[发明专利]带微腔的包封电子管芯和用于形成带微腔的包封电子管芯的方法

说明书

一种具有微腔的包封电子管芯和一种用于形成包封电子管芯的方法。所述包封电子管芯包括固定到所述电子管芯并且完全围绕所述装置延伸的光致抗蚀剂框架。所述光致抗蚀剂框架还固定到基板的第一主表面，以便围绕装置形成外壳。封装剂材料在电子管芯上并且围绕电子管芯的侧面延伸。封装剂材料围绕电子管芯的整个外围与基板的第一主表面接触，以便围绕电子管芯形成密封。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年10月9日提交的美国临时专利申请序列号62/913,129的优先权，其内容全文以引用方式并入；并且要求于2020年3月11日提交的美国非临时专利申请序列号16/816,010的优先权，其内容全文以引用方式并入。

背景技术

表面声波(SAW)部件需要使SAW器件的表面不被覆盖并且保持SAW器件的表面清洁且干燥的包封。否则，微声波将衰减。因此，SAW部件通常包括使SAW器件内部暴露的密封腔。微机电系统(MEMS)和体声波(BAW)部件也需要用于其上的相应器件的内部密封腔。

用于形成具有内部密封腔的SAW、BAW或MEMS部件的包封的常规工艺将球形顶部密封材料施加到载体基板，其中基板侧上的密封结构为诸如用于防止球形顶部密封材料进入腔体的焊料环(例如Au/Sn焊料环)、保护箔、芯片边缘的缓冲层或金属屏蔽物。这些常规工艺的一个问题是，球形顶部材料可以进入腔中，损坏SAW、MEMS或BAW器件。而且，在芯片边缘和金属屏蔽物处使用焊料环、保护箔、缓冲层的常规工艺是昂贵的。

因此，需要一种方法和设备，其将以降低的成本提供需要密封腔的器件的良好密封。

发明内容

公开了一种设备，该设备包括基板；电子管芯，在所述电子管芯上形成有器件；光致抗蚀剂框架，所述光致抗蚀剂框架固定到所述电子管芯并且完全围绕所述器件延伸。所述光致抗蚀剂框架固定到所述基板的第一主表面，以便围绕装置形成外壳。所述设备还包括封装剂材料，所述封装剂材料在所述电子管芯上并且围绕所述电子管芯的侧面延伸，使得所述封装剂材料围绕所述电子管芯的整个外围与所述基板的所述第一主表面接触，以便围绕所述电子管芯形成密封。

公开了一种使用基板和器件晶圆来形成包封电子管芯的方法。所述方法包括使第一金属层在所述器件晶圆上沉积；在所述器件晶圆上形成多个接合垫；使光致抗蚀剂层在所述器件晶圆上沉积；使所述光致抗蚀剂层图案化，以便形成完全包围所述器件的光致抗蚀剂框架；使导电球在所述接合垫上沉积；切割所述晶圆以形成所述电子管芯；以及将所述电子管芯放置在所述基板上。所述方法还包括加热和压紧所述导电球，以便使每个导电球耦合到所述晶圆上的接合垫中的一个接合垫并且耦合到所述基板，所述加热和压紧使所述电子管芯更靠近所述基板运动，使得所述光致抗蚀剂框架与所述基板或者与形成于所述基板上的着陆垫直接接触；使封装剂材料沉积，使得所述封装剂材料覆盖所述电子管芯和所述基板；使所述封装剂材料固化，以便封装所述电子管芯；以及切割所述基板以使所述包封电子管芯分离。

本发明的方法和设备产生使器件在腔内暴露的微腔。封装剂材料确保微腔被密封，防止器件受湿气和污染物的影响。因为本发明的方法和设备不需要焊料环、保护箔、在芯片边缘或金属屏蔽物处的缓冲层，在许多情况下，其比现有技术工艺花费更少。另外，光致抗蚀剂框架在密封微腔方面有效，从而防止或减少球形顶部材料侵入腔中。

附图说明

下面将参考示例并参考被示出的附图更详细地解释本发明。应当理解，附图未按比例绘制。

图1是示出根据本发明的示例的用于形成具有微腔的包封电子管芯的方法的框图。

图2是示出根据本发明的示例的器件晶圆的一部分在金属层已被沉积和图案化以形成接合垫和完全围绕器件延伸的金属区域之后的剖视图的图。

图3是示出根据本发明的示例的图2中所示器件晶圆的部分在光致抗蚀剂层已被沉积和图案化以形成覆盖金属区域并且完全包围器件的光致抗蚀剂框架之后的剖视图的图。