体声波滤波器及其制造方法以及双工器技术

本发明专利技术涉及通信用滤波器件技术领域，特别地涉及一种体声波滤波器及其制造方法以及双工器，该制造方法，包括：在上晶圆的第一表面形成多个并联谐振器；在下晶圆的第一表面形成多个串联谐振器；在并联谐振器的电路上连接第一管脚，串联谐振器的电路上连接第二管脚，将上晶圆的第一表面和下晶圆的第一表面平行相对设置，以及使第一管脚和第二管脚键合形成多级串并联的滤波器电路，并且形成分布式电容；形成该分布式电容的并联谐振器和串联谐振器在多级串并联的滤波器电路中为同级关系、相邻级关系或相跨一级关系。本发明专利技术技术的技术方案，在不损失滤波器性能的情况下，通过改变滤波器的结构缩小了其体积。

Volume acoustic wave filter and its manufacturing method and duplexer

【技术实现步骤摘要】
体声波滤波器及其制造方法以及双工器
本专利技术涉及通信用滤波器件
，特别地涉及一种体声波滤波器及其制造方法以及双工器。
技术介绍
近年来，随着市场的迅猛发展，无线通讯终端和设备不断朝着小型化、多模-多频段的方向发展，无线通讯终端和设备不断朝着小型化，多模-多频段的方向发展，无线通信终端中的用于FDD(频分复用双工)的双工器的数量也随之增加。五模十三频，甚至五模十七频逐渐成为主流手机的标准要求，特别是随着5G商用的临近，对Band1、2、3、5、7、8等小尺寸，高性能的双工器的需求量也越来越大。参考图1为现有的滤波器的上晶圆的主视图。如图1所示，滤波器中的谐振器均设置在上晶圆101上，图中的S1-S6、P1-P6，通过晶圆级键合区连接到位于下晶圆的晶圆通孔上，再连接到位于下晶圆下表面的焊盘，通过焊球与封装基板上表面的焊盘实现互连。两片晶圆键合形成了晶圆级封装保护结构，该结构及封装基板的上面再覆盖上树脂类化合物的塑封胶形成基板级封装保护结构。两级封装保护结构共同保护内部的FBAR不会受到外界环境的影响，以免滤波器性能恶化。晶圆级封装保护结构的面积为1.3mm2，由于谐振器的面积随着频率的降低而大幅增加，此晶圆级封装保护结构的尺寸相比于S频段(2GHz～4GHz)的同类滤波器，增大约1.5倍～2倍左右，再加上基板级封装后的尺寸，整体尺寸将达到1.6mmx1.2mm，在移动终端中使用占用的面积过大，对电路版图的高密化设计，以及器件和整机散热都形成的严峻的挑战。由此可知，提供一种可缩小滤波器体积，但又不影响其性能的滤波器是目前亟需解决的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的是提供一种体声波滤波器及其制造方法以及双工器，在不影响滤波器性能的情况下，可缩小滤波器的体积，减小其占用面积。为实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种体声波滤波器的制造方法，包括以下步骤：在上晶圆的第一表面形成多个并联谐振器；在下晶圆的第一表面形成多个串联谐振器；在所述并联谐振器的电路上连接第一管脚，所述串联谐振器的电路上连接第二管脚，将所述上晶圆的第一表面和所述下晶圆的第一表面平行相对设置，以及使所述第一管脚和所述第二管脚键合形成多级串并联的滤波器电路，并且形成分布式电容；其中，形成该分布式电容的并联谐振器和串联谐振器在所述多级串并联的滤波器电路中为同级关系、相邻级关系或相跨一级关系。可选地，多个所述并联谐振器一字排布、多个所述串联谐振器一字排布；同级关系的所述并联谐振器和所述串联谐振器之间形成所述分布式电容。本专利技术另一方面还一种体声波滤波器，包括：上晶圆，所述上晶圆第一表面设置有多个并联谐振器和第一管脚；下晶圆，所述下晶圆第一表面设置有多个串联谐振器和第二管脚；所述上晶圆和所述下晶圆叠加形成封装结构，在所述封装结构的内部，所述上晶圆的第一表面和所述下晶圆的第一表面平行相对设置，所述第一管脚和所述第二管脚键合形成多级串并联的滤波器电路，并且形成分布式电容；其中，形成该分布式电容的并联谐振器和串联谐振器在所述多级串并联的滤波器电路中为同级关系、相邻级关系、或相跨一级关系。可选地，所述并联谐振器和所述串联谐振器为薄膜体声波谐振器、固态装配谐振器或表面声波谐振器。可选地，所述并联谐振器和所述串联谐振器的机电耦合系数不同。可选地，所述串联谐振器的机电耦合系数比所述并联谐振器的机电耦合系数大至少2％。可选地，所述并联谐振器压电层的材料和所述串联谐振器压电层的材料不同。可选地，所述并联谐振器的上电极和所述串联谐振器的上电极之间的垂直间隔为5um。可选地，所述分布式电容的容值为0.1pF。本专利技术另一方面还提供一种双工器，包括两颗上述体声波滤波器。根据本专利技术的技术方案，在上晶圆上设置并联谐振器，在下晶圆上设置串联谐振器，采用相对叠加设置的结构形式，可有效的缩小滤波器的体积；其中，此结构形式下，并联谐振器和串联谐振器之间会产生分布式电容，如果分布式电容存在于间隔2级以上的并联谐振器和串联谐振器之间，对于滤波器的性能会产生较大的影响，包括带外抑制恶化，插损恶化等，因此，在封装结构中，通过对并联谐振器/串联谐振器的位置进行调整，使形成的分布式电容非跨2级以上，其是同级关系、相邻级关系或相跨一级关系的并联谐振器和串联谐振器所形成的。本专利技术技术的技术方案，在不损失滤波器性能的情况下，通过改变滤波器的结构缩小了其体积，从可减小其在通讯终端中占用的空间，从而利于产品的小型化。附图说明为了说明而非限制的目的，现在将根据本专利技术的优选实施例、特别是参考附图来描述本专利技术，其中：图1是现有技术的滤波器的上晶圆的主视图；图2本专利技术实施例提供的体声波滤波器的制造方法的流程框图；图3是本专利技术实施例滤波器的侧视图；图4A是本专利技术实施例上晶圆的主视图；图4B是本专利技术实施例下晶圆的主视图；图5是本专利技术实施例分布式电容非跨级的滤波器的电路图；图6A是本专利技术实施例带外抑制曲线对比图；图6B是本专利技术实施例插损曲线对比图；图7是本专利技术实施例分布式电容跨级滤波器的电路图；图8A是本专利技术实施例跨级分布式电容带外抑制曲线对比图；图8B是本专利技术实施例跨级分布式电容插损曲线对比图；图9是本专利技术实施例滤波器的电路图；图10A是本专利技术实施例带外抑制曲线对比图；图10B是本专利技术实施例插损曲线对比图；图10C是本专利技术实施例滚降曲线对比图；图11是本专利技术实施例滤波器中谐振器机电耦合系数对比图；图12是本专利技术实施例双工器的结构示意图。图中：1、体声波滤波器；11、上晶圆；12、下晶圆。具体实施方式如图2所示，本专利技术实施例提供一种体声波滤波器的制造方法，包括：S1：在上晶圆的第一表面形成多个并联谐振器；在下晶圆的第一表面形成多个串联谐振器；S2：在所述并联谐振器的电路上连接第一管脚，所述串联谐振器的电路上连接第二管脚，将所述上晶圆的第一表面和所述下晶圆的第一表面平行相对设置，以及使所述第一管脚和所述第二管脚键合形成多级串并联的滤波器电路，并且形成分布式电容；其中，形成该分布式电容的并联谐振器和串联谐振器在所述多级串并联的滤波器电路中为同级关系、相邻级关系或相跨一级关系。其中，在步骤S2中，优选地，多个所述并联谐振器一字排布、多个所述串联谐振器一字排布；同级关系的所述并联谐振器和所述串联谐振器之间形成所述分布式电容。在对并联谐振器和串联谐振器位置进行布置时，优先同级关系的并联谐振器和串联谐振器相对设置形成分布式电容，该分布式电容与跨级的分布式电容(尤其是跨2级以上的分布式电容)相比，对于滤波器的使用性能影响较低。如图3-12，本专利技术实施例还提供一种体声波滤波器，上晶圆11，上晶圆11第一表面设置有多个并联谐振器和第一管脚；下晶圆12，下晶圆12第一表面设置有多个串联谐振器和第二管脚；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种体声波滤波器的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：/n在上晶圆的第一表面形成多个并联谐振器；在下晶圆的第一表面形成多个串联谐振器；/n在所述并联谐振器的电路上连接第一管脚，所述串联谐振器的电路上连接第二管脚，将所述上晶圆的第一表面和所述下晶圆的第一表面平行相对设置，以及使所述第一管脚和所述第二管脚键合形成多级串并联的滤波器电路，并且形成分布式电容；/n其中，形成该分布式电容的并联谐振器和串联谐振器在所述多级串并联的滤波器电路中为同级关系、相邻级关系或相跨一级关系。/n

【技术特征摘要】
1.一种体声波滤波器的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
在上晶圆的第一表面形成多个并联谐振器；在下晶圆的第一表面形成多个串联谐振器；
在所述并联谐振器的电路上连接第一管脚，所述串联谐振器的电路上连接第二管脚，将所述上晶圆的第一表面和所述下晶圆的第一表面平行相对设置，以及使所述第一管脚和所述第二管脚键合形成多级串并联的滤波器电路，并且形成分布式电容；
其中，形成该分布式电容的并联谐振器和串联谐振器在所述多级串并联的滤波器电路中为同级关系、相邻级关系或相跨一级关系。


2.根据权利要求1所述的体声波滤波器的制造方法，其特征在于，多个所述并联谐振器一字排布、多个所述串联谐振器一字排布；
同级关系的所述并联谐振器和所述串联谐振器之间形成所述分布式电容。


3.一种体声波滤波器，其特征在于，包括：
上晶圆，所述上晶圆第一表面设置有多个并联谐振器和第一管脚；
下晶圆，所述下晶圆第一表面设置有多个串联谐振器和第二管脚；
所述上晶圆和所述下晶圆叠加形成封装结构，在所述封装结构的内部，所述上晶圆的第一表面和所述下晶圆的第一表面平行相对设置，所述第一管脚和所述第二管脚键合形成多级串并联的滤...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞慰，郑云卓，
申请(专利权)人：天津大学，诺思天津微系统有限责任公司，
类型：发明
国别省市：天津;12