嵌入式RF滤波器封装结构及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种滤波器封装及其制造方法。滤波器装置封装包括具有附连其上的声波滤波器装置的第一介电层，声波滤波器装置包括有源区域和I/O接点。滤波器装置封装还包括定位在第一介电层与声波滤波器装置之间以将该层固定至装置的粘合剂、穿过第一介电层和粘合剂到达声波滤波器装置的I/O接点形成的过孔以及形成在过孔中并且机械和电气地联接至声波滤波器装置的I/O接点以与其形成电气互连的金属互连件，其中，在与声波滤波器装置的有源区域相邻的位置中，在声波滤波器装置与第一介电层之间的粘合剂中形成气腔。

【技术实现步骤摘要】
嵌入式RF滤波器封装结构及其制造方法
本专利技术的实施例大致涉及用于封装为表面声波(SAW)滤波器、体声波(BAW)滤波器和SAW谐振器的RF滤波器的结构和方法，并且更具体地涉及集成一个或多个SAW滤波器、BAW滤波器和/或SAW谐振器的嵌入式封装结构。
技术介绍
RF干扰始终是通信的阻碍，需要设计者在设计采用无线通信的装置时考虑这种干扰。在处理RF干扰的问题中，现在的无线装置随着封装在每个装置内部的带的数量的增加，不仅必须拒绝来自其他服务的信号，同时也要拒绝来自自身的信号。例如，高端智能手机或平板电脑必须在多达15个频段过滤2G、3G和4G无线接入方式的发送和接收路径，以及Wi-Fi、蓝牙和GPS接收机的接收路径。作为滤波处理的一部分，接收路径中的信号必须彼此隔离，其他无关信号也必须被拒绝。为了提供足够的过滤，无线设备因此必须为允许用户移动通信的每个频带采用一个或多个RF滤波器。由于存在超过六个用于通信的频带，无线装置通常需要利用数十个滤波器，由此引起封装密度的挑战。这些滤波器一般为表面声波(SAW)滤波器、体声波(BAW)滤波器或SAW谐振器的形式。在如图1中所示的基本SAW滤波器100中，电气输入信号经由电气端口(即，I/O接点(I/Opad))102提供至SAW滤波器，其中电气输入信号通过在压电基板106上产生的交错金属叉指变换器(IDT)104被转换成声波，其中压电基板可之如为石英、钽酸锂(LiTaO3)或铌酸锂(LiNbO3)。SAW滤波器结合低接入损耗与良好的抑制性能，并且能够实现宽的带宽，SAW滤波器良好地适用于高达大约1.5GHz，使其通常用于2G接收器前端和双工器以及接收滤波器中。在如图2中示出的基本BAW滤波器110中，金属补片112、114形成/设置在石英晶体基板116的顶侧和底侧上，以响应于经由电气端口118提供至石英晶体基片116的电气输入信号而激发声波，其中声波从顶部表面跳跃至底部表面(即，竖直传播)以形成驻留声波。发生谐振的频率通过基板116的厚度和电极112、114的质量确定，其中BAW滤波器较好地适用于高频率应用，使其通常用于3G和4G应用。在现有无线装置中，包括在装置中的每个RF滤波器(即，每个SAW/BAW滤波器/SAW谐振器)单独地组装到其自身的陶瓷、金属密封封装中，由于SAW滤波器中的声波通常沿着或非常靠近表面地传播，因此这种封装是必需的，因此SAW滤波器一般对表面状态非常敏感并且需要保护。图3a至3e示出SAW滤波器芯片封装的常规的逐步制造技术。参考图3a，具有多个SAW滤波器芯片的晶片(未示出)被分成单独的SAW滤波器芯片120，提供具有对应于SAW滤波器芯片120的多个安装部分的基板122。保护器124附连至SAW滤波器芯片120的下侧以形成用于保护SAW滤波器120的表面的气隙，用于倒装芯片安装(flipchipbonding)的凸起126附连至基板122的上侧。参照图3b，每个SAW滤波器芯片120安装在基板122的安装部分上，SAW滤波器芯片通过倒装芯片安装方式电气和机械地连接至基板122的接线部分。在可替代实施例中，可以认识到，SAW滤波器芯片120还可以通过引线接合至基板122上的连接件。如图3c所示，底部填充剂128然后被填充到基板与SAW滤波器芯片之间的空间内。当底部填充剂128填充在基板122与SAW滤波器芯片120之间时，通过由保护器124形成的气隙保护定位在SAW滤波器芯片120的下侧表面上的有源区域(activeregion)。参照图3d，形成肩角130以提高SAW滤波器芯片的侧面的梯级覆盖。肩角130由绝缘材料组成，并且给予具有梯状金字塔形式的SAW滤波器芯片120的侧面一个缓坡，使得金属层可以容易地形成在SAW滤波器芯片上。在形成肩角130之后，金属防护层132形成在SAW滤波器芯片120的外壁上，如图3e所示。为了确保SAW滤波器芯片120的可靠性，拦截外部电气影响的内部金属层形成在芯片的上侧上，然后用于防止内部金属层因暴露于环境中而被氧化的外部金属层额外地形成在内部金属层上。如上所述，根据用于制造SAW滤波器芯片封装的常规方法，将SAW滤波器芯片封装为单独的芯片单元。也就是说，在位于晶片上的多个芯片被分成单独的芯片之后，每个芯片安装在封装基板上，经由倒装芯片安装或引线接合方式而与其电气连接，填底材料提供至每个SAW滤波器芯片与封装基板之间的空间，在各芯片单元上执行形成肩角或金属防护层的步骤。因此，用于制造SAW滤波器芯片封装的方法非常复杂，并且可能需要一定量空间间隙，用于将引线结合至封装的连接件。此外，许多滤波器封装通常组装到也包括分立部件的多芯片模块内，所形成的模块可能是大尺寸和昂贵的。因此，将希望提供一种降低复杂性和制造成本的形成滤波器封装的方法。还希望这种方法允许将滤波器封装形成为在同一封装中还包括外围无源部件、延迟线、天线和开关矩阵的整体嵌入式滤波器模块的一部分，其中这种所有部件在一个结构中的共同封装提供更低成本塑料封装、更小的形状因数(formfactor)、更高集成度和封装密度。
技术实现思路
本专利技术的实施例涉及滤波器封装及其制造方法，其允许将滤波器封装形成为整体嵌入式滤波器模块的一部分，整体嵌入式滤波器模块还包括在同一封装中的外围无源部件、延迟线、天线和开关矩阵。全部部件共同封装在一个结构中提供低成本塑料封装、小的形状因数、高集成度以及高封装密度。根据本专利技术的一个方面，滤波器装置封装包括第一介电层和附连至第一介电层的声波滤波器装置，声波滤波器装置包括有源区域和输入/输出(I/O)焊盘。滤波器装置封装还包括定位在第一介电层与声波滤波器装置之间以将第一介电层固定至声波滤波器装置的粘合剂、穿过第一介电层和粘合剂到达声波滤波器装置的I/O焊盘形成的多个过孔以及形成在多个过孔中并且机械和电气地联接至声波滤波器装置的I/O焊盘以与其形成电气互连的金属互连件，其中，在与声波滤波器装置的有源区域相邻的位置中，在声波滤波器装置与第一介电层之间的粘合剂中形成气腔。优选的，滤波器装置封装还包括介电密封剂，介电密封剂施加到粘结层上并且施加到声波滤波器装置的后表面和侧表面上，以便将声波滤波器装置嵌入滤波器装置封装内。优选的，滤波器装置封装还包括堆叠到第一介电层和粘合剂上的多个另外的介电层，多个另外的介电层堆叠成以便覆盖声波滤波器装置的后表面和侧表面并且将声波滤波器装置嵌入在滤波器装置封装内。优选的，滤波器装置封装还包括金属化到多个另外的介电层上或之间的天线、延迟线、开关矩阵和/或屏蔽层中的至少一者。优选的，滤波器装置封装还包括经由粘合剂附连至第一介电层的一个或多个另外的声波滤波器装置，其中，在与每个相应的另外的声波滤波器装置的有源区域相邻的位置处，在另外的声波滤波器装置中的每一个与第一介电层之间的粘合剂中形成气腔。优选的，滤波器装置封装还包括：多个过孔，多个过孔形成为穿过第一介电层和粘合剂至另外的声波滤波器装置中的每一个的I/O接点；以及金属互连件，金属互连件形成在多个过孔中并且机械和电气地联接至另外的声波滤波器装置中的每一个的I/O接点，以形成与声波滤波器装置的电气互连。优选的，第一介电层包括介电材料的薄膜、面板或片材。优选的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种滤波器装置(14)封装(10、12)，包括：第一介电层(18)；声波滤波器装置(14)，所述声波滤波器装置(14)附连至所述第一介电层(18)，所述声波滤波器装置(14)包括有源区域(34)和输入/输出(I/O)接点(30)；粘合剂(24)，所述粘合剂(24)定位在所述第一介电层(18)与所述声波滤波器装置(14)之间以将所述第一介电层(18)固定至所述声波滤波器装置(14)；多个过孔(26)，所述多个过孔(26)形成为穿过所述第一介电层(18)和所述粘合剂(24)至所述声波滤波器装置(14)的所述I/O接点(30)；以及金属互连件(28)，所述金属互连件(28)形成在所述多个过孔(26)中并且机械和电气地联接至所述声波滤波器装置(14)的所述I/O接点(30)，以形成与所述声波滤波器装置(14)的电气互连；其中，在与所述声波滤波器装置(14)的有源区域(34)相邻的位置中，在所述声波滤波器装置(14)与所述第一介电层(18)之间的粘合剂(24)中形成气腔(32)。

【技术特征摘要】
2016.08.25 US 15/2466711.一种滤波器装置(14)封装(10、12)，包括：第一介电层(18)；声波滤波器装置(14)，所述声波滤波器装置(14)附连至所述第一介电层(18)，所述声波滤波器装置(14)包括有源区域(34)和输入/输出(I/O)接点(30)；粘合剂(24)，所述粘合剂(24)定位在所述第一介电层(18)与所述声波滤波器装置(14)之间以将所述第一介电层(18)固定至所述声波滤波器装置(14)；多个过孔(26)，所述多个过孔(26)形成为穿过所述第一介电层(18)和所述粘合剂(24)至所述声波滤波器装置(14)的所述I/O接点(30)；以及金属互连件(28)，所述金属互连件(28)形成在所述多个过孔(26)中并且机械和电气地联接至所述声波滤波器装置(14)的所述I/O接点(30)，以形成与所述声波滤波器装置(14)的电气互连；其中，在与所述声波滤波器装置(14)的有源区域(34)相邻的位置中，在所述声波滤波器装置(14)与所述第一介电层(18)之间的粘合剂(24)中形成气腔(32)。2.根据权利要求1所述的滤波器装置封装(10,12)，其中，还包括介电密封剂(20)，所述介电密封剂(20)施加到所述粘结层(24)上并且施加到所述声波滤波器装置(14)的后表面和侧表面上，以便将所述声波滤波器装置(14)嵌入所述滤波器装置封装(10,12)内。3.根据权利要求1所述的滤波器装置封装(10,12)，其中，还包括堆叠到所述第一介电层(18)和所述粘合剂(24)上的多个另外的介电层(22)，所述多个另外的介电层(22)堆叠成以便覆盖所述声波滤波器装置(14)的后表面和侧表面并且将所述声波滤波器装置(14)嵌入在所述滤波器装置封装(10,12)内。4.根据权利要求3所述的滤波器装置封装(10,12)，其中，还包括金属化到所述多个另外的介电层(22)上或之间的天线、延迟线、开关矩阵和/或屏蔽层(36)中的至少一者。5.根据权利要求1所述的滤波器装置封装(10,12)，其中，还包括经由所述粘合剂(24)附连至所述第一介电层(18)...

【专利技术属性】
技术研发人员：KR纳加卡，李瑢宰，CJ卡普斯塔，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US