一種薄膜體聲波器件裸芯片模組封裝結構及封裝方法與流程

本發明涉及包含薄膜體聲波濾波器（FBAR）的模組，尤其涉及該薄膜體聲波器件裸芯片模組封裝結構及封裝方法，屬于聲波濾波器封裝技術領域。

背景技術：

薄膜體聲波濾波器（FBAR）只是一個單一的元器件，功能單一，要形成一個功能更加強大的系統，往往還需要與其他功能模塊（如開關模塊、功放模塊等）進行連接以形成模組。目前，包含薄膜體聲波濾波器的模組封裝時，由于薄膜體聲波濾波器對工作表面要求很高，不能被污染，故先要將薄膜體聲波濾波器裸芯片封裝形成濾波器器件，然后再將該封裝后的器件與其它功能芯片（或者功能芯片封裝后的器件）一起封裝以形成所需模組。這樣至少薄膜體聲波濾波器裸芯片就存在二次封裝的情形，如果其他功能裸芯片也進行了封裝，那么所有裸芯片都進行了二次封裝，一方面不利于模組的小型化，另一方面也降低了封裝效率。

技術實現要素：

針對現有技術存在的上述不足，本發明的目的是提供一種能夠實現微型化且加工效率提高的薄膜體聲波器件裸芯片模組封裝結構及封裝方法。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種包括薄膜體聲波器件裸芯片在內的多芯片模組封裝結構，包括基板和裸芯片，所述裸芯片包括薄膜體聲波器件裸芯片和其他功能裸芯片，基板和所有裸芯片上設有對應的電極，其特征在于：所有裸芯片電極通過倒裝焊由金球與基板電極對應連接，在基板表面粘接固定有膜層，所述膜層緊貼于基板表面并同時包裹住所有裸芯片，所有裸芯片間隔設置并通過膜層分開，在所有裸芯片和基板之間形成真空腔。

一種包括薄膜體聲波器件裸芯片在內的多芯片模組封裝方法，其特征在于：包括薄膜體聲波器件裸芯片在內的多芯片模組具有前述的封裝結構，具體封裝步驟如下：

1）在基板上根據需要封裝的多芯片模組數量劃分對應的封裝區域，每個封裝區域對應一個待封裝多芯片模組；在每個封裝區域根據待封裝多芯片模組中各裸芯片分布情況設置有與所有裸芯片電極對應的基板電極；

2）分別將待封裝多芯片模組上的各裸芯片電極通過倒裝焊工藝焊接在基板對應封裝區域的對應電極上；

3）通過真空貼膜工藝將保護膜貼裝于基板上并包裹住所有芯片，在保護膜的包裹下，每個芯片和基板之間形成真空腔；

4）通過加溫使保護膜粘接固化，從而使保護膜分別與基板和所有芯片固定連接；

5）將基板按封裝區域切割得到切割單元，每個切割單元由對應封裝區域的基板及其上的所有芯片和保護膜構成，該切割單元即構成一塊多芯片模組。

本發明利用封裝膜技術，將薄膜體聲波濾波器的裸芯片與其它半導體功能芯片進行封裝，形成了一個功能完整的模組。相比現有技術，本發明具有如下優點：

1、直接采用裸芯片封裝，體積可以明顯縮小，特別適用于未來的移動終端中，比原來的封裝形式（二次封裝）大大減小了體積，同時提高了封裝效率。

2、本發明用倒裝焊將聲表面波濾波器裸芯片焊接在基板上，通過真空壓力將樹脂膜或者粘片膜貼裝于基板上并包裹住所有裸芯片，通過這樣的手段，使芯片內部與外部形成了隔絕的兩個部分，從而保護裸芯片表面不被污染以及密封的效果，保護了聲表面波器件的工作面，使器件可以正常工作。而傳統的下填充加灌封的方式不適合于薄膜體聲波裸芯片的封裝。

3、采用該封裝形式，可以對半導體芯片與薄膜體聲波器件進行靈活組合。由于是裸芯片封裝，其尺寸較小，通過優化排布可以大大縮小整個模組的尺寸（長，寬，高）。

附圖說明

圖1-本發明封裝結構示意圖。

圖2-本發明俯視圖。

具體實施方式

以下結合附圖和具體實施方式對本發明進行詳細描述。

參見圖1和圖2，從圖上可以看出，本發明包括薄膜體聲波器件裸芯片在內的多芯片模組封裝結構，包括（陶瓷）基板1和裸芯片，所述裸芯片包括薄膜體聲波器件裸芯片2（圖2所示為3片）和其他功能裸芯片3（圖2所示為2片），基板和所有裸芯片上設有對應的電極。所有裸芯片電極通過倒裝焊由金球4與基板電極對應連接，在基板表面粘接固定有膜層5（實施例為粘片膜和樹脂膜），所述膜層5緊貼于基板1表面并同時包裹住所有裸芯片。所有裸芯片間隔設置并通過膜層分開，在所有裸芯片和基板之間形成真空腔6。

本發明利用特定的封裝膜材料，對薄膜體聲波器件（FBAR）進行裸芯片模組的直接封裝。在已經預先制作好焊盤的陶瓷基板上，通過倒裝焊接的方式將薄膜體聲波裸芯片與基板連接，同時在周圍倒裝焊上其他的半導體功能芯片（如開關芯片，功放芯片等），最終形成需要的多芯片模組；然后用一種封裝膜將其完全覆蓋包裹起來，最終形成一個完整的多芯片模組。

本發明多芯片模組封裝方法具體步驟如下：

1）在基板上根據需要封裝的多芯片模組數量劃分對應的封裝區域，每個封裝區域對應一個待封裝多芯片模組；在每個封裝區域根據待封裝多芯片模組中各裸芯片分布情況設置有與所有裸芯片電極對應的基板電極；所有封裝區域呈矩陣設置；

2）分別將待封裝多芯片模組上的各裸芯片電極通過倒裝焊工藝焊接在基板對應封裝區域的對應電極上；

3）通過真空貼膜工藝將保護膜貼裝于基板上并包裹住所有芯片，在保護膜的包裹下，每個芯片和基板之間形成真空腔；

4）通過加溫使保護膜粘接固化，從而使保護膜分別與基板和所有芯片固定連接；

5）將基板按封裝區域切割得到切割單元，每個切割單元由對應封裝區域的基板及其上的所有芯片和保護膜構成，該切割單元即構成一塊多芯片模組。

本發明采用特定材料的膜層和封裝工藝才能得到這樣的封裝結構。所述膜層材質為粘片膜和樹脂膜。這類膜材料具有熱固化性，在一定溫度下，該材料軟化成為“果凍狀”，并在壓力的作用下可以按照設計的形狀進行塑形；進一步提高溫度，該材料會逐步固化，并保持塑形以后的形狀，正是基于該特點，才可以用于本封裝工藝，形成本封裝結構。

本發明所有裸芯片通過金球倒裝焊在基板上，形成一個臺階狀的結構，臺階底部與基板間存在縫隙，使用真空貼膜工藝，使保護膜沿器件上表面形成一個包裹層，貼膜后該間隙形成真空腔。

由于聲表面波器件的工作區域不能污染，因此在器件倒裝焊接后需要將倒裝焊接后形成的空腔保護起來。本發明采用保護膜進行封裝將其作為一個保護層以阻止后續封裝材料侵入空腔。采用倒裝焊技術將聲表面波濾波器裸芯片焊接在基板上，通過真空壓力將保護膜貼裝于基板上并包裹住裸芯片，從而保護裸芯片表面不被污染以及密封的效果。由于貼膜是在真空環境下進行，因此器件的水汽含量能夠得到保證。由于本真空貼膜封裝工藝能夠使要求更高的聲表面波濾波器裸芯片滿足封裝要求，對封裝要求相對低的其它功能芯片更是沒有問題，因此通過本方法可以同時實現所有芯片的一次性封裝，而且避免了二次封裝帶來的體積難以下降和效率不高的問題。

本發明的上述實施例僅僅是為說明本發明所作的舉例，而并非是對本發明的實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其他不同形式的變化和變動。這里無法對所有的實施方式予以窮舉。凡是屬于本發明的技術方案所引申出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明的保護范圍之列。