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CN1211921C - 电子器件、包括这种器件的半导体器件和制造这种器件的方法 - Google Patents

电子器件、包括这种器件的半导体器件和制造这种器件的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种电子器件，它包括具有连接区域(4、5)的诸如SAW(＝表面声波)滤波器(2、3)的电子组件(2、3)。滤波器(2、3)借助在滤波器(2、3)上面形成空腔(7)的盖(6)从环境封离。依照本发明，盖(6)由漆层(6A)构成，漆层(6A)在滤波器(2、3)的位置配备有开口(7′)并且被关闭开口(7′)的光阻材料层(6B)所覆盖、使得这样形成的空腔(7)在滤波器(2、3)上面的任何位置的厚度均大于零。这使得可以借助滤波器(2、3)进行精确和稳定的频率选择，并允许根据本发明的器件非常紧凑和容易生产。因而根据本发明的器件非常适用于如移动电话之类的应用，并且在将本发明的器件与半导体器件结合之后也是如此。光阻材料层(6B)和漆层(6A)最好在连接区域(4、5)的位置包括另外的开口(8)，这些开口配备有触块(9)、最好是焊块(9)。光阻材料层(6B)最好包括防焊料的固体箔(6B)。本发明还包括制造根据本发明的器件的方法以及其中集成有根据本发明的器件的半导体器件。

Description

电子器件、包括这种器件的半导 体器件和制造这种器件的方法
技术领域
本发明是关于一种电子器件，它包含主体，该主体包括衬底，其上至少安置一个电子组件，该电子组件连接至一个或多个连接区并通过在组件上加盖的方法从环境封离，该盖设置在衬底上并在所述组件的上面形成空腔，所述盖包括第一主壳体，后者位于衬底上并且在组件位置备有开口，所述盖还包含第二主壳体，后者位于第一主壳体上并关闭所述开口。若组件包括声滤波器，则这种器件运用在移动电话中很有优势(除别的因素外)。本发明还包括配备这种器件的半导体器件和生产这种器件的方法。
背景技术
在1994年4月20日公开的欧洲专利0.367.181中公开了这种器件。在所述文档中，给出了在LiTaO3压电衬底中和上面形成的声滤波器的描述。所述滤波器通过在衬底上设置盖而从环境封离，该盖在滤波器上面形成一空腔。这样滤波器就得到保护，免于灰尘和环境的其他方面影响，如衰减，因此可以得到精确和稳定的频率选择。所述盖包括例如其上固定金属板的合成树脂帽或环。
已知器件的不足之处在于它不是非常紧凑，不能容易地集成到半导体器件中。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种紧凑、可容易地集成到半导体器件中并且还很容易生产的器件。
要达到此目的，开头一段所描述的器件按本发明具有以下特征：所述第一壳体包括漆层，而所述第二壳体包括光阻材料层，并且这样选择开口的横向尺寸以及第二光阻材料层的厚度和材料、使得空腔的厚度在整个组件表面均大于零。
本发明首先基于以下认识：(光致)抗蚀层的使用使得盖的厚度可以非常小，以致依照本发明的器件尤其是因为厚度小而可以非常紧凑，因而特别适合集成在用于(例如)移动电话中的半导体器件上。此外，本发明基于这样一种认识：在要形成的空腔的预定的横向尺寸下，光阻材料层的厚度和材料的合适选择使得要形成的该空腔的厚度在整个组件表面区域均大于零。这点非常重要，特别是与声滤波器的精确和稳定的频率选择有关。所述盖最上层使用光阻材料更有重要优点：该层可以在组件的连接区域位置通过光刻技术而容易地配备更多开口。为此目的，所述漆层在相同位置地配备有另一个开口。
因此在重要的实施例中，所述漆层还包括光阻材料，在漆层和光阻材料层中电子组件连接区域的位置设置更多开口，在这些开口中的连接区域上设置触块。这样，该器件可以非常容易地(即、通过表面安装技术)与包括(例如)高频电路的半导体器件结合在一起。触块最好包括焊料，并且与此相关，所述光阻材料层、以及最好还有漆层、是防焊料层。
在最佳实施例中，漆层和光阻材料层都包括固体箔。我们发现这样的箔最适用于满足本发明的必需要求。另外，这样的箔容易地满足防焊料的要求。
电子组件最好包括表面声滤波器。一方面，本发明使这样的滤波器能够进行精确、稳定的频率选择。另一方面，这种滤波器的紧凑集成对许多应用(如移动电话)非常重要。
因此，本发明还包括半导体器件，该器件包括带衬底的半导体主体并且配备有一个或多个半导体元件，后者备有按照本发明的电子器件。
本发明还包括生产电子器件的方法，所述器件包括带衬底的主体，在所述衬底上形成至少一个电子组件，该电子组件配备一个或多个连接区域并通过在衬底上向组件提供盖来环境封离，在组件上面形成空腔，形成所述盖的方法是：在衬底上设置第一壳体并且在组件位置使所述主体备有开口以及在第一壳体上设置第二壳体而导致开口关闭，按照发明，所述方法的特征在于：通过在衬底上涂敷漆层形成第一壳体，并且通过在所述漆层的顶部涂敷光阻材料层形成第二壳体，这样选择开口的横向尺寸和光阻材料层的材料及厚度、使得空腔的厚度在整个组件的表面区域均大于零。
漆层最好也使用光阻材料，在漆层和光阻材料层中电子组件连接区域的位置形成更多开口，这些开口中的连接区域上形成触块(最好包含焊料)。漆层和光阻材料层最好都用固体箔构成，所述固体箔最好是防焊料的。若电子组件使用表面声滤波器，则本发明的方法将允许以非常简单的方式获得依照本发明的器件。
参照以下描述的实施例，本发明的这些方面及其他方面将得到阐述，使其显而易见。
附图说明
图1是依照本发明的电子器件的图解透视图，
图2是垂直于厚度方向的、沿图1中所示器件的II-II线所取的图解截面图，以及
图3至7是图1中所示器件使用按本发明的方法的生产过程的各连续阶段的图解透视图。
这些图是示意图，不按比例绘制；特别是厚度方向的尺寸为清楚起见夸大了。只要可能，相同标号指的是相同区域。
具体实施方式
图1是依照本发明的电子器件的图解透视图，而图2是在垂直于厚度方向的、沿图1中所示器件的II-II线所取的图解截面图。所述器件包括主体10，它包括0.5毫米厚的衬底1，后者在本实施例中由LiTaO3制成。如图2中所示，在衬底上形成厚度为0.3微米的铝制金属层，所述金属层包括以下部分：第一个电子组件2，在本实施例中它包含两个网罩(enmeshing)梳状导体图案，各附图中未单独显示该导体图案，所述第一个电子组件和衬底1共同形成第一声滤波器。滤波器齿的长度和宽度分别为1毫米和几微米，齿间间隔是2微米，齿的数目是几百个。滤波器2、即其两个梳状部分配备有两个连接区域4A、4B。铝制金属层还包括第二滤波器，后者与第一声滤波器相似，但其梳结构包括不同但可比较的齿数，所述第二滤波器配备有两个另外连接区域5A、5B。有关这些所谓SAW(＝表面声波)滤波器的结构和操作的更多细节，请参考1997年4月杂志“Oki技术评论”第158号，63卷。第一和第二滤波器通过在衬底1上设置盖6而从环境封离，以便在滤波器的上面形成空腔7，即，在本实施例中形成两个空腔7。盖6包括第一壳体6A和第二壳体6B，第一主体在第一和第二滤波器的位置配备有开口7’，第二主体设置在第一壳体上、将开口7’关闭。
依照本发明，第一壳体6A包括漆层，而第二壳体6B包括光阻材料层，这样选择开口7’的横向尺寸以及光阻材料层的厚度和材料、使得空腔7的厚度在组件2、3的整个表面均大于零。漆层和光阻材料层的使用使得盖的厚度非常小，这样依照本发明制作的器件非常紧凑，因而特别适合集成在(例如)移动电话的半导体器件上。本发明还基于这样的认识：适当选择的光阻材料层的厚度和材料，结合适当选择的漆层中开口7’的横向尺寸使得在给定组件2、3尺寸的情况下此组件在整个所述表面处在其厚度大于或等于零的空腔7下面。依靠此优点，可以利用滤波器进行精确和稳定的频率选择，这对于预期的各种应用非常重要。第二壳体6B光阻材料层的使用具有附加的重要优点：该层6B可以例如在滤波器的连接区域4、5的位置借助光刻而容易地配备更多开口8。研究发现合适的漆层是具有厚度大约58微米的敷形涂层(Conformal)2523的层6A。光阻材料层可以有利地使用大约32微米厚的多层(Laminar)5032的层6B。依靠此优点，在所选择的滤波器尺寸(即宽度1毫米，长度几毫米)的情况下，光阻材料层的挠度被限制在小于漆层厚度的20％。应当指出，对于挠度最关键的尺寸是滤波器的最小尺寸(在此情况下是宽度)。器件的总表面面积在大约2×3到3×4mm2范围内。
漆层也可以有利地使用(如在本实施例中)光阻材料层6A，这使得可以容易地在其中形成开口7’和任何另外的开口8。然后，所述开口8和光阻材料层中的各开口可以同时形成。另外，还有可能当涂敷所述漆层时(例如通过丝网印刷技术涂敷漆层时)，在漆层中形成所要的开口7’、8。在本实施例中，该器件还包括接地连接11A、11B，它们设置在漆层和光阻材料层中设置所述另外的开口的一部分的位置。
在依照本发明的器件的优选实施例中，在电子组件2、3(在本实施例中是滤波器)的连接区域4、5的位置相应设置带另外的开口8的漆层和光阻材料层，其中在连接区域4、5上设置触块9。依靠此优点，依照本发明的器件可以非常适合地用于所谓SMD(＝表面安装器件)安装。光阻材料层最好包括防焊料层6B。所述排斥焊料层也应用于漆层。这样，焊料9可以容易地用来构成触块9。
光阻材料层最好包括固体箔层6B。所述固体箔也应用于漆层。这种箔6A、6B可以容易地附到衬底1和互相依附，它们具有所需的特性，即小的挠度、防焊料性和可光刻加工性。在本实施例中，本发明可以有利地应用于声滤波器。结果是，此滤波器可以容易地与半导体器件100结合，产生非常适用于诸如移动电话那样的应用场合的器件1000。本实施例器件使用依照本发明的方法用以下描述的方式生产。
图3至7是图1中所示器件在使用按本发明的方法的生产过程的各连续阶段中的图解透视图。从(参见图3)衬底1开始，在衬底上形成至少一个电子组件2、3，本实施例中是两个SAW滤波器，它们配备有一个或多个连接区域4、5。通过在组件2、3上的盖6将滤波器从环境封离，该盖设置在衬底1上，以便在组件2、3上面形成空腔7。通过设置漆层来实现这一点(参见图4)，在本实施例中所述漆层包括固体箔，后者包括在配备有组件2、3的衬底1上面延展的光阻材料6A。随后分别在组件2、3及其连接区域4、5的位置处使用光刻法设置带开口7’和另外的开口8的漆层(参见图5)。随后在漆层上面设置包括固体箔6B的光阻材料层，所述光阻材料层将开口7’密封，所形成的空腔7的厚度大于零。
接着，(参见图7)在光阻材料层中连接区域4、5、11的位置形成对应于漆层中另外开口8的另外开口。最后，(参见图1)在连接区域4、5、11上的另外开口中设置触块9，本实施例中以焊球9的形式设置所述触块9。按照本发明的器件现在可以进行最后装配了：例如，如图2中用图解法所示，它可以与半导体器件100结合，形成电子器件1000，后者适用于移动电话。将会明白的一点是，本发明的重要优点在于它使得可以同时生产大量的器件(在这些图中仅示出其中一个)。
本发明并不局限于以上所述示例，对于本专业的技术人员来说，可以在本发明的范围内做出许多修改和变化。例如，可以使用不同于SAW滤波器的组件，如MEM(＝微电子机械系统)，例如微型电动机或簧片接点。因此，显然，在本申请中，应当认为电子组件也包括电气、机电、光电或半导体组件。
还应当指出，漆层中的另外开口和光阻材料层中的另外开口也可以同时形成，或者也可以在形成光阻材料层中的另外开口之后形成漆层中的另外开口。在重要的改型中，在光阻材料层上面或下面设置金属层，例如薄的铝箔。结果，将获得更加坚实的盖和更好地密封组件。此金属层最好设置在漆层和光阻材料层之间。这样当在金属层中光阻材料层的另外开口的位置处形成开口时，可将此金属层用作掩模。

Claims (10)

1.一种电子器件，它包括主体(10)，所述主体包括衬底(1)，在所述衬底(1)上设置至少一个电子组件，所述电子组件连接到一个或多个连接区域(4、5)并通过组件上的盖(6)从环境封离，所述盖设置在衬底(1)上并且在所述组件的上面形成空腔(7)，所述盖(6)包括位于衬底(1)上并在组件的位置配备有开口(7’)的第一壳体，所述盖还包括位于第一壳体上并关闭开口(7’)的第二壳体，其特征在于：所述第一壳体包括漆层，而所述第二壳体包括光阻材料层，以及这样选择开口(7’)的横向尺寸和光阻材料层的厚度及材料、使得空腔(7)的厚度在整个组件表面均大于零。
2.如权利要求1所述的器件，其特征在于：所述漆层也包括光阻材料，并且在漆层和光阻材料层中电子组件的连接区域(4、5)的位置上设置另外的开口(8)，在连接区域(4、5)上这些开口中设置触块(9)。
3.如权利要求1或2所述的器件，其特征在于：所述光阻材料层、和漆层包括防焊料层。
4.如权利要求1或2所述的器件，其特征在于：所述漆层和所述光阻材料层包括固体箔。
5.如权利要求1或2所述的器件，其特征在于：所述电子组件包括表面声波滤波器。
6.一种半导体器件，它包括具有衬底的半导体主体(100)并且配备有一个或多个半导体元件，其特征在于：所述半导体器件配备有如权利要求1或2所述的电子器件。
7.一种制造电子器件的方法，所述电子器件包括主体(10)，所述主体包括衬底(1)，在所述衬底(1)上形成至少一个电子组件，所述电子组件配备有一个或多个连接区域(4、5)并通过在衬底(1)上为组件配备盖(6)而从环境封离，在所述组件上面形成空腔(7)，形成所述盖(6)的方法是：在衬底(1)上设置第一壳体、在组件的位置为所述第一壳体配备开口(7’)以及以使所述开口(7’)封闭的方式在所述第一壳体上设置第二壳体，其特征在于：通过涂敷漆层来形成所述第一壳体，并且通过在所述第一壳体上面涂敷光阻材料层来形成所述第二壳体，以及这样选择所述开口(7’)的横向尺寸和用于所述光阻材料层的材料、使得所述空腔(7)的厚度在组件的整个表面均大于零。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于：所述漆层也使用光阻材料层，以及在漆层和光阻材料层中电子组件连接区域(4、5)的位置形成另外的开口(8)，在连接区域(4、5)上的所述另外的开口(8)中形成包含焊料的触块(9)。
9.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于：一种包括防焊料层的固体箔用于所述漆层和所述光阻材料层。
10.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于：将表面声波滤波器用作电子组件。
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