一种滤波器的晶圆级封装结构的制作方法

1.本实用新型涉及半导体封装领域，尤其是一种滤波器的晶圆级封装结构。


背景技术：

2.近年来发展起来的baw滤波器和fbar滤波器由于能在无线收发器中实现镜像消除、寄生滤波和信道选择等功能，并且有较高q值和易实现微型化等特点，被广泛的应用于无线通信领域。由于baw或者fbar使用的金属和氧化物不能直接暴露在潮湿的环境中，否则会受到环境中电磁及湿度的影响，引起频率漂移或腐蚀损坏谐振器结构，因此对该类滤波器的封装要求较高。
3.为了保证baw或者fbar器件的可靠性，需要使得其具有良好的散热性能，而现有baw或者fbar器件的封装结构散热性较差，且不具备电磁屏蔽功能。传统的smd封装技术虽然具有较高的可靠性，但加工尺寸过大且价格高昂，且使用金属密封包装还会影响滤波器的插损带外抑制等关键参数特性；而使用胶或者聚合物密封则会有较高的扩散速率，且更容易吸收湿气。


技术实现要素：

4.本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种滤波器的晶圆级封装结构，本实用新型的技术方案如下：
5.一种滤波器的晶圆级封装结构，包括：
6.基底，基底包括设置在基底表面的谐振区和谐振区周围的导电层；
7.介质层，介质层设置在导电层上并与导电层之间形成带释放孔的空腔结构，谐振区位于带释放孔的空腔结构内；
8.屏蔽层，屏蔽层设置在介质层上并密封介质层上的释放孔，形成封闭空腔结构；
9.金属柱，金属柱设置在封闭空腔结构外围的导电层上，金属柱的高度大于封闭空腔结构的高度。
10.进一步的，还包括金属支撑柱，金属支撑柱设置于封闭空腔结构内的导电层上，支撑金属柱的高度大于谐振区的高度。
11.进一步的，支撑金属柱的高度为2μm～5μm。
12.进一步的，屏蔽层为金属层。
13.进一步的，释放孔的尺寸为0.2μm～0.5μm。
14.进一步的，导电层的厚度为50nm～400nm。
15.进一步的，滤波器为baw滤波器或fbar滤波器。
16.本实用新型的有益技术效果是：
17.本申请公开了一种晶圆级滤波器的封装结构，在谐振区上方形成空腔及电磁屏蔽结构，实现了baw或者fbar滤波器的气密性晶圆级封装，起到保护滤波器、实现电磁屏蔽及防潮的功能，进一步提升了芯片性能。
附图说明
18.图1是本实用新型的晶圆级封装结构示意图。
19.图2是本实用新型的晶圆级封装结构的制备工艺示图。
具体实施方式
20.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步说明。
21.本申请公开了一种晶圆级滤波器的封装结构，如图1所示，该封装结构包括：基底、设置在基底上的谐振区和谐振区周围的导电层1、介质层4、屏蔽层5以及金属柱6。
22.谐振区位于基底表面，导电层1设置于谐振区周围；导电层1的材质可以是cu、al、ti或其它可用金属材料，导电层1的厚度为50nm～400nm。
23.介质层4上开设有释放孔，释放孔的尺寸为0.2μm～0.5μm；介质层4设置在导电层1上，并与导电层1之间形成带释放孔的空腔结构，谐振区位于带释放孔的空腔结构内；介质层4作为封装的隔离和支撑层，其应力范围为0～50mpa。
24.屏蔽层5设置在介质层4上并密封介质层4上的释放孔，形成封闭空腔结构；屏蔽层5的材料可为cu、al、ti或其它可用金属材料。通过设置屏蔽层5，使滤波器能得到充分的散热，并实现电磁屏蔽及防潮功能。
25.金属柱6设置在封闭空腔结构外围的导电层1上，位于滤波器外围的焊盘区域；金属柱6的材质可以是cu、al或其它可用金属材料；金属柱6的高度大于封闭空腔结构的高度，以用于进行后续的植球和倒装等工艺。
26.较优的，在封闭空腔结构内的导电层1上还设置有金属支撑柱2，金属支撑柱2和导电层1具有较好的粘附性，金属支撑柱2的材料可为cu、al、ti或其它可用金属材料；金属支撑柱2的高度大于谐振区的高度，优选为2μm～5μm，其主要起到支撑作用，防止封装材料与谐振区上电极直接接触。
27.可选的，滤波器为baw滤波器或fbar滤波器。
28.图2给出了本申请的晶圆级滤波器的封装结构的制备工艺过程，包括以下步骤：
29.步骤1，在形成有谐振区的滤波器晶圆基底上通过剥离工艺形成导电层1，导电层1的材质可以是cu、al、ti或其它可用金属材料，导电层1的厚度优选为50nm～400nm。
30.步骤2，在谐振区外围的导电层1上通过化学镀或者剥离工艺生长一圈起支撑隔离作用的金属支撑柱2，金属支撑柱2和导电层1具有较好的粘附性，其材料可为cu、al、ti或其它可用金属材料；金属支撑柱2的高度大于谐振区的高度，优选为2μm～5μm，主要起到支撑作用，防止封装材料与谐振区上电极直接接触。
31.步骤3，在包含金属支撑柱2的晶圆基底上悬涂一层感光性光刻胶或者聚酰亚胺，图形化制得牺牲层3，牺牲层覆盖谐振区和金属支撑柱2。
32.步骤4，在牺牲层3的表面淀积介质层4并在介质层4上通过光刻刻蚀或剥离工艺制作释放孔，释放孔的尺寸为0.2μm～0.5μm；介质层4的材质可为sio2。
33.步骤5，采用等离子刻蚀工艺刻蚀牺牲层3，在介质层4和导电层1之间形成带释放孔的空腔结构。
34.步骤6，采用蒸发或者pvd工艺在介质层4上快速沉积一层屏蔽层5，屏蔽层5密封释放孔，形成封闭空腔结构；屏蔽层5的材料可以是cu、al、ti或其它可用金属材料。
35.步骤7，采用化学镀工艺在封闭空腔结构外围的导电层1上形成金属柱6，位于滤波器外围的焊盘区域；金属柱6的材质可以是cu、al或其它可用金属材料；金属柱6的高度大于封闭空腔结构的高度，以用于进行后续的植球和倒装等工艺。
36.以上所述的仅是本申请的优选实施方式，本实用新型不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本实用新型的保护范围之内。


技术特征：
1.一种滤波器的晶圆级封装结构，其特征在于，所述封装结构包括：基底，所述基底包括设置在所述基底表面的谐振区和所述谐振区周围的导电层；介质层，所述介质层设置在所述导电层上并与所述导电层之间形成带释放孔的空腔结构，所述谐振区位于所述带释放孔的空腔结构内；屏蔽层，所述屏蔽层设置在所述介质层上并密封所述介质层上的所述释放孔，形成封闭空腔结构；金属柱，所述金属柱设置在所述封闭空腔结构外围的所述导电层上，所述金属柱的高度大于所述封闭空腔结构的高度。2.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，还包括金属支撑柱，所述金属支撑柱设置于所述封闭空腔结构内的所述导电层上，所述支撑金属柱的高度大于所述谐振区的高度。3.根据权利要求2所述的封装结构，其特征在于，所述支撑金属柱的高度为2μm～5μm。4.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述屏蔽层为金属层。5.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述释放孔的尺寸为0.2μm～0.5μm。6.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述导电层的厚度为50nm～400nm。7.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述滤波器为baw滤波器或fbar滤波器。

技术总结
本实用新型公开了一种滤波器的晶圆级封装结构，涉及半导体封装领域，该封装结构包括基底、设置在基底上的谐振区、导电层、介质层、屏蔽层、金属柱，介质层设置在导电层上并与导电层之间形成带释放孔的空腔结构，屏蔽层设置在介质层上并密封介质层上的各个释放孔，金属柱形成在滤波器外围的焊盘区域，用于进行后续的植球和倒装等工艺。该滤波器的晶圆级封装结构采用金属密封环封装方式，在谐振区上方形成空腔及电磁屏蔽结构，实现了滤波器的气密性晶圆级封装，起到保护滤波器、实现电磁屏蔽及防潮功能，达到提升芯片性能的效果。达到提升芯片性能的效果。达到提升芯片性能的效果。


技术研发人员：李壮 代丹 王为标 陆增天
受保护的技术使用者：无锡市好达电子股份有限公司
技术研发日：2021.07.13
技术公布日：2021/12/21