包含弹性波装置的模块

技术领域

本公开涉及一种包含弹性波装置的模块。

背景技术

日本专利文献1(特开2017-157922)示例一种弹性波装置等电子装置的封装方法，所述封装方法将芯片以正面朝下安装于电路基板上，并以密封材料覆盖在所述芯片的外周。

例如，将表面声波(Surface Accoustic Wave，SAW)滤波器、功率放大器及开关等元件搭载于基板上的功率放大器集成双向器模块(Power Amplifier Module integratedDuplexer，PAMiD)，其裸芯片的安装与模块的制作适合小型化与薄型化。然而，在SAW滤波器芯片下方保留空间的同时，其他芯片的下方必须填入底部填充树脂。因此，在全部采用裸芯片安装的情况下，必须分别采用不同的树脂密封方法。换句话说，必须分别形成密封所述SAW滤波器芯片的树脂与密封其他芯片的树脂，因此无法降低成本。

发明内容

本公开有鉴于上述问题，目的在于提供一种适于降低成本的包含弹性波装置的模块。

本公开包含弹性波装置的模块，包含：

封装基板；

弹性波装置，以设有功能元件的第一主面面向所述封装基板，并安装于所述封装基板；

半导体装置，安装于所述封装基板；及

单一材料的树脂，覆盖所述弹性波装置且于所述封装基板与所述功能元件间留下空隙，并覆盖所述半导体装置且填充于所述封装基板与所述半导体装置间。

本公开的一种形态，所述树脂具有光固化性和热固性。

本公开的一种形态，覆盖所述弹性波装置的树脂经过光固化与热固化，填充在所述封装基板与所述半导体装置间的树脂经过热固化。

本公开的一种形态，所述弹性波装置还具有第二主面，该第二主面为位于所述第一主面的相反侧的面，至少一部分的所述第二主面不被所述树脂覆盖。

本公开的一种形态，所述半导体装置包括面向所述封装基板的对向面与非对向面，该非对向面为位于所述对向面的相反侧的面，至少一部分的所述非对向面不被所述树脂覆盖。

本公开的一种形态，所述弹性波装置包括由弹性表面波滤波器与声薄膜共振器构成的滤波器、双向器或双滤器中的任何一个。

本公开的一种形态，所述半导体装置包括功率放大器、低噪声放大器或开关中的任何一个。

本公开的一种形态，所述半导体装置包括功率放大器与开关，至少一部分所述功率放大器的面向所述封装基板的面的相反侧的面不被所述树脂覆盖，所述开关的面向所述封装基板的面的相反侧的面被所述树脂覆盖。

本公开的一种形态，所述树脂的热固性指在比常温更高的第一温度下暂时软化，并持续在所述第一温度或者在比所述第一温度更高的第二温度下固化。

本公开的一种形态，所述包含弹性波装置的模块还包含覆盖所述树脂的金属层，所述金属层连接所述第二主面。

本公开的一种形态，所述包含弹性波装置的模块还包含覆盖所述树脂的金属层，所述金属层连接所述非对向面。

本公开的一种形态，所述树脂包括位于所述封装基板正上方的开口，所述金属层形成于所述开口中，并连接所述封装基板的导电图案。

本公开的一种形态，所述导电图案与所述弹性波装置的接地电位为相同电位。

本公开的一种形态，所述包含弹性波装置的模块还包含形成于所述金属层上的保护层，所述保护层的上表面是平坦的。

本发明的有益的效果在于：根据本公开，可以提供一种适于降低成本的包含弹性波装置的模块。

附图说明

图1是包含弹性波装置的模块的剖面图。

图2是包含弹性波装置的模块的制造方法的流程图。

图3是安装于基板的装置的示意图。

图4是以树脂覆盖所述装置的示意图。

图5是使树脂的一部分照射UV而固化的示意图。

图6是使所述装置与所述基板间的树脂流动的示意图。

图7A是经过UV照射后被加热的树脂的照片。

图7B是不经过UV照射而被加热的树脂的照片。

图8是封装基板的贯通孔的示意图。

图9是去除一部分的树脂的示意图。

图10是保护层的示意图。

具体实施方式

以下将根据附图说明本发明的具体实施态样。需注意的是，各图中相同或相当的部分使用相同的标记。所述相同或相当的部分会适当地简化或省略说明。

(实施例)

图1是实施例的包含弹性波装置的模块10的剖面图。所述包含弹性波装置的模块10包含封装基板12。根据一个示例，所述封装基板12是印制电路板(Printed CircuitBoard，PCB)基板或高温共烧陶瓷(High Temperature Co-fired Ceramics，HTCC)基板。根据其他的示例，所述封装基板12是由多个介电层形成的低温共烧陶瓷(Low TemperatureCo-fired Ceramics，LTCC)多层基板。根据其他的示例，基板与设有贯通所述基板的布线电极的任何基板也可以作为封装基板。在图1的示例中，所述封装基板12包括基材、上部电极、借由通孔布线等与所述上部电极电连接的下部电极。所述封装基板12的内部可以设置电容器与电感器等无源元件。

弹性波装置14、半导体装置20、无源元件30，及半导体装置40分别通过凸块15、21、31、41安装于所述封装基板12。所述凸块15电连接所述封装基板12与所述弹性波装置14。所述凸块21电连接所述封装基板12与所述半导体装置20。所述凸块31电连接所述封装基板12与所述无源元件30。所述凸块41电连接所述封装基板12与所述半导体装置40。所述凸块15、21、31、41例如为金凸块。根据其他的示例，所述凸块31也可以换成焊料。根据一个示例，所述凸块的高度为10μm～50μm。

根据一个示例，所述弹性波装置14包括由弹性表面波滤波器与声薄膜共振器构成的滤波器、双向器或双滤器的其中之一。根据其他的示例，也可以采用弹性波装置以外的结构。所述弹性波装置14以设有功能元件的第一主面面向所述封装基板12，并安装于所述封装基板12。在图1的示例中，所述弹性波装置14在第一主面设有作为功能元件的叉指换能器(Interdigital Transducer，IDT)14a与一对反射器。所述第一主面通过银、铝、铜、钛、钯等适当的金属或合金形成布线图案。所述IDT 14a与所述反射器以能激发弹性表面波的方式设置。根据其他的示例，形成于所述第一主面的功能元件为接收滤波器与发送滤波器。所述接收滤波器能让预期的频带的电信号通过。例如，所述接收滤波器设有由多个串联共振器与多个并联共振器形成的梯形滤波器。所述发送滤波器能让预期的频带的电信号通过。例如，所述发送滤波器设有由多个串联共振器与多个并联共振器形成的梯形滤波器。

所述弹性波装置14例如包括由钽酸锂、铌酸锂或水晶等压电单晶形成的基板。根据其他的示例，所述弹性波装置14包括由压电陶瓷形成的基板。根据其他的示例，所述弹性波装置14包括由压电基板与支持基板接合而成的基板。例如，所述支持基板是由蓝宝石、硅、氧化铝、尖晶石、水晶或玻璃制成的基板。

所述弹性波装置14被树脂17覆盖。但是，所述弹性波装置14的第一主面没有被所述树脂17覆盖。所述弹性波装置14与所述封装基板12间具有空隙16。所述弹性波装置14还具有位于所述第一主面的相反侧的面的第二主面。根据一个示例，至少一部分的所述第二主面不被所述树脂17覆盖。所述第二主面连接金属层18。所述金属层18具有设置于所述第二主面的第一金属层18a、连接所述树脂17的第二金属层18b，及连接所述封装基板12的第三金属层18c。

根据一个示例，所述半导体装置20包括功率放大器、低噪声放大器或开关中的任何一个。在图1的示例中，所述半导体装置20为功率放大器。所述半导体装置20被树脂22、23覆盖。所述树脂22是填充在所述封装基板12与所述半导体装置20间的树脂。所述树脂22作为底部填充树脂。所述树脂23是覆盖于所述半导体装置20的侧面与一部分的上表面的树脂。所述半导体装置20具有对向面和非对向面，该对向面是面向所述封装基板12的面，该非对向面是位于所述对向面的相反侧的面。根据一个示例，至少一部分的所述非对向面不被树脂覆盖。所述非对向面连接于金属层28。所述金属层28具有设置于所述非对向面的第一金属层28a、连接所述树脂23的第二金属层28b，及连接所述封装基板12的第三金属层28c。

根据一个示例，所述无源元件30为电容器。所述无源元件30被树脂32、33覆盖。所述树脂32是填充在所述封装基板12与所述无源元件30间的树脂。因此，所述树脂32作为底部填充树脂。所述树脂33覆盖于所述无源元件30的侧面与上表面。所述树脂33上形成金属层38。所述金属层38具有连接所述封装基板12的第一部分38a。

根据一个示例，所述半导体装置40包括功率放大器、低噪声放大器，或开关中的任何一个。在图1的示例中，所述半导体装置40为开关。所述半导体装置40被树脂42、43覆盖。所述树脂42是填充在所述封装基板12与所述半导体装置40间的树脂。所述树脂42作为底部填充树脂。所述树脂43是覆盖所述半导体装置20的侧面与上表面的树脂。所述树脂43上形成金属层48。

所述树脂17在所述封装基板12与所述弹性波装置14的功能元件间留下空隙16的同时，覆盖所述弹性波装置14。所述树脂22、23在填充于所述封装基板12与所述半导体装置20间的同时，覆盖所述半导体装置20。所述树脂32、33在填充于所述封装基板12与所述无源元件30间的同时，覆盖所述无源元件30。所述树脂42、43在填充于所述封装基板12与所述半导体装置40间的同时，覆盖所述半导体装置40。

所述树脂17、22、23、32、33、42、43可以全部是相同的材料的树脂。也就是说，所述树脂17、22、23、32、33、42、43在同一个工艺中形成，因此在固化前与固化后都具有相同的成份(分子结构)。根据一个示例，所述树脂17、22、23、32、33、42、43具有光固化性和热固性。根据一个示例，所述树脂的热固性指在比常温更高的第一温度下暂时软化，并持续在所述第一温度或者在比所述第一温度更高的第二温度下固化。多种材料可以作为树脂材料，列举如下：

·以环氧树脂为基底的日本化学制造的KPM500干膜

·以环氧树脂为基底的太阳油墨制造的PSR-800AUS410,PSR-800AUS SR1

·以聚酰亚胺树脂为基底的东丽制造的LPA-22。

如图1所示，覆盖所述弹性波装置14的所述树脂17经过光固化与热固化，其余的树脂经过热固化。例如，填充于所述封装基板12与所述半导体装置20、40间的树脂22、42经过热固化。

如上所述，所述包含弹性波装置的模块10的所述树脂17、22、23、32、33、42、43全部是相同的材料。也就是说，所述树脂17、22、23、32、33、42、43为单一材料(同一种材料)的树脂。借此，与使用多个不同种类的树脂的情况相比，能降低材料费用，并减少制程步骤的数量。因此，是适于降低成本的包含弹性波装置的模块10。并且，所述封装基板12与所述弹性波装置14间形成所述空隙16，并在其他芯片下方提供作为底部填充树脂的所述树脂22、32、42，因此能提供作为PAMID的包含弹性波装置的模块10。让所述金属层18接触所述弹性波装置14的第二主面有助于提升散热性。让所述金属层28接触所述半导体装置20的非对向面也有助于提升散热性。然而，也可以在所述弹性波装置14的整个第二主面上形成树脂并在所形成的树脂上形成金属层，及在所述半导体装置20的整个非对向面上形成树脂并在所形成的树脂上形成金属层。所述金属层18、28、38、48具有电磁屏蔽层的功能。

在图1的示例中，所述第三金属层18c、所述第三金属层28c，及所述第一部分38a连接所述封装基板12。所述第三金属层18c、所述第三金属层28c，及所述第一部分38a形成于所述封装基板12正上方的树脂的开口，而连接所述封装基板12。至少一部分的所述第三金属层18c、所述第三金属层28c，及所述第一部分38a可以接触所述封装基板12的导电图案。若所述导电图案与所述弹性波装置14的接地电位为相同电位，所述金属层18、28、38、48也会是接地电位。接地的所述金属层18、28、38、48具有电磁屏蔽层的功能。

图2是包含弹性波装置的模块的制造方法的流程图。参照所述流程图，说明图1的包含弹性波装置的模块的制造方法。步骤Sa与步骤Sb是在所述封装基板12上安装多个芯片的步骤。步骤Sa包括步骤S1-搭载元件、步骤S2-焊料回流、步骤S3-洗净。于步骤Sa中，首先，步骤S1在所述封装基板12的预定位置上涂布焊锡膏。并且，在所述焊锡膏上搭载芯片。接着，借由步骤S2进行焊料回流(Reflow)处理，并借由步骤S3进行洗净处理，而使芯片接合于所述封装基板12。

步骤Sb包括步骤S4-电浆洗净、步骤S5-搭载元件。于步骤Sb中，首先，步骤S4对所述封装基板12采用电浆洗净处理。因此，步骤S5中将芯片的凸块连接于设置在所述封装基板12上的预定位置的导电胶。步骤Sb，根据一个示例，为Au-Au接合(GGI接合)工程。

步骤Sa中使用焊锡膏将所述芯片安装于所述封装基板，而步骤Sb中使用导电胶将所述芯片安装于所述封装基板。根据一个示例，所述弹性波装置14在步骤Sb中安装于所述封装基板12，所述半导体装置20、所述无源元件30，及所述半导体装置40在步骤Sa中安装于所述封装基板12。根据其他的示例，所述弹性波装置14在步骤Sa中安装于所述封装基板12，所述半导体装置20、所述无源元件30，及所述半导体装置40在步骤Sb中安装于所述封装基板12。再根据其他的示例，也可以在步骤Sa与步骤Sb的其中之一安装全部的所述芯片到所述封装基板12，并省略步骤Sa与步骤Sb的其中另一。如图3所示，借由步骤Sa与步骤Sb将所述弹性波装置14、所述半导体装置20、40及所述无源元件30安装于所述封装基板12。根据一个示例，图3的所述封装基板12是以单位布线基板配置成二维阵列的基板。在这种情况下，所述封装基板12可以设有多个单位布线基板。

接着进行步骤Sc。步骤Sc是形成树脂的步骤，且包括步骤S6-设置树脂层、步骤S7-真空覆膜、步骤S8-部分照射UV、步骤S9-树脂流动和固化、步骤S10-激光去除树脂。首先，在步骤S6中放上树脂层而让所述树脂层横跨安装的多个装置芯片。所述树脂层是由液态的环氧树脂压制成片状而得。根据其他的示例，所述树脂层可以是有别于环氧树脂的聚酰亚胺等合成树脂。所述树脂层的上表面可以设置以聚对苯二甲酸乙二酯(PolyethyleneTerephthalate，PET)制成的保护膜，或是在所述树脂层的下表面设置以聚酯纤维制成的基底膜。借由在多个所述装置芯片上放置树脂层，所述树脂层暂时被固定于多个所述装置芯片。

接着在步骤S7中，借由真空覆膜在芯片间提供树脂。例如，在真空环境中，对所述树脂层施加朝向所述封装基板12的方向的压力时，逐渐将树脂提供至所述芯片间的区域。可以借由以压缩空气充气的硅胶对所述树脂层施加朝向所述封装基板12的方向的压力，或者借由橡胶板对所述树脂层施加朝向所述封装基板12的方向的压力。图4示例经过真空覆膜后的树脂的形状。在图4中，树脂50具有位于所述芯片上的部分50a与提供于芯片间的部分50b。

也可以用其他方法取代真空覆膜提供树脂到所述芯片间。例如，也可以采用被称为热滚压合的方法。所述热滚压合借由通过至少加热到所述树脂层的软化温度的上滚轴与下滚轴间的过程，将所述树脂提供至所述装置芯片的上表面，并且一并填充至所述装置芯片的侧面与所述封装基板12的上表面。

因此，所述弹性波装置14、所述半导体装置20、40，及所述无源元件30被单一材料(单一种材料)的树脂50覆盖。如上所述，所述树脂50具有光固化性和热固性。

接着，在步骤S8中让所述树脂50中覆盖所述弹性波装置14的部分固化。图5示意让所述树脂50的一部分固化。所述树脂50具有覆盖所述弹性波装置14的第一树脂17’。在所述步骤S8中，对所述第一树脂17’照射UV。根据一个示例，照射UV的过程中使用只在所述第一树脂17’正上方设有开口的掩膜56。借由所述掩膜56将来自UV照射装置58的UV提供至所述树脂50，在所述树脂50中，所述第一树脂17’被UV照射，其他的部分(之后的第二树脂)不被照射。借此，所述树脂50中只有所述第一树脂17’被选择性曝光。借由所述选择性曝光，所述第一树脂17’在所述封装基板12与所述弹性波装置14间留下空隙16并固化。

所述第一树脂17’的固化方法不限于照射UV。所述第一树脂17’也可以使用热固化以外的现有的多种方法固化。例如，也可以对所述第一树脂17’照射电子束，而让所述第一树脂17’固化。根据一个示例，可以使用所述掩膜56对所述第一树脂17’照射电子束。根据其他的示例，也可以在移动固定封装基板的平台的同时进行扫描，而能不使用所述掩膜56，让来自电子束源的电子束照射所述第一树脂17’。根据其他的示例，也可以一并使用电子束扫描与所述掩膜。

借由让所述第一树脂17’固化，保持与图1的所述树脂相同的形状，而让所述弹性波装置14的功能元件维持在外露于所述空隙16的状态。根据一个示例，所述空隙16为密闭空间。

接着，进行步骤S9的处理。在步骤S9中，提供所述半导体装置等的底部填充胶，再让第二树脂51热固化。具体而言，在步骤S8中让没有被固化的所述第二树脂暂时软化，并以所述第二树脂51填充至少一部分的所述封装基板12和所述半导体装置间的空间。借由加热所述树脂50使其软化，而在例如所述半导体装置20、40、所述无源元件30，及所述封装基板12间的空间流动。如图6所示，借由让所述第二树脂51软化，而形成具有底部填充胶功能的树脂22、32、42。

在提供所述底部填充胶后，让所述第二树脂51热固化。热固化的方法视树脂的材料而定。示例其中一种树脂，借由在软化所述第二树脂的温度(即第一温度)下维持一段时间，而让所述第二树脂51固化。示例另一种树脂，在比所述第一温度更高温的第二温度下让所述第二树脂51固化。随着让所述第二树脂51软化与固化的热处理，也能促使所述第一树脂17’固化。换句话说，所述第一树脂17’在上述曝光处理的过程中固定其形状，并之后在所述第二树脂51的热处理过程中完全固化。换句话说，借由热处理所述第一树脂17’热固化。借由热处理避免或抑制所述第一树脂17’流动，而不让所述树脂覆盖所述IDT 14a。

所述树脂的软化或固化的过程中，借由具备上模具与下模具的热压机对所述树脂层往所述封装基板12的方向施压。例如，加热升温所述树脂层至一次软化温度而形成底部填充胶后，加热至固化温度而固定其形状。

借由使用具有光固化性和热固性的树脂能进行上述制作工艺。图7显示照射与不照射UV，抑制加热时的树脂的流动性的实验结果。在这个实验中，于载玻片基板上隔着厚度约20μm的垫片，设置面积为5mm

顺便一提，使所述树脂热固化的时候，若所述芯片与所述封装基板12间的空间存在空气，将会妨碍在所述空间填充底部填充胶。因此，在以树脂覆盖包含所述弹性波装置芯片14与所述半导体装置20、40在内的芯片前，也可以先在所述封装基板12与所述半导体装置20、40间的空间提供底部填充树脂。例如，将具有热固性的底部填充树脂提供至所述封装基板12与所述半导体装置20间、所述封装基板12与所述无源元件30间，及所述封装基板12与所述半导体装置40间的话，之后便能将所述底部填充树脂与所述第二树脂51同时软化。借此，可以在所述封装基板12与所述芯片间的空间填充树脂。

根据其他的示例，以所述树脂覆盖所述弹性波装置14与所述半导体装置的步骤、使所述第一树脂17’固化的步骤，及使所述第二树脂51软化的步骤可以在真空环境下进行。这样一来，可以在所述芯片与所述封装基板12间的空间不具有空气的状态下提供底部填充胶，而能确实地填充底部填充胶。

再根据其他的示例，在应设置底部填充胶的芯片的正下方，所述封装基板12可以设置贯通孔。例如，在所述封装基板12中位于所述半导体装置20，40正下方的区域设有贯通孔。图8是示出形成于所述封装基板12上的贯通孔12h的示意图。在使所述树脂流动形成底部填充胶的时候，所述封装基板12与所述芯片间的空气可以借由所述贯通孔12h排到所述封装基板12下方，而能确实地填充所述底部填充胶。

上述的底部填充树脂的提供、真空环境的利用，及贯通孔12h的形成也可以结合使用。例如，在让所述底部填充树脂与所述第二树脂51流动的时候，所述封装基板12与所述芯片间的空气可以从所述封装基板12的贯通孔12h排出。上述的底部填充树脂的提供、真空环境的利用，及贯通孔的形成可以在形成底部填充胶时作为辅助手段。因此，也可以省略这些方法。

接着，进行步骤S10。在步骤S10中，去除一部分的树脂。图9示出去除一部分树脂的示意图。在这个示例中，去除形成于所述弹性波装置14上的至少一部分树脂而形成开口h2，去除形成于所述半导体装置20上的至少一部分树脂而形成开口h4。并且，形成露出所述封装基板12的开口h1、h3、h5。在这个示例中，除去至少一部分的形成于作为功率放大器的半导体装置20上的树脂，但不去除形成于作为开关的半导体装置40上的树脂。根据一个示例，所述树脂的去除可以借由激光进行。

接着，进行步骤Sd。步骤Sd为形成金属层的步骤，且包括步骤S11-背面贴胶带、步骤S12-触媒处理、步骤S13-背面更换胶带、步骤S14-前处理、步骤S15-无电解镀镍。例如，在步骤S11中，在所述封装基板12的背面黏贴胶带，在步骤S12进行用于引起无电解电镀反应的触媒处理。接着，在步骤S13中更换胶带，在步骤S14进行前处理，在步骤S15例如形成无电解镀镍。因此，借由无电解电镀法形成覆盖所述树脂的金属层。具体而言，形成图1的金属层18、28、38、48。根据一个示例，所述金属层借由所述树脂的开口而连接于所述封装基板12的导电图案。所述金属层18、28、38、48也可以用无电解镀镍以外的方法形成。根据一个示例，为形成所述金属层，可以依序使用无电解镀铜与无电解镀镍。根据其他的示例，为形成所述金属层，可以依序使用无电解镀银与无电解镀镍。再根据其他的实施例，为形成所述金属层，可以依序形成Ti、溅镀Cu，及使用无电解镀镍。所述变化的实施态样，与以无电解镀镍形成所述金属层的情况相比，能提升所述树脂与所述金属层的附着性。

接着，进行步骤Se。步骤Se是所谓的后处理，且包括步骤S16-切割、步骤S17-外观检查、步骤S18-电性检查、步骤S19-包装。例如，在步骤S16中切割所述封装基板12。借此将产品分割。接着，在步骤S17进行外观检查，在步骤S18检测产品的电性。步骤S19将没有问题的产品包装。因此，完成如图1所示的包含弹性波装置的模块10的制作。

根据一个示例，可以在图1的结构上表面形成保护层。图10是保护层60的示意图。在这个示例中，增加在所述金属层18、28、38、48上形成所述保护层60的步骤。根据一个示例，所述保护层60的上表面大致是平坦的。根据一个示例，所述保护层60由绝缘材料形成。

虽然以上描述了至少一个实施态样，应当理解的是，本领域技术人员能容易想到进行各种变化、修正或改进。上述变化、修正或改进也属于本公开的一部分，并且，属于本发明的范围。

应当理解的是，这里所描述的方法或装置的实施态样，不仅限于以上说明所记载或附图所示例的构成组件的架构和排列。方法和装置能以其他实施态样安装，或以其他实施态样施行。

所述实施例仅用于说明，并没有限定的意思。

本公开所使用的描述或用词仅是为了说明，并没有限定的必要。这里的“包括”、“具备”、“具有”、“包含”及其变化的使用，具有包括之后列举的项目、其等同物和附加项目的意思。

“或(或者)”的用词，或任何使用“或(或者)”描述的用语，可解释为所述描述用语中的其中一个、大于一个，或全部的意思。

前、后、左、右、顶、底、上、下，及水平、垂直的引用都是为了方便描述，并非限定本发明中任一构成组件的位置与空间配置。因此，上述说明与附图只是示例性的。