)公开了在保护盖的顶部添加传导层以承受由传递成型造成的压力。特别地，在专利文献1中，公开了在压电装置上方广泛地形成传导层，以有效地承受压力，并且传导层的面积被形成为压电装置的顶部表面面积的50％以上。
然而，专利文献1的方法引起其他限制。当传导层被广泛地形成在保护盖上方时，发生压电装置的基板翘曲的翘曲现象。当基板被形成为很厚以防止翘曲时，这与压电装置的薄化潮流相违。此外，当在厚的基板上进行wlp工艺，然后研磨基板时，由于工艺的增加，制造成本增加并且成品率降低。
通常使用单晶材料如lita2o3作为基板。然而，外部物理冲击容易使这种材料破裂。因此，必须小心处理。随着基板的翘曲变大，引起许多工艺限制。
例如，当在形成传导层之后施加用于形成绝缘层的层压工艺或涂覆工艺时，需要将基板设置在真空吸盘上并使用真空使基板成水平。然而，上述翘曲的基板容易在该工艺中破裂或者绝缘层形成材料被不均匀地施加。另外，在wlp制造工艺中，在将以晶片级制造的多个压电装置逐个切割的过程中，基板容易破裂。
同时，韩国专利注册号0836652公开了一种晶片级封装，其具有在由与压电晶片相同的材料形成的盖晶片中形成通孔并且将盖晶片接合到压电晶片的结构。
然而，由于压电材料价格非常高，导致价格上涨。此外，具有硬度的压电材料不容易加工，并且当形成通孔时，损坏或有缺陷的可能性高。另外，由于在将压电材料彼此接合方面存在技术困难，因此成品率低。
[现有技术文献]
[专利文献]
专利文献1：美国专利注册号8436514
专利文献2：韩国专利注册号0836652
技术实现要素：
本发明的一方面是提供一种表面声波晶片级封装，其能够容易地加工通孔，小型化和薄化，同时使用低价材料并且具有提高的耐压性能。
本发明的另一方面是提供一种制造用于形成中空部以容纳该表面声波晶片级封装的叉指式换能器(idt)电极的印刷电路板(pcb)的方法。
本发明的一个方面提供一种表面声波晶片级封装，其包括：基板；形成在所述基板上的idt电极；形成在所述基板上并且电连接到所述idt电极的连接电极；pcb，其具有形成在与所述连接电极对应的位置处的通孔、用于容纳所述idt电极的中空部、和部分地附着到所述基板的底部；以及通过所述通孔电连接到所述连接电极的连接端子。
所述pcb可以包括在所述通孔周围的中空形成部，所述中空形成部附着到所述基板，同时与对着所述idt电极的部分具有台阶，以形成所述中空部。
所述中空形成部可以包括形成在所述通孔周围的薄铜膜和形成在所述薄铜膜上的镀层。
所述pcb可以进一步包括加强层，所述加强层至少部分设置为对着所述idt电极，以用作加强构件。
所述加强层可以包括形成在所述pcb下方的薄铜膜。
所述加强层可以包括形成在所述pcb下方的薄铜膜和形成在所述pcb中的薄铜膜。
所述加强层可以包括形成在所述pcb中的薄铜膜。
本发明的另一方面提供一种制造用于形成中空部以容纳表面声波晶片级封装中的idt电极的pcb的方法。该方法包括：(a)制备两侧都施加有薄铜膜的pcb原料；(b)在与所述表面声波晶片级封装的连接电极对应的位置处形成通孔；(c)保留在包括所述通孔的在顶部表面和底部表面处的周边的第一部分处以及至少部分对着所述idt电极的第二部分处的所述薄铜膜，并且去除所述薄铜膜的其它部分；以及(d)在所述第一部分处的所述薄铜膜上以及所述通孔的内周面上形成镀层。
操作(c)可以包括：将光致抗蚀剂施加到所述第一部分和所述第二部分；通过蚀刻工艺去除所述薄铜膜的除了与所述第一部分和所述第二部分对应的部分之外的其他部分；以及去除所述光致抗蚀剂。
操作(d)可以包括：将抗镀剂施加到所述第二部分处的所述薄铜膜；通过电镀工艺在所述第一部分处的所述薄铜膜上和所述通孔的所述内周面上形成镀层；以及去除所述抗镀剂。
本发明的另一方面提供一种制造用于形成中空部以容纳表面声波晶片级封装中的idt电极的pcb的方法。该方法包括：(a)制造在其两侧都施加有薄铜膜并且在其内部的部分中插入有薄铜膜的pcb；(b)在与所述表面声波晶片级封装的连接电极对应的位置处形成通孔；(c)保留在包括所述通孔的在顶部表面和底部表面处的周边的第一部分以及至少部分对着所述idt电极的第二部分处的所述薄铜膜，并且去除所述薄铜层的其他部分；以及(d)在所述第一部分处的所述薄铜膜上和所述通孔的内周面上形成镀层。
操作(a)可以包括：(a1)制备在其一侧施加有薄铜膜的第一pcb原料和在其两侧都施加有薄铜膜的第二pcb原料；(a2)保留所述第二pcb原料的一侧上的所述一部分处的所述薄铜膜，并且去除所述第二pcb原料的所述一侧所述薄铜膜的其他部分；以及(a3)以使所述第一pcb原料的未施加所述薄铜膜的另一表面与所述第二pcb原料的已去除了所述薄铜膜的表面接触的方式堆叠和加压所述第一pcb原料和所述第二pcb原料。
本发明的另一方面提供一种制造用于形成中空部以容纳表面声波晶片级封装中的idt电极的pcb的方法。该方法包括：(a)制造在其两侧都施加有薄铜膜并且在其内部的部分中插入有薄铜膜的pcb；(b)在与所述表面声波晶片级封装的连接电极对应的位置处形成通孔；(c)保留在包括所述通孔的在顶部表面和底部表面处的周边的第一部分处的所述薄铜膜，并且去除所述薄铜膜的其他部分，以及(d)在所述第一部分上和所述通孔的内周面上形成镀层。
操作(c)可以包括：将光致抗蚀剂施加到所述第一部分；通过蚀刻工艺去除所述薄铜膜的除了与所述第一部分对应的部分之外的其他部分；以及去除所述光致抗蚀剂。
附图说明
通过参考附图详细描述本发明的示例性实施例，本发明的上述和其它目的、特征和优点对于本领域普通技术人员来说将变得更加显而易见，其中：
图1a和1b是示出根据本发明第一实施例的表面声波晶片级封装的结构的视图；
图2a和2b示出沿图1a的a-a'截取的俯视图的例子；
图3a和3b示出沿图1a的b-b'截取的俯视图的例子；
图4示出根据本发明的一个实施例的制造图1a的pcb30的过程；
图5a和5b是示出根据本发明第二实施例的表面声波晶片级封装的结构的视图；
图6示出根据本发明的一个实施例的制造图5a的pcb30'的过程；
图7示出根据本发明的一个实施例的制造图6的pcb300'的过程；
图8a和8b是示出根据本发明第三实施例的表面声波晶片级封装的结构的视图；以及
图9示出根据本发明的一个实施例的制造图8的pcb30”的过程。
具体实施方式
下面将参照附图详细描述本发明的示例性实施例。在下面的描述和附图中，基本上相同的部件将用相同的附图标记表示，并且将省略其重复描述。此外，在对本发明的实施例的描述中，当对本领域公知的功能和部件的详细说明被认为可能不必要地模糊本发明的本质时，将被省略。
根据本发明的实施例的表面声波晶片级封装提供一种结构，该结构能够使用印刷电路板(pcb)在形成中空部时用作侧壁和盖，以容纳叉指式换能器(idt)电极。该pcb是低价格材料，其降低制造成本，易于各种类型的处理，如加工通孔，有利于小型化和薄化，能够提供硬结构以增加耐压性能。
图1a和1b示出根据本发明第一实施例的表面声波晶片级封装的结构。图1a示出基板10与pcb30附着并且形成有连接端子40的结构，图1b示出基板10与pcb30附着并且还没有形成连接端子40的结构。
参考图1，根据本发明第一实施例的表面声波晶片级封装包括：基板10；形成在基板10上的idt电极20；形成在基板10上并且电连接到idt电极20的连接电极21；pcb30，其包括形成在与连接电极21对应的位置处的通孔37、被形成以容纳idt电极20的中空部50和底部表面的附着到基板10的部分；以及通过通孔37电连接到连接电极21的连接端子40。
基板10引起压电效应并且支撑装置的部件，并且可以使用压电基板，例如，由lita2o3、linbo3等形成的压电基板。基板10可以被形成为很薄以使该装置小型化和薄化。例如，在本发明的实施例中，基板10可以具有约250μm或更小的厚度。
idt电极20是基本上包括在表面声波装置中的部件，并且形成在基板10上。通过idt电极20的机械振动，该表面声波装置作为滤波器等工作。
连接电极21用作能够将idt电极20电连接到该表面声波装置的外部的介质。例如，连接端子40和idt电极20通过连接电极21电连接，从外部端子输入的信号通过连接端子40和连接电极21传递到idt电极20，并且由idt电极20产生的信号通过连接电极21和连接端子40传送到外部端子。同时，连接电极21和连接端子40可以是一体的，并且根据idt电极20的形状和布置，可以省略连接电极21，并且idt电极20可以直接连接到连接端子40。在这种情况下，idt电极20和连接端子40之间的接触部分可以被认为是连接电极21。如上所述，根据连接电极21和连接端子40一体化的结构，由于连接电极21和连接端子40可以通过单个工艺形成，所以与连接电极21和连接端子40分开形成的结构相比，可以减少工艺的操作，并且可以降低制造成本。
pcb30使用中空部分50来容纳idt电极20，并且同时用作用于将连接电极21电连接到连接端子40的覆盖基板。
pcb30在与连接电极21对应的位置处包括通孔37，并且连接端子40通过通孔37电连接到连接电极21。如图所示，连接端子可以形成为填充通孔37的形状，也可以形成为沿着通孔37的内周面电连接而不填充通孔37的形状。连接端子40可以由ti、cu、sn、ni、au或其合金形成，并且可以使用电镀工艺形成。
为了形成容纳idt电极20的中空部50，在pcb30的底部表面中，pcb30包括在通孔37周围的中空形成部35和36，中空形成部35和36附着到基板10并且与对着idt电极20的部分(即，idt电极20的顶部)具有高度差。
具体来说，中空形成部35和36包括形成在通孔37的外周面上并且在通孔37外部的薄铜膜32和形成在薄铜膜32上的镀层33，并且通过用粘合剂45将镀层33附着到基板10来形成中空部50。也就是说，镀层33与薄铜膜32相加的厚度被形成为比pcb30下方的下面将要基于pcb基板31描述的加强层34的厚度厚，并且使用粘合剂45将镀层33与基板10附着以形成能够容纳idt电极20的中空部50。
此外，pcb30可以进一步包括例如用作加强构件的加强层34，以根据传递成型更加耐压。如图所示，加强层34被设置为使得至少部分对着idt电极20。如图所示，根据本实施例，加强层34可以由形成在pcb30的底部表面上的薄铜膜34形成。作为替代实施例，加强层可以由形成在pcb30内部的薄铜膜形成，并且可以包括形成在pcb30中的薄铜膜和形成在pcb30的底部表面上的薄铜膜。其将作为另外的实施例进行描述。
如该实施例，当加强层34由形成在pcb30的底部表面上的薄铜膜34形成时，形成中空形成部35和36的薄铜膜32和形成加强层的薄铜膜34可以在制造pcb30的过程中同时形成，并且可以通过传统的pcb制造工艺的图案化工艺来进行。此外，由于可以通过一次图案化工艺在形成薄铜膜32和34的图案的同时形成装置的操作所需的电感器或电容器的图案，因此可以提高工艺效率。
根据实施例，形成加强层的薄铜膜34和形成中空形成部36的薄铜膜32可以被形成为彼此分离，或者可以被形成为彼此连接。例如，在由于所需装置的特性，当接地部分被连接时性能会改善的情况下，接地部分处通孔周围的薄铜膜和形成加强层的薄铜膜34可以被形成为相互连接。
形成在形成中空形成部35和36的薄铜膜32上的镀层33也可以通过通常的pcb制造工艺的电镀操作来形成。这里，为了形成台阶，形成加强层的薄铜膜34可以被施加抗镀剂以不被镀覆。然而，作为替代例子，当在pcb中形成用于加强层的薄铜膜时，不需要使用抗镀剂。
即使如实施例中形成加强层的薄铜膜34形成在对着pcb30下方的idt电极20的部分处，但是由于其被形成为比由薄铜膜32和镀层33形成的中空形成部35和36高，薄铜膜34也可以不与idt电极20接触，并且中空形成部35和36可以通过粘合剂45附着到基板10。
此外，可以根据所需的压力来确定加强层34和中空成型部35和36的高度。例如，当传递成型的压力为700psi时，加强层34的厚度可以是3μm以上，并且中空形成部35和36的厚度可以是7μm以上。通过在pcb制造工艺期间调节薄铜膜和镀层的厚度，可以容易地实现加强层34的厚度和中空形成部35和36的厚度的调节。所需压力越高，加强层34的厚度可以形成得越厚。加强层34可以由在pcb的顶部表面和底部表面、顶部表面和内部、内部和底部表面或者在顶部表面、底部表面和内部的各种形状的多个层形成。
图2a和2b示出沿图1a的a-a'截取的俯视图的例子。在pcb30上方，围绕通孔37的薄铜膜32和镀层33的形状可以是如图2a所示的圆形，可以是如图2b所示的四边形，也可以是各种其他形状中的一种。在pcb30上方，连接端子40的形状可以与薄铜膜32和镀层33的形状相同。
图3a和3b示出沿图1a的b-b'截取的俯视图的例子。在pcb30下方，中空形成部35和36可以分成围绕通孔37的内中空形成部35和在内中空形成部35外部的外中空形成部36。内中空形成部35和外中空形成部36可以是电分离的。由于内中空形成部35和外中空形成部36均由薄铜膜32和镀层33形成，所以它们可以在制造pcb30的过程中同时形成。外中空形成部36可以与内中空形成部35电分离并且形成在装置的最外部，并且与内中空形成部35附着到基板10。
如图3a所示，加强层34可以被形成为与中空形成部35和36分离。与此不同，如图3b所示，加强层34可以被形成为电连接到内中空形成部35的一些。也就是说，在图3b中，围绕在接地部分处的通孔的薄铜膜通过加强层34电连接，以改善如上所述的性能。
图4示出根据本发明的一个实施例的制造图1a的pcb30的过程。
首先，制备在pcb301的两侧都施加了薄铜膜302和303的pcb原料300(a)。
接着，在与必要的表面声波晶片级封装的连接电极21对应的位置处形成通孔304(b)。通孔304可以例如通过使用激光钻进行加工来形成，并且在钻孔之后可以进行去钻污处理。
接着，在包括形成有通孔304的pcb原料300下方和上方的通孔304的周边的薄铜膜的第一部分a处和在pcb原料300下方的部分对着idt电极20的薄铜膜的第二部分b处的薄铜膜部分被保留，并且薄铜膜的其他部分被去除(c)。具体来说，通过将光致抗蚀剂305施加到第一部分a和第二部分b(c1)，通过蚀刻工艺去除第一部分a和第二部分b之外的其它部分的薄铜膜(c2)，然后去除光致抗蚀剂305(c3)来形成第一部分a处的薄铜膜320和第二部分b处的薄铜膜340。
接着，为了在第一部分a和第二部分b之间形成台阶，在第一部分a处的薄铜膜上和通孔304的内周面上形成镀层(d)。具体来说，将抗镀剂341施加到第二部分b处的薄铜膜340(d1)，通过电镀工艺在第一部分a处的薄铜膜320上和通孔304的内周面上形成镀层330(d2)，然后除去抗镀剂341(d3)。
参照图4的(d3)，可以通过包括(a)至(d)的工艺形成图1中所示的pcb30。
图5a和5b是示出根据本发明第二实施例的表面声波晶片级封装的结构的视图。图5a示出基板10和pcb30'彼此附着并且形成有连接端子40的结构，图5b示出基板10和pcb30'彼此附着并且还没有形成连接端子40的结构。
作为第二实施例和第一实施例之间的区别，在第一实施例中，由形成在pcb30下方的薄铜膜34形成加强层，而在第二实施例中，除了薄铜膜34以外，还提供形成在pcb30'中的薄铜膜39作为加强层。由于除了上述区别之外的其他结构和功能与图1的实施例相同，所以将省略重复的描述。
由于在第二实施例中增加了形成在pcb30'中的薄铜膜39，因此与第一实施例相比，耐压性进一步提高。形成在pcb30'中的薄铜膜39被形成为，类似于pcb30'下方的薄铜膜34，部分对着idt电极20。此外，如图所示，pcb30'中的薄铜膜39可以被形成为比pcb30'下方的薄铜膜34更宽。
图6示出根据本发明的一个实施例的制造图5a的pcb30'的过程。作为图6的实施例和图4的实施例之间的区别，在图4的操作中，制备对pcb301的两侧都施加了薄铜膜302和303的pcb原料300，而在图6的操作(a)中，制备不仅在pcb301的两侧上施加了薄铜膜302和303，而且在pcb301的一部分中插入了薄铜膜390的pcb300'。由于除了上述区别之外的其他结构和功能与图4的实施例相同。所以将省略重复的描述。
图7示出根据本发明的一个实施例的制造图6的pcb300'的过程。
首先，制备对一侧施加了薄铜膜411的第一pcb原料410和对两侧都施加了薄铜膜421和422的第二pcb原料420(a1)。
接下来，保留第二pcb原料420的一侧上的薄铜膜421的对应于薄铜膜39的部分423，并且去除其他部分(a2)。可以通过通常的pcb制造工艺中的施加光致抗蚀剂、蚀刻和去除光致抗蚀剂的操作来进行该过程。
接下来，将第一pcb原料410的未施加薄铜膜411的另一侧与第二pcb原料420的已去除了薄铜膜的表面接触，以堆叠并加压第一pcb原料410和第二pcb原料420(a3)。
通过上述操作，可以制造出如图6(a)所示的pcb300'。
图8a至8b是示出根据本发明第三实施例的表面声波晶片级封装的结构的视图。图8a示出基板10和pcb30”彼此附着并且形成有连接端子40的结构，图8b示出基板10和pcb30”彼此附着并且还没有形成连接端子40的结构。
作为第三实施例与第一和第二实施例之间的区别，在第一实施例中，仅提供形成在pcb30下方的薄铜膜34作为加强层，在第二实施例中，提供形成在pcb30'下方的薄铜膜34和形成在pcb30'中的薄铜膜39作为加强层，在第三实施例中，仅提供形成在pcb30'中的薄铜膜39作为加强层。由于除了上述区别之外的其他结构和功能与第一和第二实施例相同，因此将省略重复的描述。
图9示出根据本发明的一个实施例的制造图8a的pcb30”的过程。
首先，如图6，制备不仅对pcb301的两侧施加了薄铜膜302和303而且在pcb301的一部分中插入有薄铜膜390的pcb300'(a)。
接着，在与所需表面声波晶片级封装的连接电极21对应的位置处形成通孔304(b)。
接下来，保留包括其中形成有通孔304的pcb300'下方和上方的通孔304的周边的第一部分a处的薄铜膜，并且去除薄铜膜的其他部分(c)。具体来说，通过将光致抗蚀剂305施加到第一部分a(c1)，通过蚀刻工艺去除第一部分a之外的薄铜膜的其他部分(c2)，然后去除光致抗蚀剂305(c3)来形成第一部分a处的薄铜膜320。
接着，通过电镀工艺在第一部分a处的薄铜膜320上和通孔304的内周面上形成镀层330(d)。
根据本发明的实施例，提供硬度以允许pcb和对着pcb的idt电极的薄铜膜耐高压，并且形成在pcb的通孔周围形成的薄铜膜和镀层双层形成中空部。
因此，根据本发明的实施例的表面声波晶片级封装可以满足耐压性能，加工简单，制造成本低，并且容易形成中空部，具有较少的制造工艺以提供高产量和提高的可靠性。
另外，形成在pcb上的薄铜膜可以用作加强层或者形成中空部，可以用作诸如电感器等的阻抗电路，并且可以用作用于电连接到地的装置。
根据本发明的实施例，提供一种表面声波晶片级封装，其能够容易地加工通孔，小型化和薄化，同时使用低价材料并且具有提高的耐压性能。
此外，还可以制造用于形成中空部以容纳表面声波晶片级封装中的idt电极的pcb。
虽然上面已经描述了本发明的示例性实施例，但是本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本发明的实质特征的情况下，可以对本发明进行修改。因此，所公开的实施例应当被认为不是限制性的观点，而是描述性的观点。应当理解，本发明的范围由权利要求书而不是由上述描述限定，并且包括在其等同范围内的所有差异。