一种滤波器封装结构及制备方法与流程

1.本发明涉及一种滤波器封装结构，同时也涉及该滤波器封装结构的制备方法，属于半导体封装技术领域。


背景技术：

2.滤波器根据实现方式的不同可以分为很多种，比如lc滤波器、腔体滤波器、声学滤波器、介质滤波器等，而在移动通信领域中，由于移动终端普遍存在尺寸小、功耗低的要求，因此需要小体积高性能的声学滤波器。声学滤波器按照结构不同，可以分为声表面滤波器（简写为saw）和体表面滤波器（简写为baw）。它们的工作原理基本相同，只是声学信号的传播方向存在差异。
3.在专利号为zl 201811327948.2的中国发明专利中，公开了一种表面声波滤波器封装结构，其包括介电基板，包括介电层、第一图案化导电层、第二图案化导电层及导电连接层，其中导电连接层设于介电层内，并且电性连接分设于介电层两侧的第一图案化导电层及第二图案化导电层，且第二图案化导电层至少具有指叉电极部；芯片，以主动面面对于指叉电极部而设置；高分子密封框体，设置于芯片与介电基板之间，并围设于芯片周缘，以与芯片及介电基板共同形成密闭腔体；模封层设置于介电基板之上，并且覆盖芯片及高分子密封框体。
4.该表面声波滤波器封装结构在实际应用中，对塑封工艺有较高的要求，并进而增加了成本，使得其在终端应用市场存在较大的局限性。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的首要技术问题在于提供一种滤波器封装结构。
6.本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种滤波器封装结构的制备方法。
7.为实现上述技术目的，本发明采用以下的技术方案：根据本发明实施例的第一方面，提供一种滤波器封装结构，包括：基板，所述基板的表面开设有预设大小的容纳槽；滤波器芯片，所述滤波器芯片的表面至少设有叉指换能器，所述滤波器芯片贴装于所述基板的表面，以使所述叉指换能器容纳于所述容纳槽内；所述滤波器芯片与所述容纳槽的槽体边缘紧密贴合或形成预设间隙，以阻止塑封材料进入所述容纳槽内；塑封层，塑封于所述基板的表面。
8.其中较优地，所述滤波器芯片的表面设有导电垫片，所述基板内设有导电盘，并且所述基板的表面开设有焊料槽，所述焊料槽内部分填充有导电焊料，所述导电焊料与所述导电盘相接触；在所述滤波器芯片贴装于所述基板的表面状态下，所述导电垫片通过所述导电焊料与所述导电盘电连接，以使所述滤波器芯片的表面与所述基板的表面紧密贴合。
9.其中较优地，所述塑封层的塑封材料至少满足以下条件之一：（1）所述塑封材料的
颗粒直径大于预设直径，所述预设直径大于所述预设间隙；（2）所述塑封材料的流动速度小于预设流速；（3）所述塑封材料的粘性大于预设粘性。
10.其中较优地，所述基板的表面开设有导流槽，所述导流槽与所述焊料槽相连通，以使冲洗液体能够通过所述导流槽进入所述焊料槽内，以对所述焊料槽进行冲洗。
11.其中较优地，所述滤波器封装结构还包括功能芯片；所述功能芯片贴装于所述基板的表面，并与所述滤波器芯片电连接；所述功能芯片的底部与所述基板的表面形成有填充缝隙，以供塑封材料进行填充。
12.其中较优地，所述滤波器封装结构还包括覆膜层，所述覆膜层覆盖在所述滤波器芯片和所述基板的表面，以阻止塑封材料进入所述容纳槽内。
13.其中较优地，所述容纳槽的长度为所述叉指换能器的长度加预设长度，所述容纳槽的宽度为叉指换能器的宽度加预设宽度，所述容纳槽的高度为所述叉指换能器的高度加上预设高度，以使所述容纳槽与所述叉指换能器之间形成预设尺寸的间隙空间。
14.根据本发明实施例的第二方面，提供一种滤波器封装结构的制备方法，包括以下步骤：在基板表面开设多个预设大小的容纳槽；将预制完成的多个滤波器芯片贴装在所述基板的表面，以使每个所述滤波器的叉指换能器容纳于容纳槽内；通过塑封材料对基板的表面进行塑封，形成覆盖所述滤波器的塑封层；通过切单形成单个滤波器封装结构。
15.其中较优地，所述滤波器的预制过程还包括如下子步骤：在滤波器芯片的表面设置叉指换能器；在所述滤波器芯片的表面设置导电垫片，使得导电垫片位于所述叉指换能器的外侧。
16.其中较优地，将预制完成的多个滤波器分布贴装在所述基板的表面，包括如下子步骤：在所述基板的表面开设焊料槽，使得所述焊料槽位于所述容纳槽的外侧；将导电焊料部分填充于所述基板的焊料槽内；将预制完成的滤波器倒装于所述基板的表面，以使得所述导电垫片与所述导电焊料相贴合，并使得所述叉指换能器容纳于所述容纳槽内；重复上述步骤，直至将预制完成的多个滤波器分布贴装在所述基板的表面。
17.其中较优地，在所述基板的表面开设导流槽，使得所述导流槽与所述焊料槽相连通；通过所述导流槽将冲洗液体冲入所述焊料槽内，以对所述焊料槽进行冲洗。
18.其中较优地，所述导电垫片通过在所述滤波器芯片的表面电镀预设厚度的金属材料形成，所述金属材料至少包括cu；其中，对所述导电垫片进行niau、nipdau或osp表面处理。
19.与现有技术相比较，本发明具有以下的技术特点：1. 结构工艺制程简单，通过在基板上进行开槽设计，使得滤波器贴装在基板上后，叉指换能器能够恰好容置于基板的容纳槽内，从而在后续塑封过程中能够对叉指换能
器进行有效保护，避免了聚合物薄膜坍塌的问题，提高了封装产品的可靠性。
20.2. 可以省略对叉指换能器的覆膜工艺，并省略了现有方案中对滤波器芯片进行覆膜的工艺，从而极大地降低生产成本。
21.3. 可单独封装滤波器，也可兼容滤波器与功能芯片的封装，从而集成不同的功能。
22.4. 塑封层的塑封材料满足预设的条件，从而减少塑封材料进入容纳槽的可能性，保证塑封效果。
附图说明
23.图1为现有技术中，一种聚合物薄膜覆压在滤波器芯片上形成滤波器封装结构的结构示意图；图2为本发明第一实施例提供的一种滤波器封装结构的结构示意图；图3为本发明第一实施例中，滤波器的封装结构示意图；图4为本发明第一实施例中，将滤波器贴装到基板上的结构示意图；图5为本发明第一实施例中，将滤波器贴装到基板上的俯视图；图6为本发明第一实施例中，将滤波器与功能芯片共同贴装到基板上的结构示意图；图7为本发明第二实施例中，将滤波器贴装到基板上的俯视图；图8为本发明第三实施例提供的一种滤波器封装结构的制备方法的流程图。
具体实施方式
24.下面结合附图和具体实施例对本发明的技术内容进行详细具体的说明。
25.本发明实施例提供的滤波器封装结构，通过在基板上进行开槽设计，从而使得滤波器贴装在基板上后，叉指换能器能够恰好容置于基板的容纳槽内，从而在后续塑封过程中能够对叉指换能器进行有效保护，提高了封装产品的可靠性，解决当前聚合物薄膜坍塌的问题。并且，在本发明实施例中，无需对叉指换能器进行额外的封装，能够有效降低生产成本。
26.第一实施例如图2所示，本发明第一实施例提供的滤波器封装结构，包括基板1、滤波器芯片2、叉指换能器3以及塑封层4。
27.基板1的表面开设有预设大小的容纳槽101。滤波器芯片2的表面设有叉指换能器3，滤波器芯片2贴装于基板1的表面，以使叉指换能器3容纳于容纳槽101内。塑封层4塑封于基板1的表面，以完全覆盖滤波器芯片2。
28.在本发明的一个实施例中，如图3所示，滤波器芯片2和叉指换能器3共同构成滤波器，利用常规的表面贴装工艺或倒装工艺，可以将滤波器贴装到带有开槽设计的基板1上（如图4所示）。然后，如图2所示，可以利用塑封材料进行塑封封装，形成塑封层4；最后，将塑封完成的产品进行单片切割（一次性塑封多个滤波器的情况下），从而完成单个滤波器封装结构的封装加工。由此，由于在塑封过程中，滤波器芯片2以及基板1承担主要的塑封压力，而滤波器的叉指换能器3处在基板1的容纳槽101内，因此叉指换能器3得到了最大限度的保
护，而不至于被塑封压力挤压变形发生坍塌，从而使得该滤波器封装结构能够很好的适用于当前常规的塑封工艺产品中，极大地提高了封装产品的可靠性。此外，在本发明的一个实施例中，由于叉指换能器3无需经过其他薄膜材料的封装保护，因此能够极大地降低生产成本（用于封装叉指换能器3的薄膜材料本身较为昂贵）。并且，如图1所示，相比于现有设计而言，省去了包裹在滤波器芯片2外侧的一层聚合物薄膜，从而进一步降低生产成本。可以理解的是，本实施例中的封装结构也可以兼容覆膜结构，即：也可以在滤波器芯片2和基板1的表面进行覆膜，从而进一步提高封装的安全性，但生产成本会相对提高，具体可根据生产需求进行适应性的选择。
29.在上述实施例中，基板1为pcb基板（也可以采用其他形式的基板），基板1中内设有导电盘102，并且基板1的表面开设有焊料槽103，焊料槽103内部分填充有导电焊料104，导电焊料104与导电盘102相接触，以用于与滤波器电连接，从而实现声-电转换。可以理解的是，在实际生产过程中，该pcb基板可以为一块尺寸较大的基板，从而能够在基板1上同时开设多个容纳槽101，并使得多个容纳槽101呈阵列式分布。由此，可以一次性封装多个滤波器，从而通过单片切割的方式生产多个滤波器封装结构，以提高生产效率。当然，在其他实施例中，该pcb基板的尺寸也可以仅与一个滤波器的尺寸相匹配，从而一次性封装一个滤波器，形成单个滤波器封装结构，具体可根据实际生产需求进行适应性选择。
30.在上述实施例中，滤波器芯片2为功能晶片。如图3所示，在滤波器芯片2的表面设有导电垫片201，该导电垫片201的设置位置和尺寸与基板1的导电盘102相匹配，当滤波器芯片2贴装于基板1的表面时，导电垫片201通过导电焊料104与导电盘102电连接，以使滤波器芯片2的表面与基板1的表面紧密贴合或者形成预设间隙（该预设间隙应小于塑封材料的直径），以阻止塑封材料进入容纳槽101内。其中，该导电垫片201可以在晶圆厂生产滤波器芯片2的同时，通过在滤波器芯片2的表面溅射金属材料形成。该金属材料包括但不限定于cu，厚度在10微米左右，并且，该导电垫片201可进行niau、nipdau或osp（organic solderability preservatives，有机保焊膜）表面处理，以提高导电能力和抗氧化能力。
31.可以理解的是，如图5所示，由于导电垫片201本身具有一定的厚度，通过对导电垫片201进行smd（阻焊定义焊盘）设计，并对基板1上与叉指换能器3相对应的位置处进行nsmd（非阻焊定义焊盘）设计，从而当滤波器芯片2贴装于基板1的表面的状态下，滤波器芯片2的表面与基板1的表面能够紧密贴合，从而避免塑封材料进入容纳槽101内而污染叉指换能器3。
32.此外，可以理解的是，上述实施例中，容纳槽101的尺寸要略大于叉指换能器3的尺寸，从而使得叉指换能器3与容纳槽101之间形成预设尺寸的间隙空间。优选地，在本实施案中，容纳槽101的尺寸可以取叉指换能器3的尺寸加15微米进行设计，即容纳槽101的长度为叉指换能器3的长度加15微米，容纳槽101的宽度为叉指换能器3的宽度加15微米，该值（即15微米）主要取决于封装贴片精度大小，可根据不同贴装情况进行适应性调整，例如改为10 微米或20 微米等。容纳槽101的高度为叉指换能器3与导电垫片102的高度差加上10微米（或15微米、20微米等，具体数值不做限定），从而在考虑加工精度的前提下，保证滤波器在贴装后叉指换能器3不与容纳槽101的底部相接触，避免对叉指换能器3造成破坏而影响性能。
33.为配合上述导流缝隙，该塑封层4的塑封材料应至少满足以下条件之一：第一、塑
封材料的颗粒直径大于预设直径；第二，塑封材料的流动速度小于预设流速；第三，塑封材料的粘性大于预设粘性。可以理解的是，当塑封材料的颗粒直径越大时，则越不容易通过导流缝隙流入容纳槽101内，反之，则越容易流入容纳槽101内。类似的，当塑封材料的流动速度越慢时，则越不容易通过导流缝隙流入容纳槽101内，反之，则越容易流入容纳槽101内。当塑封材料的粘性越大时，则越不容易通过导流缝隙流入容纳槽101内，反之，则越容易流入容纳槽101内。因此，在选择塑封材料时，应尽可能选择颗粒直径较大、流动速度较慢、粘性较大的材料，从而能够在塑封过程中，减少塑封材料进入容纳槽101的可能性，以避免污染滤波器。可以理解的是，本实施例中列举的三种条件仅为较优的选择条件，在其他实施例中，还可以新增其他的选择条件，并且，塑封材料满足的条件越多，则塑封效果越好，具体可根据实际塑封需求对塑封材料进行适应性选择即可。
34.此外，如图6所示，在上述实施例中，优选地，该滤波器封装结构还包括功能芯片5。其中，功能芯片5贴装于基板1的表面，并与滤波器芯片2电连接，以相互配合实现特定功能。并且，功能芯片5的底部与基板1的表面形成有填充缝隙501，以供塑封材料进行填充。可以理解的是，该功能芯片5没有裸露在外部需要保护的结构件，因此，该功能芯片5无需与基板1形成空腔结构，可直接通过表面贴装工艺或倒装工艺贴装在基板1的表面，从而形成集成式结构，以根据需求集成所需功能。
35.第二实施例本发明第二实施例提供的滤波器封装结构，与第一实施例相比的区别之处在于：滤波器芯片2与基板1的贴装形式不同。
36.具体的，如图7所示，在本发明第二实施例中，滤波器芯片2的表面设有导电垫片201，基板1内设有导电盘102，并且基板1的表面开设有焊料槽103，焊料槽103内部分填充有导电焊料104，导电焊料104与导电盘102相接触。当滤波器芯片2贴装于基板1的表面时，导电垫片201通过导电焊料104与导电盘102电连接，以使滤波器芯片2的表面与基板1的表面紧密贴合。而且，基板1的表面还开设有导流槽，导流槽与焊料槽103相连通，以使冲洗液体（例如：流水）能够通过导流槽流入到焊料槽103内，以对焊料槽103内的杂质进行冲洗。
37.由此，利用该焊料槽103配合导电焊料104的结构形式，能够避免导电盘102暴露于基板1的表面，从而降低导电盘102被氧化腐蚀的风险，有利于提高基板1的使用寿命。此外，该导电焊料104可以是基板1预镀焊膏或者封装贴片中（即常规的表面贴装工艺或倒装工艺）印刷的焊膏等材料。而且，通过对导电垫片201进行nsmd设计，并对基板1上与叉指换能器3相对应的位置处进行nsmd设计，从而使得滤波器芯片2的表面与基板1的表面紧密贴合，以阻止塑封材料从二者之间的缝隙流入容纳槽101内。
38.本实施例除上述结构之外，其余结构与第一实施例均相同，在此不再赘述。
39.第三实施例如图8所示，在第一实施例的基础上，本发明第三实施例还提供一种滤波器封装结构的制备方法，具体包括步骤s1～s4：s1：在基板1表面开设多个预设大小的容纳槽101，并使多个容纳槽101呈阵列分布。
40.s2：将预制完成的多个滤波器分布贴装在基板1的表面，以使每一个滤波器的叉指换能器3容纳于一个容纳槽101内。
41.具体的，滤波器的预制过程，包括子步骤s201～s202：s201：在滤波器芯片体2的表面设置叉指换能器3；s202：在滤波器芯片体1的表面设置导电垫片201，使得导电垫片201位于叉指换能器3的外侧。
42.当通过子步骤s201～s202完成滤波器的预制后，形成的滤波器如图3所示。然后，通过在基板1的表面开设焊料槽103，使得焊料槽103位于容纳槽101的外侧；并将导电焊料104填充于基板1的焊料槽103内。此时，可将各个预制完成的滤波器分别贴装在基板1的表面，使得导电垫片201与导电焊料104相贴合，并使得叉指换能器3容纳于容纳槽101内，从而将预制完成的多个滤波器分布贴装在基板1的表面。
43.其中，该导电垫片201通过在滤波器芯片体2的表面电镀预设厚度的金属材料形成，金属材料至少包括cu；并且，该导电垫片201需要进行niau、nipdau或osp表面处理，以提高导电能力和抗氧化能力。
44.s3：通过塑封材料对基板1的表面进行塑封，形成覆盖所有滤波器的塑封层4。其中，该塑封材料基于第一实施例中的选择条件进行适应性选择。
45.s4：塑封完成后进行单片切割，形成单个滤波器封装结构。
46.综上所述，本发明实施例提供的滤波器封装结构及制备方法，具有以下的技术特点：1. 结构工艺制程简单，通过在基板1上进行开槽设计，使得滤波器贴装在基板1上后，叉指换能器3能够恰好容置于基板1的容纳槽101内，从而在后续塑封过程中能够对叉指换能器3进行有效保护，避免了聚合物薄膜坍塌的问题，提高了封装产品的可靠性。
47.2. 省略了对叉指换能器3的覆膜工艺，并省略了现有方案中对滤波器芯片2进行覆膜的工艺，从而极大地降低生产成本。
48.3. 可单独封装滤波器，也可兼容滤波器与功能芯片的封装，从而集成不同的功能。
49.4. 塑封层5的塑封材料满足预设的条件，从而减少塑封材料进入容纳槽101的可能性，保证塑封效果。
50.上面对本发明所提供的滤波器封装结构及制备方法进行了详细的说明。对本领域的一般技术人员而言，在不背离本发明实质内容的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都将构成对本发明专利权的侵犯，将承担相应的法律责任。

技术特征：
1.一种滤波器封装结构，其特征在于包括：基板，所述基板的表面开设有预设大小的容纳槽；滤波器芯片，所述滤波器芯片的表面至少设有叉指换能器，所述滤波器芯片贴装于所述基板的表面，以使所述叉指换能器容纳于所述容纳槽内；所述滤波器芯片与所述容纳槽的槽体边缘紧密贴合或形成预设间隙，以阻止塑封材料进入所述容纳槽内；塑封层，塑封于所述基板的表面。2.如权利要求1所述的滤波器封装结构，其特征在于：所述滤波器芯片的表面设有导电垫片，所述基板内设有导电盘，并且所述基板的表面开设有焊料槽，所述焊料槽内部分填充有导电焊料，所述导电焊料与所述导电盘相接触；其中，在所述滤波器芯片贴装于所述基板的表面状态下，所述导电垫片通过所述导电焊料与所述导电盘电连接，以使所述滤波器芯片的表面与所述基板的表面紧密贴合。3.如权利要求1所述的滤波器封装结构，其特征在于：所述塑封层的塑封材料至少满足以下条件之一：（1）所述塑封材料的颗粒直径大于预设直径，所述预设直径大于所述预设间隙；（2）所述塑封材料的流动速度小于预设流速；（3）所述塑封材料的粘性大于预设粘性。4.如权利要求2所述的滤波器封装结构，其特征在于：所述基板的表面还开设有导流槽，所述导流槽与所述焊料槽相连通，以使冲洗液体能够通过所述导流槽进入所述焊料槽内，以对所述焊料槽进行冲洗。5.如权利要求2或3所述的滤波器封装结构，其特征在于还包括功能芯片；所述功能芯片贴装于所述基板的表面，并与所述滤波器芯片电连接；所述功能芯片的底部与所述基板的表面形成有填充缝隙，以供塑封材料进行填充。6.如权利要求1所述的滤波器封装结构，其特征在于还包括覆膜层，所述覆膜层覆盖在所述滤波器芯片和所述基板的表面，以阻止塑封材料进入所述容纳槽内。7.如权利要求1所述的滤波器封装结构，其特征在于：所述容纳槽的长度为所述叉指换能器的长度加预设长度，所述容纳槽的宽度为叉指换能器的宽度加预设宽度，所述容纳槽的高度为所述叉指换能器的高度加上预设高度，以使得所述容纳槽与所述叉指换能器之间形成预设尺寸的间隙空间。8.一种滤波器封装结构的制备方法，其特征在于包括以下步骤：在基板表面开设多个预设大小的容纳槽；将预制完成的多个滤波器芯片贴装在所述基板的表面，以使每个所述滤波器的叉指换能器容纳于容纳槽内；通过塑封材料对基板的表面进行塑封，形成覆盖所述滤波器的塑封层；通过切单形成单个滤波器封装结构。9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于所述滤波器的预制过程包括如下子步骤：在滤波器芯片的表面设置叉指换能器；在所述滤波器芯片的表面设置导电垫片，使得导电垫片位于所述叉指换能器的外侧。10.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于将预制完成的多个滤波器分布贴装在所述基板的表面，包括如下子步骤：
在所述基板的表面开设焊料槽，使得所述焊料槽位于所述容纳槽的外侧；将导电焊料部分填充于所述基板的焊料槽内；将预制完成的滤波器倒装于所述基板的表面，以使得所述导电垫片与所述导电焊料相贴合，并使得所述叉指换能器容纳于所述容纳槽内；重复上述步骤，直至将预制完成的多个滤波器分布贴装在所述基板的表面。11.如权利要求10所述的制备方法，其特征在于：在所述基板的表面开设导流槽，使得所述导流槽与所述焊料槽相连通；通过所述导流槽将冲洗液体冲入所述焊料槽内，以对所述焊料槽进行冲洗。12.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述导电垫片通过在所述滤波器芯片的表面电镀预设厚度的金属材料形成，所述金属材料至少包括cu；其中，对所述导电垫片进行niau、nipdau或osp表面处理。

技术总结
本发明公开了一种滤波器封装结构及制备方法。该滤波器封装结构包括基板，基板的表面开设有预设大小的容纳槽；滤波器芯片，滤波器芯片的表面设有叉指换能器，滤波器芯片体贴装于基板的表面，以使滤波器芯片体的表面与基板的表面紧密贴合，并使叉指换能器容纳于容纳槽内；塑封层，塑封于基板的表面，以完全覆盖滤波器芯片。该滤波器封装结构通过在基板上开槽，以使得滤波器贴装在基板上后，叉指换能器能够恰好容置于基板的容纳槽内，在后续塑封过程中能够对叉指换能器进行有效保护，避免了聚合物薄膜坍塌的问题，提高了封装产品的可靠性；而且，省略了对叉指换能器的覆膜工艺，以及对滤波器芯片的覆膜工艺，从而极大地降低生产成本。本。本。


技术研发人员：刘立筠 朱龙秀 孟庆勇 白云芳
受保护的技术使用者：唯捷创芯（天津）电子技术股份有限公司
技术研发日：2023.05.25
技术公布日：2023/8/21