專利名稱：一種用于射頻微機電系統(tǒng)的圓片級封裝機構及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及射頻微機電系統(tǒng)(RF MEMS)的封裝技術領域，特別 涉及一種用于射頻微機電系統(tǒng)的圓片級封裝機構及方法。
背景技術：
射頻微機電系統(tǒng)(RF MEMS)產(chǎn)生于20世紀90年代，它是射頻通 訊技術和MEMS技術的發(fā)展和相互交叉的基礎上發(fā)展起來的研究熱 點。
由于RF MEMS的研究近年來發(fā)展迅速，各種高性能的RF MEMS器 件己經(jīng)相繼地報道。但是與集成電路不同的是，目前關于RFMEMS器 件的封裝并沒有一個非常好的方案，這主要是由于RFMEMS器件其本 身的特點決定的。首先， 一般來說RFMEMS器件都有一個可動的懸空 部分，這個部分在封裝過程不能受到損害，否則器件就失效了，這一 點為其封裝帶來了難度。其次，RF MEMS器件在工作時需要一個密封 的環(huán)境來保證其穩(wěn)定有效地工作。最后，作為射頻器件，對于RFMEMS 信號在封裝結構中如何引出和互連，也是RF MEMS封裝技術上的難點。 現(xiàn)有的關于RF MEMS的封裝方案在文獻1 (文獻1: Entesari K.， Rebeiz G. M. ， "A Low-Loss Microstrip Surface-Mount K-Band Package" ， in 尸roceec^'77gs Me 7" ft/rope朋釘orcwaye T/7Z^rate"j'化〃"s 6b/7/，/7ce, M/C《2007， pp. 537-540) 提到了打孔封裝方案，其高頻性能好，但其需要打孔工藝，該工藝由于其工藝復雜價格昂貴而在大規(guī)模生產(chǎn)應用中受到限制;在文獻2(文 獻2: Carchon G. J. ， Jourdain A， "Integration of 0/1-Level Packaged RF-MEMS Devices on MCM-D at Millimeter—Wave Frequencies" ， IEEE Transactions on Advanced Packaging 2007， v 30， pp. 369-376)提到的大凸點直接倒裝焊的封裝方案，由于其凸 點的寄生參數(shù)和可靠性問題而限制其應用。
發(fā)明內容
為了克服上述現(xiàn)有技術的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種用 于射頻微機電系統(tǒng)的圓片級封裝機構及方法，能夠大大降低了對器件 射頻性能的影響。
為了達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的 一種用于射頻微機電系統(tǒng)的圓片級封裝機構，包括襯底2，襯底
2上設置有RF MEMS器件1和信號傳輸線3;襯底2通過密封材料4 與頂蓋材料5壓焊在一起；襯底2的四周有斜角10，信號傳輸線3 和側壁引線7鋪設在斜角10上相連，并進一步與封裝頂引線8連接 到焊球9。
如果密封材料4的厚度小于40um，頂蓋材料5上配置有空腔6。 一種用于射頻微機電系統(tǒng)的圓片級封裝方法，其步驟如下-
1、 在設置有RF MEMS器件1和信號傳輸線3的襯底2四周淀積 密封材料4，在頂蓋材料5上腐蝕出空腔6;
2、 倒轉襯底2，將其粘焊到頂蓋材料5上，對襯底2的四周進 行加工形成斜角10，在斜角10上利用三維光刻工藝進行制作，將側
4壁引線7與信號傳輸線3相連接；
3、在襯底2底部，在整個封裝結構的頂部再布線使封裝頂引線 8與側壁引線7相連接，在襯底底部將焊球9與封裝頂引線8相連接。
如果密封材料4的厚度達到40um以上，那么可以不用做腐蝕空 腔6。
本發(fā)明的封裝方法避免了傳統(tǒng)的襯底打孔的工藝，可以有效地保 證RF MEMS器件1的可動部分結構受到保護并且形成密封環(huán)境保證 RF MEMS器件1的正常工作；采用頂蓋腐蝕出空腔的方法可以降低封 裝結構對器件間互連引線的高頻性能的影響。
圖1為本發(fā)明側壁引線的封裝結構的剖面圖。
圖2為本發(fā)明的互連引線設計的剖面圖(a)和平面圖(b)。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發(fā)明的原理進行詳細說明。 參見圖1，襯底2上設置有RF MEMS器件1和信號傳輸線3;襯 底2通過密封材料4與頂蓋材料5壓焊在一起；襯底2的四周有斜角 10，信號傳輸線3和側壁引線7鋪設在斜角IO上相連，并進一步與 封裝頂引線8連接到焊球9。
如果密封材料4的厚度小于40um，頂蓋材料5上配置有空腔6。
參見圖2，頂蓋材料5上面的信號傳輸線3通過在頂蓋材料5腐 蝕出空腔6來減少影響；密封材料4上面的信號傳輸線3如果不長， 即低于200微米可以不重新設計，如果確定的信號傳輸線3的長度超過200微米，則需要利用優(yōu)化公式，即常規(guī)應用于計算CPW特征阻抗 的保形映射的方法，重新設計信號傳輸線3以達到50歐姆匹配的目 的。
根據(jù)以上對附圖的詳細說明，總結為， 一種用于射頻微機電系統(tǒng) 的圓片級封裝方法，其步驟如下-
1、 在設置有RF MEMS器件1和信號傳輸線3的襯底2四周淀積 密封材料4，在頂蓋材料5上腐蝕出空腔6;
2、 倒轉襯底2將其粘焊到頂蓋材料5上，對襯底2的四周進行 加工形成斜角IO，在斜角IO上利用三維光刻工藝進行制作，將側壁 引線7與信號傳輸線3相連接；
3、 在襯底2底部，倒過來之后也就是整個封裝結構的頂部再布 線使封裝頂引線8與側壁引線7相連接，在襯底底部焊球9與封裝頂 引線8相連接。
如果密封材料4的厚度小于40um，頂蓋材料5上腐蝕有空腔6; 如果密封材料4的厚度達到40um以上，那么可以不用做腐蝕空腔6。
權利要求
1、一種用于射頻微機電系統(tǒng)的圓片級封裝機構，包括襯底(2)，其特征在于，襯底(2)上設置有RF MEMS器件(1)和信號傳輸線(3)；襯底2通過密封材料4與頂蓋材料5壓焊在一起，襯底(2)的四周有斜角(10)，信號傳輸線3和側壁引線7鋪設在斜角(10)上相連，并進一步與封裝頂引線8連接到焊球9。
2、 根據(jù)權利要求1所述的一種用于射頻微機電系統(tǒng)的圓片級封 裝機構，其特征在于，如果密封材料(4)的厚度小于40um，頂蓋材 料(5)上配置有空腔(6)。
3、 一種用于射頻微機電系統(tǒng)的圓片級封裝方法，其特征在于， 步驟如下1、在設置有RF MEMS器件(1)和信號傳輸線(3)的襯 底(2)四周淀積密封材料(4)， 2、倒轉襯底(2)將其粘焊到頂蓋 材料(5)上，對襯底(2)的四周進行加工形成斜角(10)，在斜角(10)上利用三維光刻工藝進行制作，將側壁引線(7)與信號傳輸 線(3)相連接；3、在襯底(2)底部，在整個封裝結構的頂部再布 線使封裝頂引線(8)與側壁引線(7)相連接，在襯底底部焊球(9) 與封裝頂引線(8)相連接。
4、 根據(jù)權利要求3所述的一種用于射頻微機電系統(tǒng)的圓片級封 裝方法，其特征在于，如果密封材料(4)的厚度小于40um，在頂蓋 材料(5)上腐蝕出空腔(6)。
全文摘要
一種用于射頻微機電系統(tǒng)的圓片級封裝機構及方法，利用表面微加工技術和三維光刻技術，將帶封裝的射頻微機電系統(tǒng)器件RF MEMS通過側面引線連接到焊球9處，從而實現(xiàn)了封裝，避免了傳統(tǒng)的RFMEMS封裝需要打通孔的工藝，有效地保證了器件可動部分結構受到保護并且形成密封環(huán)境，從而保證RFMEMS器件的批量制作和器件的正常工作。
文檔編號B81C3/00GK101683967SQ200910023540
公開日2010年3月31日 申請日期2009年8月7日 優(yōu)先權日2009年8月7日
發(fā)明者劉澤文, 明 尹, 祥 李, 政 王 申請人:清華大學