单个封装中的包括混合滤波器和有源电路的RF前端模块制造技术

描述了在单个封装中包括混合滤波器和有源电路的封装RF前端系统。在一个示例中，封装包括有源管芯，该有源管芯包括声波谐振器。封装衬底电耦接到有源管芯。密封框架围绕声波谐振器并且附接到有源管芯和封装衬底，该密封框架将声波谐振器气密密封在有源管芯和封装衬底之间的腔中。

RF front end module including hybrid filter and active circuit in a single package

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】单个封装中的包括混合滤波器和有源电路的RF前端模块
本公开内容的实施例涉及RF前端系统和模块，并且更具体地，涉及包括混合滤波器和有源电路的封装RF前端系统。
技术介绍
5G前端模块中的滤波器占了通信系统的总不动产的多达50％或更多。数个这样的滤波器专用于蜂窝通信并采用声波谐振器。另一方面，声波谐振器需要被密封以提高可靠性，同时减少环境条件对滤波器性能的影响。已经提议将滤波器与有源前端电路共同集成在同一管芯上。然而，由于尝试在同一有源管芯上实现气密密封和谐振器，引起硅管芯尺寸增加和可靠性降低，从而导致更高的成本。附图说明图1是根据本公开内容的一个实施例的封装系统的截面图的图示。图2是根据本公开内容的一个实施例的封装系统的截面图的图示。图3是根据本公开内容的一个实施例的封装系统的截面图的图示。图4是根据本公开内容的一个实施例的封装系统的截面图的图示。图5是根据本公开内容的一个实施例的封装系统的截面图的图示。图6是根据本公开内容的一个实施例的封装系统的截面图。图7是根据本公开内容的一个实施例的封装系统的截面图。图8是根据本公开内容的一个实施例的封装系统的截面图。图9是根据本公开内容的一个实施例的封装系统的截面图。图10是根据本公开内容的一个实施例的包括电耦接到封装衬底的有源管芯的封装系统的截面图的图示。图11是根据本公开内容的一个实施例的封装系统的截面图的图示。图12是根据本公开内容的一个实施例的封装系统的截面图的图示。图13是根据本公开内容的一个实施例的封装系统的截面图的图示。图14是根据本公开内容的一个实施例的RF前端系统或模块的示意图。图15是根据本公开内容的一个实施例的RF混合电路或滤波器的示意图。图16A和图16B示出了根据本公开内容的实施例的可以集成或嵌入到封装衬底中的各种电容器。图17A至图17F示出了根据本公开内容的实施例的可以嵌入封装衬底中的各种电感器。图18是示出根据本公开内容的一个实施例的采用如本文所述的封装系统的计算机系统的示意性框图。具体实施方式描述了在单个封装中包括混合滤波器和有源电路的封装RF前端系统。在以下描述中，阐述了许多具体细节，比如，具体的材料和结构方案，以便提供对本公开内容的实施例的透彻理解。本领域技术人员应当清楚，可以在没有这些具体细节的情况下实施本公开内容的实施例。在其它实例中，未详细描述公知特征，以免不必要地使本公开内容的实施例变模糊。此外，应当理解，附图中示出的各种实施例是说明性表示，并且不一定按比例绘制。在一些情况下，将以对最有助于理解本公开内容的方式将各种操作依次描述为多个离散操作，但是，描述的顺序不应当被解释为暗示这些操作必定与顺序有关。特别地，这些操作不需要按照呈现的顺序执行。某些术语也可以在以下描述中仅出于参照的目的而使用，因而不旨在进行限制。例如，诸如“上”、“下”、“上方”、“下方”、“底部”、“顶部”、“上面”和“下面”之类的术语指的是参照在附图中的方向。诸如“前”、“后”、“后面”和“侧面”之类的术语描述了组件的多个部分在一致但任意框架的参照系中的方向和/或位置，该参照是通过参照文字和描述正在讨论的组件的相关附图可以清楚地做出的。这样的术语可以包括以上具体提到的词语、其派生词和类似含义的词。本公开内容的实施例涉及RF系统或模块，并且更特别地，涉及完全集成的RF前端系统或模块，其包括混合滤波器，该混合滤波器具有气密密封的声波谐振器(AWR)和前端有源电路。在本公开内容的实施例中，RF前端系统包括前端有源电路(诸如放大器和开关)、无源器件(诸如电容器和电感器)以及AWRs，它们全部被集成在同一封装中。在本公开内容的实施例中，无源器件和/或声波谐振器可以形成混合滤波器，诸如混合LC/AWR(集中的组件/声波谐振器)滤波器。在一个实施例中，混合滤波器可以包含变压器。混合滤波器或滤波器组可以具有多个谐振器和多个无源组件，以提供例如5G通信系统所需要的不同频带操作。在一个实施例中，混合滤波器可以与诸如功率放大器、低噪声放大器、匹配网络和开关之类的前端有源电路进行集成，以形成完全集成在单个封装中的RF前端系统或模块。集成RF系统可以能够在诸如5G网络之类的高数据速率网络中发送和/或接收射频(RF)信号。在一个实施例中，前端系统包括具有一个或多个谐振器的有源管芯或主管芯。有源管芯还可以包含一个或多个有源电路，例如放大器和开关。在一个实施例中，有源管芯还可以包括无源器件或组件，例如，在其中形成的电阻器、电容器、电感器和变压器。封装衬底可以电耦接到有源管芯。封装衬底可以包含一个或多个无源组件或器件，例如，嵌入其中的电阻器、电容器、电感器和变压器。密封环或框架可以设置在谐振器的周围并附接到有源管芯和封装衬底，以在谐振器周围形成气密封和/或声密封的腔。在封装衬底和/或有源管芯中设置的无源器件和谐振器可以适当地耦接在一起以形成混合滤波器。混合滤波器可以与设置在有源管芯中的RF前端有源电路进行耦接，以形成完全集成到单个封装中的前端模块。在另一个实施例中，可以通过密封框架或环将帽或盖附接到有源管芯，以在谐振器周围形成气密封和/或声密封的腔。在一个实施例中，帽可以设置在封装衬底中形成的腔或凹陷中，以能够在有源管芯和封装衬底之间进行短的电连接。在一个实施例中，可通过帽来形成一个或多个电连接，以允许从封装衬底到谐振器进行电连接，而不必经过密封框架的下方或上方。在又一个实施例中，RF前端系统包括主管芯或有源管芯，其可以包括前端有源电路和无源器件、以及具有在其中设置的一个或多个声波谐振器(谐振器)的谐振器管芯。谐振器管芯可以通过围绕谐振器的密封框架或环附接到有源管芯，并在谐振器周围形成气密封和/或声密封的腔。有源管芯可以电耦接到封装衬底，该封装衬底可以具有嵌入其中的无源器件，例如电容器、电感器和变压器。封装衬底可具有在其中形成的腔或凹陷，并且谐振器管芯可设置在腔内。谐振器管芯可以通过在腔中设置的触点来电耦接到封装衬底。图1是根据本公开内容的实施例的封装系统100的截面图的图示。在实施例中，封装系统100是包括有源电路和含有谐振器的混合滤波器的封装RF前端模块或系统。在一个实施例中，封装系统100包括有源管芯或主管芯102，所述有源管芯或主管芯102通过电并且物理地耦接到封装衬底104，如图1所示。有源管芯102包括声波谐振器(AWR)或谐振器106。密封框架或环108完全围绕谐振器106，并附接到有源管芯102和封装衬底104，以在谐振器106周围形成气密封和/或声密封的腔110。在一个实施例中，有源管芯102包括半导体衬底120和互连结构122。在一个实施例中，半导体衬底120可以是半导体衬底，诸如但不限于硅衬底、碳化硅衬底或III-V族半导体衬底，比如但不限于氮化镓(GaN)、氮化铝(AlN)、砷化镓(GaAs)和磷化铟(InP)。在一个实施例中，衬底120是单晶硅衬底。在另一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种封装，包括：/n有源管芯，其包括声波谐振器；/n封装衬底，其电耦接到所述有源管芯；以及/n密封框架，其围绕所述声波谐振器并附接到所述有源管芯和所述封装衬底，所述密封框架将所述声波谐振器气密密封在所述有源管芯与所述封装衬底之间的腔中。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种封装，包括：
有源管芯，其包括声波谐振器；
封装衬底，其电耦接到所述有源管芯；以及
密封框架，其围绕所述声波谐振器并附接到所述有源管芯和所述封装衬底，所述密封框架将所述声波谐振器气密密封在所述有源管芯与所述封装衬底之间的腔中。


2.根据权利要求1所述的封装，其中，所述密封框架包括从由金、铜、锡和铟构成的群组中选择的金属。


3.根据权利要求1所述的封装，其中，所述密封框架包括位于所述有源管芯上的第一金属层和位于所述封装衬底上的第二金属层。


4.根据权利要求3所述的封装，其中，所述第一金属层通过金属与金属的扩散键合而键合到所述第二金属层。


5.根据权利要求3所述的封装，其中，所述第一金属层通过焊料连接而键合到所述第二金属层。


6.根据权利要求1所述的封装，其中，所述密封框架包括从由玻璃料、聚合物和无机电介质构成的群组中选择的材料。


7.根据权利要求1所述的封装，还包括在所述声波谐振器的下方设置在所述封装衬底中的衬底腔。


8.根据权利要求1所述的封装，还包括在所述声波谐振器的上方设置在所述有源管芯中的有源管芯腔。


9.根据权利要求1所述的封装，其中，所述封装衬底是从由玻璃衬底和陶瓷衬底构成的群组中选择的。


10.根据权利要求1所述的封装，其中，所述封装衬底是多层有机衬底。


11.根据权利要求10所述的封装，还包括位于所述封装衬底的最靠近所述有源管芯的表面上的气密封涂层，其中，所述气密封涂层被所述密封框架围绕。


12.根据权利要求11所述的封装，其中，所述气密封涂层是无机电介质。


13.根据权利要求12所述的封装，其中，所述气密封涂层是从由氧化硅和氮化硅构成的群组中选择的。


14.根据权利要求10所述的封装，还包括在所述封装衬底中最靠近所述有源管芯的一侧上设置的腔，其中，所述腔布置有气...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·艾德，T·卡姆嘎因，G·C·多吉阿米斯，V·K·奈尔，J·M·斯旺，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国;US