[發明專利]射頻濾波器和射頻多工器

有效

• 申請號: 201310019705.3
• 申請日: 2013-01-17
• 公開（公告）號: CN103138709A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 龐慰;祁明可;楊清瑞;張浩
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H03H7/38
• 分類號: H03H7/38
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;孫征

技術領域

本發明涉及電子器件封裝領域，并且特別地，涉及一種射頻濾波器和射頻多工器。

背景技術

隨著無線通訊系統的快速發展，大量功能各異的模塊被設計并安裝到體積嚴格受限的手持移動設備中。與此同時，日益擁擠的頻率資源使得不同通信頻帶間的保護間隔越來越窄。在這種發展趨勢下，為了保證系統中的每個模塊都能正常工作、互不影響，就會對通信設備的各個組成部分提出更高的要求，例如，射頻前端必須朝著微型化、集成化、高性能、低功耗和低成本的方向發展。一般來說，射頻濾波器模塊和射頻多工器模塊是射頻前端的重要組成部分。因此，減小射頻濾波器模塊和射頻多工器模塊的尺寸，并降低其成本，對射頻前端的進一步發展具有重要意義。

手持無線通訊設備中的射頻濾波器模塊和射頻多工器模塊通常采用一些無源器件構成具有一定功能的輔助網絡，例如配合聲波濾波器芯片工作的電感網絡和電容網絡、以及其它與聲波濾波器芯片有電學耦合關系的阻抗匹配電路、平衡-不平衡轉換電路等。

在傳統技術中，射頻濾波器模塊或射頻多工器模塊中的無源器件輔助網絡一般是在片外借助于分立元件實現，通常采用表面貼裝技術(SurfaceMounted?Technology，簡稱為SMT)。如圖1所示，濾波器芯片11設置在單層封裝基底12上，通過倒裝支球13與金屬層14相連接，分立元件(例如，可以是電感、電容等)15同樣設置在封裝基底12上，并通過金屬層14與濾波器芯片11相連接。這種實現方案必然會增加模塊中的引腳焊盤數，導致整個模塊封裝尺寸增大，進而增加產品成本，并且不滿足小型化設計的要求。另一種方案則是通過設計復雜的多層封裝基底實現無源器件的集成，如圖2所示，在多層封裝基底22中利用金屬層走線25和通孔24集成多個無源器件(例如：電感、電容)，并通過鍵合線23將設置在封裝基底22上的濾波器芯片21與封裝基底22中的無源器件相連接。這種實現方案雖然一定程度上滿足了小型化設計的要求，但設計的復雜度與制造成本也相應增加。

針對相關技術中射頻電路體積大、成本高的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發明內容

針對相關技術中射頻電路體積大、成本高的問題，本發明提出一種射頻濾波器和射頻多工器，能夠提高器件的集成度、減少所占的面積、縮小產品的體積，并有效控制成本。

本發明的技術方案是這樣實現的：

根據本發明的一個方面，提供了一種射頻濾波器。

該射頻濾波器包括：聲波濾波器芯片，用于對接收的信號進行濾波；無源器件輔助功能網絡，與聲波濾波器芯片連接，用于提高濾波器的性能和/或實現端口阻抗轉換功能，無源器件輔助功能網絡通過集成無源器件(Integrated-passive?device，簡稱為IPD)工藝制成。其中，無源器件輔助功能網絡由電感元件和/或電容元件構成，該電感元件和/或電容元件制作在一個或多個IPD芯片上實現。

其中，可選地，聲波濾波器芯片為薄膜體聲波濾波器芯片、固態裝配聲波濾波器芯片、或表面聲波濾波器芯片。

可選地，無源器件輔助功能網絡由高阻襯底制成，該高阻襯底可以為高阻硅、玻璃、或藍寶石。

在根據本發明的實施例，無源器件輔助功能網絡具有用于構成無源器件輔助功能網絡的內部元件及實現內部元件互連的金屬層、絕緣層和通孔。

此外，可選地，無源器件輔助功能網絡包括以下至少之一：

輔助電感網絡、輔助電容網絡、平衡-不平衡轉換電路。

在一個實施例中，聲波濾波器芯片由一高阻襯底制成，無源器件輔助功能網絡由另一高阻襯底制成。此時，聲波濾波器芯片與無源器件輔助功能網絡均固定在封裝基底上，并通過鍵合線和/或封裝基底的金屬層走線實現電學連接。另外，聲波濾波器芯片與無源器件輔助功能網絡采用倒裝方式固定在封裝基底上，并通過封裝基底的金屬層走線和/或通孔進行連接。

另外，聲波濾波器芯片采用晶圓級封裝，晶圓級封裝包括第一晶圓和第二晶圓，其中，第一晶圓與第二晶圓表面相對，并且通過環狀導電或非導電材料密封圈鍵合形成空腔，聲波濾波器芯片制作于第一晶圓面向空腔的表面，無源器件輔助功能網絡制作于第二晶圓面向空腔的表面、或制作于第二晶圓的另一表面，聲波濾波器芯片和無源器件輔助功能網絡通過晶圓間的金屬柱狀物和/或金屬通孔實現互聯，并通過金屬通孔將電學連接引出到晶圓級封裝外界，并形成金屬焊球，其中，金屬通孔位于第一晶圓和/或第二晶圓。

另一方面，聲波濾波器芯片與無源器件輔助功能網絡可以由同一高阻襯底制成。并且，聲波濾波器芯片與無源器件輔助功能網絡通過高阻襯底上的多個金屬層和/或通孔相連接。