分离阶梯声波滤波器制造技术

滤波器装置和制造滤波器装置的方法。滤波器装置包括第一芯片和第二芯片。第一芯片具有第一材料堆叠并且包含阶梯滤波器电路的一个或多个串联谐振器。第二芯片具有第二材料堆叠并且包含阶梯滤波器电路的一个或多个并联谐振器。第一材料堆叠和第二材料堆叠是不同的。振器。第一材料堆叠和第二材料堆叠是不同的。振器。第一材料堆叠和第二材料堆叠是不同的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】分离阶梯声波滤波器


[0001]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。

技术介绍

[0002]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”意味着以相对低的插入损耗进行传输，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小于诸如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。
[0003]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。
[0004]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。
[0005]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。
附图说明
[0006]图1A是包含声波谐振器的示例性RF阶梯滤波器电路的示意图。
[0007]图1B是包含声波谐振器的RF阶梯滤波器电路的替代实施例的示意图。
[0008]图2A是第一声波谐振器的简化示意截面图。
[0009]图2B是第二声波谐振器的简化示意截面图。
[0010]图3A是第三声波谐振器的简化示意截面图。
[0011]图3B是第四声波谐振器的简化示意截面图。
[0012]图4A是第五声波谐振器的简化示意截面图。
[0013]图4B是第六声波谐振器的简化示意截面图。
[0014]图5是传统阶梯滤波器的简化示意平面图。
[0015]图6是带通滤波器的分离阶梯实施方式的简化示意平面图。
[0016]图7是图6的示例性带通滤波器的分离阶梯实施方式的简化示意截面图。
[0017]图8是比较示例性带通滤波器的两种实施方式的S12的图表。
[0018]图9是示例性带通滤波器的分离阶梯实施方式的S12的图表。
[0019]图10A是两芯片双工器的简化示意平面图。
[0020]图10B是双工器的分离阶梯实施方式的简化示意平面图。
[0021]图11是双工器的另一个分离阶梯实施方式的简化示意平面图。
[0022]图12是分离阶梯滤波器装置的制造方法的流程图。
[0023]在整个说明书中，附图中出现的元件分配有三位数附图标记，其中两个最低有效位是该元件特有的，而一个或两个最高有效位是首先示出元件的图号。可以假定未结合附图描述的元件具有与具有相同附图标记的先前描述的元件相同的特性和功能。
具体实施方式
[0024]装置说明
[0025]图1A示出了示例性RF滤波器电路100的简化示意电路图，其结合了六个声波谐振器，标记为X1到X6，以通常称为“阶梯”配置的方式布置。这种配置的阶梯滤波器通常用于通信设备中的带通滤波器。滤波器电路100可以是例如，用于并入通信设备中的发射滤波器或接收滤波器。滤波器电路100是双端口网络，其中每个端口的一个端子通常连接到信号接地。滤波器电路100包括串联连接在第一端口(端口1)和第二端口(端口2)之间的三个串联谐振器(X1、X3和X5)。任一端口都可以是滤波器的输入，另一个端口是输出。滤波器电路100包括三个并联谐振器(X2、X4和X6)。每个并联谐振器连接在地与相邻串联谐振器的结点或输入或输出端口之间。图1A的示意图简化的点在于没有示出无源元件，例如互连谐振器的导体中固有的电感。六个声波谐振器、三个串联谐振器和三个并联谐振器的使用是示例性的。带通滤波器电路可以包括多于或少于六个谐振器以及多于或少于三个串联谐振器和三个并联谐振器。
[0026]图1B示出了替代RF滤波器电路150的简化示意电路图。滤波器电路150是双端口网络，其中每个端口的信号是平衡的，也就是说每个端口的两个端子处的信号名义上的幅度相等和相位相差180度。出于本专利的目的，RF滤波器电路150视为阶梯滤波器。谐振器X1a、X1b、X3a、X3b、X5a和X5b视为串联谐振器，而谐振器X2、X4和X6被视为并联谐振器。阶梯滤波器电路150并不常用，并且本专利中的所有后续示例均采用图1A的阶梯滤波器配置。
[0027]每个声波谐振器Xl至X6可以是体声波(BAW)谐振器、薄膜体声波(FBAW)谐振器、表面声波(SAW)谐振器、温度补偿表面声波谐振器(TC
‑
SAW)、键合晶片声波谐振器，一种如申请16/230,443中所述的横向激励薄膜体声波谐振器(XBAR)，一种如申请16/438,141中所述的固态装配型横向激励薄膜体声波谐振器(SM
‑
XBAR)或其他类型的声波谐振器。在电流滤波器中，声波谐振器通常是相同类型的谐振器。
[0028]每个声波谐振器在谐振频率下表现出非常高的导纳，而在高于谐振频率的反谐振频率下表现出非常低的导纳。简而言之，每个谐振器在其谐振频率处近似为短路，在其反谐振频率处近似为开路。因此，带通滤波器电路100和150的Port 1和Port 2之间的传输在并联谐振器的谐振频率和串联谐振器的反谐振频率下非常低。在典型的阶梯带通滤波器中，并联谐振器的谐振频率小于滤波器通带的下边缘，以在通带以下的频率处产生阻带。并联谐振器的反谐振频率通常在滤波器的通带内。相反，串联谐振器的反谐振频率大于通带的上边缘，以在通带以上的频率处产生阻带。串联谐振器的谐振频率通常落在滤波器的通带
内。在一些设计中，一个或多个并联谐振器的谐振频率可能高于通带的上边缘。
[0029]滤波器装置，例如带通滤波器电路100和150，包括声波谐振器，在传统上使用多层材料来实现，其中多层材料沉积在，粘合至或以其他方式形成在基板上。基板和材料层序列通常被称为用于形成声波谐振器和滤波器装置的“堆叠”。在该专利中，术语“材料堆叠”是指形成在基板上的有序材料层序列，其中基板视为材料堆叠的一部分。术语“元件”是指基板或材料堆叠中的层之一。材料堆叠中的至少一个元件(即基板或层)是压电材料，例如石英、铌酸锂、钽酸锂、硅酸镧镓、氮化镓或氮化铝。当压电材料为单晶时，X、Y、Z晶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种滤波器装置，包括：一第一芯片，具有第一材料堆叠，所述第一芯片包含阶梯滤波器电路的一个或多个串联谐振器；和一第二芯片，具有第二材料堆叠，所述第二芯片包含阶梯滤波器电路的一个或多个并联谐振器，其中，所述第一材料堆叠和所述第二材料堆叠不同。2.根据权利要求1所述的滤波器装置，其特征在于，所述第一个芯片包含所述阶梯滤波器电路的所有串联谐振器，以及所述第二个芯片包含所述阶梯滤波器电路的所有并联谐振器。3.根据权利要求1所述的滤波器装置，其特征在于，所述第一芯片和所述第二芯片附接到电路卡，该电路卡包括至少一个导体，用于在一个或多个串联谐振器的其中一个串联谐振器和一个或多个并联谐振器的其中一个并联谐振器之间进行电连接。4.根据权利要求1所述的滤波器装置，其特征在于，所述第一材料堆叠包括第一压电元件，所述第二材料堆叠包括第二压电元件，以及所述第一压电元件和所述第二压电元件在材料、厚度和材料的晶轴的取向中的至少一个方面不同。5.根据权利要求1所述的滤波器装置，其特征在于，所述一个或多个串联谐振器和所述一个或多个并联谐振器是非键合SAW(表面声波)谐振器，并且所述第一材料堆叠和所述第二材料堆叠具有以下一个或多个方面的不同点：所述压电板的材料，所述压电板的厚度，所述压电板晶轴的取向，在所述压电板上方形成的导体图案的材料，所述导体图案的厚度，在所述导体图案上方形成的介电层的材料，以及所述介电层的厚度。6.根据权利要求1所述的滤波器装置，其特征在于，所述一个或多个串联谐振器和所述一个或多个并联谐振器是键合晶片谐振器，并且所述第一材料堆叠和所述第二材料堆叠具有以下一个或多个方面的不同点：基座的材料，所述基座的厚度，所述基座与压电晶片之间的介电层材料，所述基座和压电晶片之间的所述介电层的厚度，所述压电晶片的材料，所述压电晶片的厚度，所述压电晶片晶轴的取向，
在所述压电晶片上方形成的导体图案的材料，所述导体图案的厚度，在所述导体图案上方形成的介电层的材料，以及在所述导体图案上方形成的所述介电层的厚度。7.根据权利要求1所述的滤波器装置，其特征在于，所述一个或多个串联谐振器和所述一个或多个并联谐振器是浮动隔膜谐振器，并且所述第一材料堆叠和所述第二材料堆叠具有以下一个或多个方面的不同点：基座的材料，所述基座的厚度，所述基座与压电晶片之间的介电层材料，所述基座和压电晶片之间的所述介电层的厚度，所述压电晶片的材料，所述压电晶片的厚度，所述压电晶片晶轴的取向，在所述压电晶片上方形成的导体图案的材料，所述导体图案的厚度，在所述导体图案上方形成的介电层的材料，以及在所述导体图案上方形成的所述介电层的厚度。8.根据权利要求1所述的滤波器装置，其特征在于，所述一个或多个串联谐振器和所述一个或多个并联谐振器是固态装配型隔膜谐振器，并且所述第一材料堆叠和所述第二材料堆叠具有以下一个或多个方面的不同点：基座的材料，所述基座的厚度，设置在所述基座和压电晶片之间的声布拉格反射器的层数，以及每层的材料和厚度，所述基座与压电晶片之间的介电层的厚度，所述压电晶片的材料，所述压电晶片的厚度，所述压电晶片晶轴的取向，在所述压电晶片上方形成的导体图案的材料，所述导体图案的厚度，在所述导体图案上方形成的介电层的材料，以及在所述导体图案上方形成的所述介电层的厚度。9.根据权利要求1所述的滤波器装置，其特征在于，所述一个或多个串联谐振器和所述一个或多个并联谐振器是薄膜体声波谐振器，并且所述第一材料堆叠和所述第二材料堆叠具有以下一个或多个方面的不同点：基座的材料，所述基座的厚度，下导体图案的材料，所述下导体图案设置在所述基座和压电元件之间，
所述下导体图案的厚度，所述压电元件的...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖恩，
申请(专利权)人：谐振公司，
类型：发明
国别省市：