[發明專利]嵌入式RF濾波器封裝結構及其制造方法

有效

• 申請號: 201710741497.6
• 申請日: 2017-08-25
• 公開（公告）號: CN107786183B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: K.R.納加卡;李瑢宰;C.J.卡普斯塔
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H03H9/25
• 分類號: H03H9/25;H01L23/31;H01L21/56
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 萬欣;劉林華

本發明公開了一種濾波器封裝及其制造方法。濾波器裝置封裝包括具有附連其上的聲波濾波器裝置的第一介電層，聲波濾波器裝置包括有源區域和I/O接點。濾波器裝置封裝還包括定位在第一介電層與聲波濾波器裝置之間以將該層固定至裝置的粘合劑、穿過第一介電層和粘合劑到達聲波濾波器裝置的I/O接點形成的過孔以及形成在過孔中并且機械和電氣地聯接至聲波濾波器裝置的I/O接點以與其形成電氣互連的金屬互連件，其中，在與聲波濾波器裝置的有源區域相鄰的位置中，在聲波濾波器裝置與第一介電層之間的粘合劑中形成氣腔。

技術領域

本發明的實施例大致涉及用于封裝為表面聲波(SAW)濾波器、體聲波(BAW)濾波器和SAW諧振器的RF濾波器的結構和方法，并且更具體地涉及集成一個或多個SAW濾波器、BAW濾波器和/或SAW諧振器的嵌入式封裝結構。

背景技術

RF干擾始終是通信的阻礙，需要設計者在設計采用無線通信的裝置時考慮這種干擾。在處理RF干擾的問題中，現在的無線裝置隨著封裝在每個裝置內部的帶的數量的增加，不僅必須拒絕來自其他服務的信號，同時也要拒絕來自自身的信號。例如，高端智能手機或平板電腦必須在多達15個頻段過濾2G、3G和4G無線接入方式的發送和接收路徑，以及Wi-Fi、藍牙和GPS接收機的接收路徑。

作為濾波處理的一部分，接收路徑中的信號必須彼此隔離，其他無關信號也必須被拒絕。為了提供足夠的過濾，無線設備因此必須為允許用戶移動通信的每個頻帶采用一個或多個RF濾波器。由于存在超過六個用于通信的頻帶，無線裝置通常需要利用數十個濾波器，由此引起封裝密度的挑戰。這些濾波器一般為表面聲波(SAW)濾波器、體聲波(BAW)濾波器或SAW諧振器的形式。在如圖1中所示的基本SAW濾波器100中，電氣輸入信號經由電氣端口(即，I/O接點(I/O pad))102提供至SAW濾波器，其中電氣輸入信號通過在壓電基板106上產生的交錯金屬叉指變換器(IDT)104被轉換成聲波，其中壓電基板可之如為石英、鉭酸鋰(LiTaO3)或鈮酸鋰(LiNbO3)。SAW濾波器結合低接入損耗與良好的抑制性能，并且能夠實現寬的帶寬，SAW濾波器良好地適用于高達大約1.5GHz，使其通常用于2G接收器前端和雙工器以及接收濾波器中。在如圖2中示出的基本BAW濾波器110中，金屬補片112、114形成/設置在石英晶體基板116的頂側和底側上，以響應于經由電氣端口118提供至石英晶體基片116的電氣輸入信號而激發聲波，其中聲波從頂部表面跳躍至底部表面(即，豎直傳播)以形成駐留聲波。發生諧振的頻率通過基板116的厚度和電極112、114的質量確定，其中BAW濾波器較好地適用于高頻率應用，使其通常用于3G和4G應用。

在現有無線裝置中，包括在裝置中的每個RF濾波器(即，每個SAW/BAW濾波器/SAW諧振器)單獨地組裝到其自身的陶瓷、金屬密封封裝中，由于SAW濾波器中的聲波通常沿著或非常靠近表面地傳播，因此這種封裝是必需的，因此SAW濾波器一般對表面狀態非常敏感并且需要保護。圖3a至3e示出SAW濾波器芯片封裝的常規的逐步制造技術。參考圖3a，具有多個SAW濾波器芯片的晶片(未示出)被分成單獨的SAW濾波器芯片120，提供具有對應于SAW濾波器芯片120的多個安裝部分的基板122。保護器124附連至SAW濾波器芯片120的下側以形成用于保護SAW濾波器120的表面的氣隙，用于倒裝芯片安裝(flip chip bonding)的凸起126附連至基板122的上側。

參照圖3b，每個SAW濾波器芯片120安裝在基板122的安裝部分上，SAW濾波器芯片通過倒裝芯片安裝方式電氣和機械地連接至基板122的接線部分。在可替代實施例中，可以認識到，SAW濾波器芯片120還可以通過引線接合至基板122上的連接件。如圖3c所示，底部填充劑128然后被填充到基板與SAW濾波器芯片之間的空間內。當底部填充劑128填充在基板122與SAW濾波器芯片120之間時，通過由保護器124形成的氣隙保護定位在SAW濾波器芯片120的下側表面上的有源區域(active region)。