横向激励薄膜体声波谐振器封装和方法与流程

本公开涉及使用声波谐振器的射频滤波器，尤其涉及用于通信设备中的滤波器。

背景技术：

1、射频(rf)滤波器是双端器件，其被配置为通过一些频率，阻止其它频率，其中“通过”意味着以相对低的信号损耗进行传输，而“阻止”意味着阻塞或基本上衰减。滤波器通过的频率范围称为滤波器的“通带”。由这种滤波器阻止的频率范围称为滤波器的“阻带”。典型的rf滤波器具有至少一个通带和至少一个阻带。通带或阻带的具体要求取决于具体应用。例如，“通带”可以定义为一个频率范围，其中滤波器的插入损耗优于诸如1db、2db或3db的定义值。“阻带”可以定义为一个频率范围，其中滤波器的抑制大于定义值，例如20db、30db、40db或更大的值，这取决于具体的应用。

2、rf滤波器用于通过无线链路传输信息的通信系统中。例如，rf滤波器可见于蜂窝基站、移动电话和计算设备、卫星收发器和地面站、物联网(iot)设备、膝上型计算机和平板电脑、定点无线电链路和其它通信系统的rf前端中。rf滤波器也用于雷达和电子和信息战系统。

3、rf滤波器通常需要许多设计方面的权衡，以针对每个特定应用实现诸如插入损耗、拒绝、隔离、功率处理、线性、尺寸和成本之类的性能参数之间的最佳折中。具体的设计和制造方法和增强可以同时使这些需求中的一个或几个受益。

4、无线系统中rf滤波器的性能的增强可对系统性能产生广泛影响。可以通过改进rf滤波器来改进系统性能，例如单元尺寸更大、电池续航时间更长、数据速率更高、网络容量更大、成本更低、安全性增强、可靠性更高等。可在无线系统的各个级别上单独地或组合地实现这些改进点，例如在rf模块、rf收发器、移动或固定子系统或网络级别实现这些改进点。

5、要想获得更宽的通信信道带宽，就势必要用到更高频率的通信频段。当前的ltetm(长期演进)规范定义了在3.3ghz至5.9ghz之间的频段。这些频段目前未使用。未来的无线通信提议包括毫米波通信频段，该频段的频率高达28ghz。

6、用于当前通信系统的高性能rf滤波器通常包含声波谐振器，声波谐振器又包括表面声波(saw)谐振器、体声波(baw)谐振器、薄膜体声波谐振器(fbar)和其他类型的声波谐振器。然而，这些现有技术并不太适合于在更高的频率下使用，其中人们提出在未来的通信网络中用到这些更高的频率。

技术实现思路

1、本发明涉及一种声波谐振器器件，包括：一种声波谐振器芯片，包括：一基板，具有正面和背面，一空腔，在所述正面中形成；一压电板，具有正面和背面，所述背面附接到所述基板的正面上，除了一部分的压电板未附接到所述基板的正面上，其中这部分的压电板形成了隔膜，所述隔膜跨越所述空腔；一第一导体图案，在所述压电板的正面形成为一个或多个导体层，所述第一导体图案包括：一叉指换能器(idt)，idt的交错指状物布置在所述隔膜上，以及第一多个接触焊盘；一中介层，包括：一基部，具有正面和背面；和一第二导体图案，在所述基部的背面形成，所述第二导体图案包括：第二多个接触焊盘；和一环形密封件，将所述压电板的周边连接到所述基部的周边，其中所述第一多个接触焊盘中的每个接触焊盘与所述第二多个接触焊盘中的相应接触焊盘直接接合。

2、其中，所述空腔是穿过所述基板厚度的孔，并且所述声波谐振器器件还包括接合到所述基板的背面的盖。

3、其中，所述第一导体图案还包括围绕所述压电板周边的第一导体环，所述第二导体图案还包括围绕所述基部周边的第二导体环，并且所述密封件是直接接合到所述第二导体环的所述第一导体环。

4、其中，所述密封件包括粘合材料。

5、其中，所述中介层还包括通孔，该通孔将所述第二多个接触焊盘连接到在所述基部的正面上形成的第三多个接触焊盘。

6、其中，所述中介层还包括：在所述基部中面向所述隔膜的凹部。

7、其中，所述凹部底部到所述隔膜的距离大于等于15微米且小于等于1 00微米。

8、其中，所述声波谐振器器件为带通滤波器；在所述基板内形成多个空腔；所述压电板的多个部分形成跨越所述多个空腔的各个空腔的对应的多个隔膜；以及所述第一导体图案包括多个idt，每个idt的交错指状物设置在所述多个隔膜的相应隔膜上。

9、本发明还涉及一种制造声波谐振器器件的方法，包括：制作一种声波谐振器芯片，包括：将所述压电板的背面接合到所述基板上；在所述基板中形成空腔，使得所述压电板的一部分形成横跨所述空腔的隔膜；以及在单晶压电板的正面形成作为一个或多个导体层的第一导体图案，所述第一导体图案包括：一叉指换能器(idt)，idt的交错指状物设置在所述隔膜上，以及第一多个接触焊盘；在基部的背面形成第二导体图案，所述第二导体图案包括：第二多个接触焊盘；通过将所述第一多个接触焊盘的每个接触焊盘直接接合到所述第二多个接触焊盘的相应接触焊盘，将所述基部的背面附接到所述压电板的正面；以及在所述压电板的周边和所述基部的周边之间形成环形密封。

10、其中，所述空腔是穿过所述基板厚度的孔，并且所述方法还包括将盖接合到所述基板的背面。

11、其中，所述第一导体图案还包括围绕所述压电板周边的第一导体环，所述第二导体图案还包括围绕所述基部周边的第二导体环，并且形成环形密封包括将所述第一导体环直接接合到所述第二导体环。

12、其中，形成环形密封还包括：绕所述压电板的周边和所述基部的周边中的其中一者或两者施加一圈粘性材料；以及在将所述第一多个接触焊盘直接接合到所述第二多个接触焊盘之后或同时固化粘合材料。

13、其中，该方法还包括形成通孔以将所述第二多个接触焊盘连接到在所述基部的正面上形成的第三多个接触焊盘。

14、其中，还包括：在将所述基部附接到所述压电板之前，在所述基部的背面中形成凹部，该凹部位于所述基部的将面向所述隔膜的背面的区域中。

15、其中，在所述基部的背面形成凹部还包括：形成凹部，该凹部的深度设置为使得，在将所述基部附接到所述压电板之后，所述凹部底部到所述隔膜的距离大于或等于15微米且小于或等于100微米。

16、其中，所述声波谐振器器件为带通滤波器；在所述基板中形成空腔包括形成多个空腔，使得所述压电板的多个部分形成跨越多个空腔的各个空腔的对应的多个隔膜；以及所述第一导体图案包括多个idt，每个idt的交错指状物设置在多个隔膜的相应隔膜上。

技术特征：

1.一种体声波谐振器器件，包括：

2.根据权利要求1所述的体声波谐振器器件，其中，所述压电层的一部分在所述压电层和所述基板之间的空腔上方形成隔膜，并且所述基部还包括面向所述空腔的凹部，其中所述idt设置在所述空腔和所述凹部之间。

3.根据权利要求1所述的体声波谐振器器件，其中，所述压电层的第一相对表面和第二相对表面分别为前表面和后表面，并且所述第一金属图案位于所述压电层的所述前表面上。

4.根据权利要求1所述的体声波谐振器器件，其中，所述密封件是将所述压电层连接到所述基部的气密密封件。

5.根据权利要求1所述的体声波谐振器器件，其中，所述第一金属图案和所述第二金属图案均包括彼此接合以形成所述密封件的一个或多个金属层。

6.根据权利要求1所述的体声波谐振器器件，其中，所述基部中的所述导电通孔将所述第二接触焊盘连接到第三接触焊盘，所述第三接触焊盘在所述基部的与所述基部的面向所述压电层的表面相对的表面上。

7.根据权利要求1所述的体声波谐振器器件，其中，所述基部的面向所述压电层的表面是平坦表面，并且所述第二接触焊盘位于所述平坦表面上。

8.根据权利要求1所述的体声波谐振器器件，其中，所述体声波谐振器芯片是第一体声波谐振器芯片，并且所述体声波谐振器器件还包括第二体声波谐振器芯片，所述第二体声波谐振器芯片耦接到所述基部，其中所述密封件位于所述第二体声谐振器芯片和所述基部之间。

9.根据权利要求1所述的体声波谐振器器件，其中，所述密封件包括将所述基部机械地附接到所述体声波谐振器芯片的一个或多个金属层。

10.根据权利要求1所述的体声波谐振器器件，其中，所述密封件围绕所述体声波谐振器芯片的周边形成。

11.一种射频滤波器，包括：

12.根据权利要求11所述的射频滤波器，其中，所述多个体声波谐振器芯片中的每个体声波谐振器芯片的金属图案接合到所述基部的表面上的金属图案。

13.根据权利要求11所述的射频滤波器，其中，所述多个体声波谐振器芯片的所述压电层分别包括前表面和后表面，并且每个体声波谐振器芯片的相应金属图案位于所述压电层的所述前表面上。

14.根据权利要求11所述的射频滤波器，还包括接合到所述多个体声波谐振器芯片的所述基板的后表面的封盖。

15.根据权利要求11所述的射频滤波器，其中，所述密封件将所述多个体声波谐振器的相应周边耦接到所述基部。

16.根据权利要求11所述的射频滤波器，其中，所述多个体声波谐振器芯片的金属图案和所述基部的表面上的金属图案均包括彼此接合以形成所述密封件的一个或多个金属层。

17.根据权利要求11所述的射频滤波器，其中，所述导电通孔将所述基部的接触焊盘连接到附加接触焊盘，所述附加接触焊盘在所述基部的与所述基部的面向所述多个体声波谐振器芯片中的每个体声波谐振器芯片的所述压电层的表面相对的表面上。

18.根据权利要求11所述的射频滤波器，其中，所述基部还包括面向所述多个体声波谐振器芯片的相应idt的凹部。

19.根据权利要求11所述的射频滤波器，其中，所述基部的面向所述多个体声波谐振器芯片的相应压电层的表面是平坦表面，并且所述基部的接触焊盘位于所述平坦表面上。

20.一种体声波谐振器器件，包括：

21.根据权利要求20所述的体声波谐振器器件，其中，所述压电层分别包括前表面和后表面，并且所述第一金属图案位于所述压电层的所述前表面上。

22.根据权利要求20所述的体声波谐振器器件，其中，所述金属密封件是将所述压电层的周边耦接到所述基部的周边的气密连续金属密封件。

23.根据权利要求20所述的体声波谐振器器件，其中，所述第一金属图案和所述第二金属图案均包括彼此结合以形成所述密封件的一个或多个金属层。

24.根据权利要求20所述的体声波谐振器器件，其中，所述导电通孔将所述第二接触焊盘连接到第三接触垫，所述第三接触垫位于所述基部的与所述基底的面向所述压电层的表面相对的表面上。

25.根据权利要求20所述的体声波谐振器器件，其中，所述压电层包括位于所述压电层和所述基板之间的空腔上方的隔膜，并且所述基部还包括面向所述隔膜的凹部。

26.根据权利要求20所述的体声波谐振器器件，其中，所述基部的面向所述压电层的表面是平坦表面，并且所述第二接触焊盘位于所述平坦表面上。

27.根据权利要求20所述的体声波谐振器器件，其中，所述密封件包括将所述基部机械地附接到所述压电层的一个或多个金属层。

28.一种射频滤波器，包括：

29.根据权利要求28所述的射频滤波器，还包括位于每个对应基部和所述多个体声波谐振器芯片之间的密封件，所述密封件密封所述多个体声波谐振器芯片的内部。

30.根据权利要求29所述的射频滤波器，其中，所述密封件将所述多个体声波谐振器的相应周边耦接到所述对应基部。

31.根据权利要求29所述的射频滤波器，其中，所述多个体声波谐振器芯片的金属图案和所述对应基部的表面上的金属图案均包括彼此接合以形成所述密封件的一个或多个金属层。

32.根据权利要求28所述的射频滤波器，其中，每个基部是包括多个导电通孔的印刷电路板，所述多个导电通孔将所述基部的接触焊盘连接到附加接触焊盘，所述附加接触焊盘在所述基部的与所述基部的面向所述对应体声波谐振器芯片的所述压电层的表面相对的表面上。

33.根据权利要求28所述的射频滤波器，其中，每个基部是包括面向所述对应体声波谐振器芯片的相应idt的凹部的中介层。

技术总结公开了声波谐振器器件和滤波器。压电板附接到基板，压电板的一部分形成横跨基板中的空腔的隔膜。第一导体图案，在压电板的表面上形成。第一导体图案包括布置在隔膜上的叉指换能器的交错指状物，以及第一多个接触焊盘。第二导体图案，在基部的表面上形成，第二导体图案包括第二多个接触焊盘。第一多个接触焊盘中的每个焊盘直接接合到第二多个接触焊盘中的相应焊盘。在压电板的周边和基部的周边之间形成环形密封。技术研发人员：帕特里克·特纳,迈克·艾迪,安德鲁·凯,温切斯拉夫·扬捷切夫,查尔斯·钟受保护的技术使用者：株式会社村田制作所技术研发日：技术公布日：2024/7/18