一種芯片級聲表面波器件氣密性封裝及方法
【技術領域】
[0001 ]本發(fā)明屬于聲表面波器件封裝技術領域，具體涉及一種芯片級聲表面波器件氣密性封裝及方法。
【背景技術】
[0002]聲表面波(Surface Acoustic Wave，SAW)器件是一種利用聲表面波效應和諧振特性制成的對頻率有選擇作用的器件。聲表面波器件，尤其是聲表面波濾波器(SurfaceAcoustic Wave FiIter，SAffF)具有體積小、重量輕、一致性好、可靠性水平高，能對信號實時處理、模擬/數字兼容、抗電磁干擾性能好、損耗低和頻率選擇性好等優(yōu)勢，一直是移動通訊和汽車電子的關鍵器件。隨著移動通訊等領域技術的不斷發(fā)展，新興的技術應用對SAWF提出了越來越高的要求，而當今世界范圍內SAWF的發(fā)展趨勢是小型化。2001-2015年歐美、日本的SAWF體積縮小到原來尺寸的I %，由此使得移動電話的體積大大縮小，目前日本村田公司推出的聲表面波雙工器，尺寸僅為1.8\1.4\0.60113，重量為151^。
[0003]目前，聲表面波器件小型化封裝主要采用芯片級封裝(ChipScale Package，CSP)，按照使用可靠性要求分為氣密性封裝和非氣密性封裝。移動終端上廣泛使用的聲表面波濾波器主要采用非氣密性封裝，而在汽車電子、雷達、軍用通訊系統(tǒng)、敵我識別、電子對抗、測距、定位、導航和遙測遙控等軍事裝備領域中則需要使用氣密性封裝器件。而氣密性封裝內部要求能夠實現內部的氣氛可控，內部的水汽含量較低；同時高性能、高可靠性的聲表面波器件要求有良好的電磁屏蔽能力和功率承受能力。但是，本發(fā)明的發(fā)明人經過研究發(fā)現，現有的聲表面波器件結構不是氣密性封裝，內部氣氛無法控制，無法進行電磁屏蔽。

【發(fā)明內容】

[0004]針對現有技術存在的現有聲表面波器件結構不是氣密性封裝，內部氣氛無法控制，無法進行電磁屏蔽的技術問題，本發(fā)明提供一種芯片級聲表面波器件氣密性封裝。
[0005]為了實現上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案:
[0006]—種芯片級聲表面波器件氣密性封裝，包括陶瓷基板、聲表面波芯片和金屬管帽；其中，所述陶瓷基板的內表面上設有內電極和圍繞內電極的金屬接地框，所述內電極和金屬接地框上均設有焊料;所述聲表面波芯片上設有金屬凸點，所述內電極上的焊料與該金屬凸點熔封包裹焊接，將所述聲表面波芯片倒裝焊接在陶瓷基板上;所述金屬管帽與所述金屬接地框上的焊料熔封焊接，在所述聲表面波芯片和陶瓷基板之間形成空隙，所述空隙中充滿了氮氣。
[0007]進一步，所述陶瓷基板為高溫共燒陶瓷基板或低溫共燒陶瓷基板。
[0008]進一步，所述焊料為AuSn焊料。
[0009]進一步，所述金屬凸點為金凸點或銅凸點。
[0010]進一步，所述聲表面波芯片和金屬管帽之間還設有AuSn焊料，該AuSn焊料將所述聲表面波芯片和金屬管帽連接。[0011 ]本發(fā)明還公開一種芯片級聲表面波器件氣密性封裝方法，所述芯片級聲表面波器件氣密性封裝如前所述，該方法包括以下步驟:
[0012]將金屬管帽與倒裝焊接有聲表面波芯片的陶瓷基板放在真空爐中加熱平臺上；
[0013]對真空爐加熱平臺上的器件進行加熱，使器件溫度由室溫升到預熱溫度，并在預熱過程中對真空爐抽真空進行排氣，且在爐內加熱平臺溫度到達焊接溫度前充入高純氮氣；
[0014]當在預熱溫度處恒定一段時間后，再進行升溫，使器件溫度由預熱溫度升到焊接溫度，并在焊接溫度處開始將所述金屬管帽與陶瓷基板上金屬接地框上的焊料進行熔封焊接；
[0015]在焊接溫度處保持一段時間后結束，并將器件溫度降溫到室溫。
[0016]進一步，所述預熱溫度為200-250度，在預熱溫度處恒定的時間為4-5分鐘。
[0017]進一步，所述焊接溫度為300-335度，在焊接溫度處保持的時間為0.5-1分鐘。
[0018]進一步，所述在爐內加熱平臺溫度到達焊接溫度前充入純度大于99.995 %的高純氮氣。
[0019]本發(fā)明提供的芯片級聲表面波器件氣密性封裝及方法中，采用金屬管帽和陶瓷基板熔封的金屬陶瓷封裝，是全氣密封的結構，封裝內部氣氛可控，封裝內部充滿了高純度的氮氣等惰性氣體，水汽含量低于5000ppm，氧氣含量低于lOOOppm，其他的氣體含量低于100ppm;同時采用金屬管帽與陶瓷基板上的金屬接地框焊接在一起，具有良好的散熱和電磁屏蔽作用，因而具有很高的可靠性;另外，內部金屬電極上的焊料，在熔化后能夠加固金屬凸點與陶瓷基板的粘接強度，因而大大提高了芯片的剪切強度。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明提供的芯片級聲表面波器件氣密性封裝結構示意圖。
[0021]圖2是本發(fā)明提供的陶瓷基板內表面制作的內電極和金屬接地框結構示意圖。
[0022]圖3是本發(fā)明提供的陶瓷基板外表面制作的外電極結構示意圖。
[0023]圖4是本發(fā)明提供的芯片級聲表面波器件氣密性封裝方法流程示意圖。
[0024]圖中，1、陶瓷基板；11、內電極；12、金屬接地框；13、外電極;2、聲表面波芯片；21、金屬凸點；3、金屬管帽;4、空隙；5、AuSn焊料。
【具體實施方式】
[0025]為了使本發(fā)明實現的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本發(fā)明。
[0026]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術語“縱向”、“徑向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。
[0027]在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可以是機械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發(fā)明中的具體含義。
[0028]請參考圖1和圖2所示，本發(fā)明公開一種芯片級聲表面波器件氣密性封裝，包括陶瓷基板1、聲表面波芯片2和金屬管帽3;其中，所述陶瓷基板I的內表面上設有內電極11和圍繞內電極11的金屬接地框12，所述內電極11和金屬接地框12上均設有焊料(圖中未示)；所述聲表面波芯片2上設有金屬凸點21，所述內電極11上的焊料與該金屬凸點21熔封包裹焊接，將所述聲表面波芯片2倒裝焊接在陶瓷基板I上;所述金屬管帽3與所述金屬接地框12上的焊料熔封焊接，在所述聲表面波芯片2和陶瓷基板I之間形成空隙4，所述空隙4中充滿了氮氣。
[0029]本發(fā)明提供的芯片級聲表面波器件氣密性封裝結構中，采用金屬管帽和陶瓷基板熔封的金屬陶瓷封裝，是全氣密封的結構，封裝內部氣氛可控，封裝內部充滿了高純度的氮氣等惰性氣體，水汽含量低于5000ppm，氧氣含量低于lOOOppm，其他的氣體含量低于100ppm;同時采用金屬管帽與陶瓷基板上的金屬接地框焊接在一起，具有良好的散熱和電磁屏蔽作用，因而具有很高的可靠性;另外，內部金屬電極上的焊料，在熔化后能夠加固金屬凸點與陶瓷基板的粘接強度，因而大大提高了芯片的剪切強度。
[0030]作為具體實施