[發明專利]一種雙工器

有效

• 申請號: 201911116669.6
• 申請日: 2019-11-15
• 公開（公告）號: CN111082190B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 龐慰;鄭云卓
• 申請（專利權）人: 天津大學;諾思（天津）微系統有限責任公司
• 主分類號: H01P1/213
• 分類號: H01P1/213
• 代理公司: 北京漢智嘉成知識產權代理有限公司 11682
• 代理人: 姜勁;谷惠敏

本發明提供一種雙工器，該雙工器從下至上依次包括：封裝載板、下晶圓、隔離晶圓和上晶圓；所述下晶圓中設置有發射濾波器，所述上晶圓中設置有接收濾波器；所述隔離晶圓的上表面與所述上晶圓的下表面鍵合，所述隔離晶圓的下表面與所述下晶圓的上表面鍵合。本發明的雙工器通過在上晶圓與下晶圓之間插入隔離晶圓拉開了上下晶圓的間距，從而拉開了發射濾波器和接收濾波器的間距，進而減小了電容耦合，提高了器件性能。

技術領域

本發明涉及通信用濾波類器件領域，特別涉及一種高功率容量的雙工器。

背景技術

近年來，隨著市場的迅猛發展，無線通訊終端和設備不斷朝著小型化、多模-多頻段的方向發展，無線通訊終端和設備不斷朝著小型化，多模-多頻段的方向發展，無線通信終端中的用于FDD(Frequency Division Duplexing，頻分復用雙工)的雙工器的數量也隨之增加。特別是隨著5G商用的臨近，高性能的雙工器的需求量也越來越大。

目前，能夠滿足通訊終端使用的小尺寸濾波器主要是壓電聲波濾波器，構成此類聲波濾波器的諧振器主要包括：FBAR(Film Bulk Acoustic Resonator，薄膜體聲波諧振器)，SMR(Solidly Mounted Resonator，固態裝配諧振器)和SAW(Surface Acoustic Wave，表面聲波諧振器)。其中基于體聲波原理制造的FBAR和SMR雙工器，相比基于表面聲波原理制造的SAW雙工器，具有更低的插入損耗，更高的功率容量的特點。

雙工器的低插入損耗可以確保在相同的天線發射功率(由國際統一的通信協議規定)前提下，發射信道的放大器可以發送更小的功率以節省終端設備的電源消耗，從而延長同樣電量條件下的使用時間，并減小發送通路中的熱量產生，帶來更好的終端用戶使用體驗。

而雙工器具有更高的功率容量，則意味著可以通過適當地提升終端設備的發射功率等級，擴大終端發送信號的覆蓋范圍，從而降低運營商基站的組網密度，節約運營商的組網成本。目前支持更高的功率等級已經逐漸成為4G+以及5G通信終端的基本要求。

一般的雙工器均采用兩顆濾波器芯片封裝在一起的方式來制作。由兩顆芯片與封裝基板形成的雙工器，由于裝配工藝對芯片之間的間距要求，導致封裝效率偏低，一般只有50％～60％。但如果直接將兩片分別制作有濾波器的晶圓利用晶圓級封鍵合在一起，雙工器的隔離度性能會因為上下晶圓之間的電容耦合變得非常差，隔離度只有-30dB～-40dB，性能下降太多導致無法使用。

因此，如何實現隔離度好、電性能優秀的小尺寸雙工器，成為設計工程師亟待解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種隔離度好、電學性能優秀的雙工器。

本發明的目的是提供一種雙工器，該雙工器從下至上依次包括：封裝載板、下晶圓、隔離晶圓和上晶圓；所述下晶圓中設置有發射濾波器，所述上晶圓中設置有接收濾波器；所述隔離晶圓的上表面與所述上晶圓的下表面鍵合，所述隔離晶圓的下表面與所述下晶圓的上表面鍵合。

可選地，所述發射濾波器和所述接收濾波器在器件俯視方向上二者呈部分交疊設置。

可選地，所述發射濾波器和所述接收濾波器在器件俯視方向上投影的交并比為0.2至0.8。

可選地，所述隔離晶圓的材料為硅。

可選地，所述隔離晶圓的厚度為30-150微米。

可選地，所述上晶圓與所述下晶圓的距離為50-200微米。

可選地，所述接收濾波器中，需要與外部相連的接收諧振器通過制作在所述下晶圓上的導通孔連接到位于所述下晶圓下表面的焊盤上，再通過焊球與下方的所述封裝載板連接；所述發射濾波器中，需要與外部相連的發射諧振器通過制作在所述上晶圓上的導通孔連接到位于所述上晶圓上表面的焊盤上，再通過鍵合線與所述封裝載板上的鍵合手指相連。