表面音波组件结构及其制造方法与流程

1.本发明涉及一种半导体制造，且特别是涉及表面音波组件的结构及其制造方法。


背景技术：

2.表面声波(surface acoustic wave,saw)是沿着弹性材料表面传播的声波，其振幅通常随进入材料的深度呈指数衰减。
3.表面声波组件用于电路中的构件以提供多种不同的功能，例如包括延迟线、滤波器、关联器(correlator)及直流对直流转换器等。基于轻量与密集的结构，表面声波组件也应用在移动电话上。
4.表面声波组件当作表面声波滤波器使用为例，其和压电薄膜谐振器作为用于通信装置例如蜂窝电话中所使用的表面声波装置。表面声波组件的结构包括一群叉指换能器(interdigital transducer)，其一般也可以用idt表示，可以用于将声波信号转换成电子信号。idt单元从宽广功能的角度来说明，idt单元可以是表面音波单元。
5.叉指换能器在高温或高湿的环就下容易产生氧化，因此表面声波组件的结构在外层会有当作盖帽(cap)的保护层。在传统制造的方式，盖帽结构的材料例如是聚酰亚胺(polyimide,pi)的材料，但是pi材料例如在高温或高湿的环境下，其抗湿气的功能会大幅降低，有就是保护功能降低，容易导致叉指换能器的氧化。
6.要维持叉指换能器的良好操作，其需要有效防止潮湿。如何设计与制造表面声波组件使具有足够抗湿能力，仍是需要继续研发。


技术实现要素：

7.本发明提供表面声波组件，其保护叉指换能器的结构，配合制造流程的改变，可以排除使用聚酰亚胺的材料，有效提升抗湿能力。
8.在一实施例，本发明提供一种表面音波组件，其包括基板。多个表面音波单元设置在所述基板上。导电围绕结构包括:壁部设置在所述基板上且围绕所述多个表面音波单元；及横向层部设置在所述壁部上。所述横向层部具有开口，在所述多个表面音波单元上方。盖帽层覆盖在所述横向层部上，且封闭所述开口。
9.在一实施例，对于所述的表面音波组件结构，所述盖帽层是焊料层。
10.在一实施例，对于所述的表面音波组件结构，所述盖帽层仅在所述横向层部的顶部。
11.在一实施例，对于所述的表面音波组件结构，所述盖帽层是回流焊料层，以封闭所述横向层部的所述开口。
12.在一实施例，对于所述的表面音波组件结构，所述导电围绕结构是金属，且所述盖帽层是焊料。
13.在一实施例，对于所述的表面音波组件结构，所述导电围绕结构包含铜或是电镀材料。
14.在一实施例，对于所述的表面音波组件结构，所述盖帽层是模塑料结构。
15.在一实施例，对于所述的表面音波组件结构，所述模塑料结构也覆盖所述导电围绕结构的外侧壁且在所述基板上。
16.在一实施例，对于所述的表面音波组件结构，所述盖帽层是环氧树脂盖帽，且封闭所述横向层部的所述开口。
17.在一实施例，对于所述的表面音波组件结构，所述导电围绕结构是金属，且所述盖帽层是环氧树脂材料。
18.在一实施例，对于所述的表面音波组件结构，所述导电围绕结构包含铜或是电镀材料。
19.在一实施例，本发明有提供一种制造表面音波组件的方法，其包括:提供基板。形成多个表面音波单元在所述基板上；形成牺牲层，以覆盖过所述多个表面音波单元，其中所述牺牲层包括围绕沟槽以暴露所述基板且围绕所述多个表面音波单元。施行电镀工艺，在所述围绕沟槽中从所述基板的所述暴露表面形成导电围绕结构，其中所述导电围绕结构包括横向层部，在所述牺牲层上，且所述横向层部具有开口，在所述多个表面音波单元上方。形成盖帽层，覆盖过所述横向层部，且封闭所述开口。
20.在一实施例，对于所述的制造表面音波组件的方法，所述导电围绕结构是电镀的金属。
21.在一实施例，对于所述的制造表面音波组件的方法，所述导电围绕结构包含铜或电镀材料。
22.在一实施例，对于所述的制造表面音波组件的方法，形成所述盖帽层的所述步骤包括形成焊料层在所述导电围绕结构的所述横向层部上，移除所述牺牲层，以及对所述焊料层进行回流工艺，其中所述横向层部的所述开口也被封闭。
23.在一实施例，对于所述的制造表面音波组件的方法，所述焊料层是在进行所述回流工艺前，电镀在所述导电围绕结构的所述横向层部上。
24.在一实施例，对于所述的制造表面音波组件的方法，形成所述盖帽层的所述步骤包括:移除所述牺牲层；以及形成模塑料结构，覆盖过所述横向层部当作所述盖帽层，其中所述开口被封闭。
25.在一实施例，对于所述的制造表面音波组件的方法，所述模塑料结构也覆盖所述导电围绕结构的外侧壁且在所述基板上。
26.在一实施例，对于所述的制造表面音波组件的方法，所述模塑料结构的材料是环氧树脂。
27.在一实施例，对于所述的制造表面音波组件的方法，所述导电围绕结构包括铜或电镀材料。
附图说明
28.包含附图以便进一步理解本发明，且附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图说明本发明的实施例，并与描述一起用于解释本发明的原理。
29.图1是本发明一实施例所探究表面音波组件的结构示意图；
30.图2a～图2f是本发明一实施例表面音波组件的制造流程的剖面示意图；及
31.图3a～图3c是本发明一实施例表面音波组件的制造流程的剖面示意图。
32.附图标号说明
33.50:基板
34.52:金属层
35.54:金属层
36.56:金属层间介电质层
37.58:围绕壁
38.58a:感测区域
39.60:顶层
40.100:基板
41.102:表面音波单元
42.104:牺牲层
43.106:围绕沟槽
44.108:导电围绕结构
45.108a:壁部
46.108b:横向层部
47.110:开口
48.112:焊料层
49.112a:开口
50.120:模塑料结构
具体实施方式
51.本发明是涉及表面音波组件的结构及其制造方法，其在后阶段封装流程中，至少可以排除使用抗湿气较弱的材料，例如聚酰亚胺，来保护idt单元而防止氧化。本发明提出表面音波组件的制造方法允许以使用金属材料来保护idt单元，可以有效达到防止氧化的要求。
52.以下举一些实施例来说本发明。这些实施例之间也允许有适当的结合。
53.在提出表面音波组件的结构及其制造方法前，本发明已对表面音波组件的一般结构进行探究(look into)，以期能至少有效防止表面音波组件的idt单元的氧化。
54.图1是依据本发明一实施例，所探究表面音波组件的结构示意图。参阅图1，表面音波组件的结构是在基板50上形成金属层52，其例如是铜或是铝。金属层52的感测区域52a，通过定义工艺会形多个idt单元。此外要完成整体的表面音波组件结构，其例如还包含另一个金属层54，形成在金属层52上。金属层52的一些组件区域对应感测区域52a使用金属层间介电质层(inter-metal dielectric,imd)56隔离。金属层间介电质层56覆盖金属层52的此区域的金属层52。其后，使用pi材料的围绕壁58以及顶层60构成盖帽的结构，保护感测区域52a的多个idt单元。
55.本发明对表面音波组件的结构探究后，观察到pi材料的抗湿能力可能不足，例如在高湿或是高温下可能无法有效防止idt单元的氧化。本发明提出保护idt单元的结构及其制造方法。
56.图2a～图2f是依据本发明一实施例，表面音波组件的制造流程的剖面示意图。参阅图2a，在基板100上形成有多个表面音波单元102，构成一个感测群，来感测声波。图2a仅以二个表面音波单元102为例来说明。在一实施例，表面音波单元102的功能例如是idt单元。
57.参阅图2b，牺牲层104形成在基板100上，且覆盖表面音波单元102。牺牲层104例如是光致抗蚀剂材料(photoresist)，或是其它可以再后续工艺中被移除的材料。牺牲层104有围绕沟槽(surrounding trench)106，围绕这些要被保护的表面音波单元102。牺牲层104以光致抗蚀剂材料制造时，例如使用光刻工艺即可完成，其后光致抗蚀剂材料容易被全面移除。
58.参阅图2c，围绕沟槽106会暴露基板100的一部分表面。利用基板100的暴露表面，在一实施例，本发明例如进行电镀工艺，从暴露表面开始而形成导电围绕结构108。导电围绕结构108铜，或是其它可以使用的金属或是电镀材料。导电围绕结构108的材料不需要限定于所举的实施例。
59.导电围绕结构108，在牺牲层104的围绕沟槽106形成壁部108a，其后继续在牺牲层104的顶面形成横向层部108b。虽然导电围绕结构108是一体的电镀结构，而从结构细部来看，横向层部108b是设置在壁部108a上。壁部108a与横向层部108b构成导电围绕结构108。
60.于此，横向层部108b有开口110，在多个表面音波单元102的上方。也就是说，横向层部108b不会完全覆盖。此开口110可用于后续工艺移除为让区域内的牺牲层104。
61.参阅图2d，焊料层(solder layer)112形成在横向层部108b上，其例如可以继续电镀焊料于横向层部108b上，但是不限于此。于此，焊料层(solder layer)112也有开口112a与开口110连接，而维持暴露牺牲层104。
62.参阅图2e，根据牺牲层104所使用的材料，采用对应的工艺将牺牲层104移除。例如，牺牲层104是光致抗蚀剂材料，则可以使用去光致抗蚀剂(ashing)工艺移除。由于开口112a与开口110连接，覆盖在表面音波单元102的牺牲层104也会被移除。如此，表面音波单元102可以完全释放于空间，用于感测表面声波。
63.参阅图2f，表面音波单元102需要被保护，需要能防尘也要抗湿。在一实施例，焊料层112可以使用回流工艺(reflow process)，使焊料层112镕化后再结固，而形成一体的焊料层112，其自然覆盖横向层部108b的开口110，达成封闭的效果。焊料层112是当作盖帽结构，将开口110封闭。然而盖帽结构的形成不限于此实施例，例如后面会说明的图3a～图3c。本发明的盖帽结构，用于封闭导电围绕结构108，其可以不需要限定于所举的实施例。
64.此外，要使焊料层112可以在回流工艺后封闭横向层部108b的开口110，开口110与开口112a的大小，可以预先适当控制。
65.于此，金属的导电围绕结构108与焊料层112结合，建构一个空间在表面音波单元102上方，且能有效保护表面音波单元102。
66.图3a-3c是依据本发明一实施例，表面音波组件的制造流程的剖面示意图。参阅图3a，其如图2a，在基板100上先形成多个表面音波单元102。
67.参阅图3b，使用如图2b与图2c的制造工艺，在基板100上先形成导电围绕结构108，其后将牺牲层104移除。此结构状态下，表面音波单元102是暴露的状态。
68.参阅图3c，在一实施例，例如采用封装工艺，将模塑料结构120覆盖于导电围绕结
构108，其包括将导电围绕结构108的顶部覆盖，也将导电围绕结构108的外侧壁覆盖，其底部是在基板100上。模塑料结构120也视当盖帽结构，将导电围绕结构108的横向层部108b的开口110封闭，而更加达到全面的保护。
69.本发明，提出表面音波组件的制造方法允许以使用金属材料来形成保护结构，以保护表面音波单元，至少可以有效达到防止氧化的要求。
70.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。