具有简单封装的薄膜体声波谐振器（ＦＢＡＲ）器件制造技术

密封的薄膜体声波谐振器（ＦＢＡＲ）器件（１００）包括衬底（１０２）、该衬底上的ＦＢＡＲ叠层（１１１）、将该ＦＢＡＲ叠层与衬底声学隔离的元件（１０４）、覆盖该ＦＢＡＲ叠层的密封剂（１２１）以及该ＦＢＡＲ叠层的顶面（１１３）和密封剂之间的声波布拉格反射器（１９０）。该ＦＢＡＲ叠层包括ＦＢＡＲ（１１０）并具有远离衬底的顶面（１１３）。该ＦＢＡＲ包括相对的平面电极（１１２，１１４）以及电极之间的压电元件（１１６）。该声波布拉格反射器包括金属布拉格层（１９２）和与该金属布拉格层并置的塑料布拉格层（１９４）。该金属布拉格层和塑料布拉格层之间的声阻抗的大比率使得，该声波布拉格反射器能够为ＦＢＡＲ器件的频率响应提供ＦＢＡＲ和密封剂之间的足够的声隔离，从而呈现微小的不真实的假象（如存在），该不真实的假象源自于该ＦＢＡＲ和密封剂之间的有害声耦合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
包括一个或多个薄膜体声波谐振器(FBAR)的FBAR器件形成了各种电子产品、尤其是无线产品的一部分。例如，现代移动电话包括一种双工器，其中每个带通滤波器都包括梯形电路，其中该梯形电路的每个元件都是FBAR。包括FBAR的双工器由Bradley等在美国专利no.6,262,637中公开，该专利名为Duplexer Incorporating Thin-filmBulk Acoustic Resnators (FBARs)。这种双工器包括在发射器的输出和天线之间串联连接的发射器带通滤波器，以及与天线和接收器的输入之间的90°移相器串联连接的接收器带通滤波器。该发射器带通滤波器和接收器带通滤波器的通带的中心频率彼此偏离。基于FBAR的梯形滤波器也用在其它应用中。图1示出了适于用作双工器的发射器带通滤波器的FBAR基带通滤波器10的示例性实施例。该发射器带通滤波器包括连接在梯形电路中的串联FBAR 12和分路FBAR 14。串联FBAR 12的谐振频率比分路FBAR 14的高。图2示出了一种FBAR的示例性实施例30。FBAR 30由一对电极32和34以及所述电极之间的压电元件36组成。该压电元件和电极悬置在衬底42中定义的腔44之上。这种悬置FBAR的方式允许FBAR响应电极之间施加的电压机械谐振。序列号为no.10/699,289的美国专利申请公开了一种包括去耦叠层体声波谐振器(Stacked Bulk Acoustic Resonator，DSBAR)的带通滤波器，该DSBAR包括下FBAR、在下FBAR上堆叠的上FBAR以及所述FBAR之间的声波去耦器。每个FBAR由一对电极以及电极之间的压电元件组成。在下FBAR的电极之间施加电学输入信号，上FBAR在其电极之间提供带通滤波的电学输出信号。可选地，该电学输入信号可以施加于上FBAR的电极间，这种情况下，电学输出信号从下FBAR的电极输出。序列号为no.10/699,481的美国专利申请公开了一种由两个去耦叠层体声波谐振器(DSBAR)组成的薄膜声波耦合变换器(FilmAcoustically-coupled Transformer，FACT)。第一电路使DSBAR的下FBAR以串联或并联方式互连。第二电路使DSBAR的上FBAR以串联或并联方式互连。取决于电路的配置，可以获得阻抗变换比为1∶1或1∶4的平衡或非平衡FACT实施例。这种FACT还提供第一电路和第二电路之间的流电隔离。上述参考图2的FBAR以及包括一个或多个FBAR的器件，例如梯形滤波器、DSBAR和FACT，在本公开说明中总称为FBAR器件。当前，在硅或其它合适材料的晶片上一次制备成千上万个FBAR器件的FBAR叠层。每个FBAR器件还包括晶片的一部分作为它的衬底。FBAR叠层包括其中至少定义一个FBAR的各种材料层。FBAR器件一般封装在封装体中，如Merchant等在美国专利no.6,090,687中所描述的，该专利已经转让给本公开说明的受让人。其上制造FBAR叠层的晶片将称为FBAR晶片。FBAR晶片上制备的每个FBAR叠层被位于该FBAR晶片表面的环形垫片(gasket)环绕。然后盖帽晶片与该FBAR晶片相邻放置并与该垫片键合。FBAR晶片、盖帽晶片和垫片以及晶片之间的FBAR组成了晶片叠层。然后该晶片叠层被分割成独立封装的FBAR器件，其中的一个示例性器件在图3中以剖面图示出。图3示出了封装的FBAR器件50，由FBAR器件52和封装体54组成。FBAR器件由FBAR叠层56和衬底58组成。衬底还组成了封装体54的一部分。FBAR叠层56由至少定义一个FBAR的多种材料层组成。FBAR叠层56悬置在衬底58中定义的腔60之上。衬底58是分割之前上述FBAR晶片的一部分。FBAR叠层56被键合到衬底58的主表面的环形垫片62环绕。盖帽64，它在分割之前是上述盖帽晶片的一部分，被相对于衬底58键合到垫片62。衬底58、垫片62以及盖帽64一起定义了密封的腔66，其中放置有FBAR叠层56。如上所述，FBAR叠层56悬置在衬底58中定义的腔60之上。FBAR叠层56的材料(一般是几十兆瑞利(Mrayl))和腔60中的空气或其它气体(大约为1千瑞利(Krayl))的声阻抗之间大的失配将FBAR叠层56与衬底58声学隔离。类似地，FBAR叠层56远离衬底58的顶面68与盖帽64分离间隙70。间隙70一般填充有空气或其它气体。FBAR叠层56的材料和间隙70中的空气或其它气体的声阻抗的大的失配将FBAR叠层56与盖帽64声学隔离。因此，FBAR叠层56与衬底58和盖帽64二者声学去耦，并因此响应于其电极之间施加的电学信号而自由地机械共振。尽管图3中示出的封装的FBAR器件的封装体54相对简单和便宜，但可以获得更简单和便宜的封装。这种封装的一个实例涉及在覆盖该FBAR叠层和部分衬底的密封剂(未示出)中密封该FBAR叠层。然而，因为FBAR叠层不再自由地机械谐振，密封剂和远离衬底的该FBAR叠层的顶面68之间的机械接触使密封的FBAR器件的电学特性退化。因此，所需要的是一种密封的FBAR器件，其中FBAR叠层与密封剂有效地声学隔离。
技术实现思路
第一方面，本专利技术提供一种密封的薄膜体声波谐振器(FBAR)器件，包括衬底、该衬底上的FBAR叠层、将该FBAR叠层与该衬底声学隔离的元件、覆盖该FBAR叠层的密封剂以及该FBAR叠层的顶面和密封剂之间的声波布拉格反射器。该FBAR叠层包括FBAR并具有远离衬底的顶面。该FBAR包括相对的平面电极以及电极之间的压电元件。该声波布拉格反射器包括金属布拉格层和与该金属布拉格层并置的塑料布拉格层。FBAR器件的实例包括FBAR，例如提供梯形滤波器、叠层体声波谐振器(SBAR)、去耦叠层体声波谐振器(DSBAR)、带通滤波器、耦合的谐振器滤波器以及薄膜声波耦合变换器(FACT)的元件的FBAR。金属布拉格层的金属和塑料布拉格层的塑料材料之间的声阻抗的大比率使得声波布拉格反射器能够为FBAR器件的频率响应提供FBAR和密封剂之间的足够的声隔离，从而呈现微小的不真实的假象(spurious artifact)(如存在)，该不真实的假象源自于FBAR和密封剂之间的有害声耦合。金属布拉格层的金属和塑料布拉格层的塑料材料之间的声阻抗的大比率意味着，除了组成FBAR本身的层，FBAR器件一般可以包括一到四个布拉格层。这意味着根据本专利技术的FBAR器件的制备工艺仅比相同类型的常规FBAR器件的制备工艺略微复杂。该声波布拉格反射器允许使用较简单和较低成本的工艺来密封FBAR器件。塑料材料中声音的低速率意味着塑料布拉格层相对薄。因此，声波布拉格反射器声学总高度小。第二方面，本专利技术提供密封的薄膜体声波谐振器(FBAR)器件，包括衬底、该衬底上的FBAR叠层、将该FBAR叠层与该衬底声学隔离的元件、覆盖该FBAR叠层的密封剂以及该FBAR叠层顶面和密封剂之间的声波布拉格反射器。该FBAR叠层包括FBAR并具有远离衬底的顶面。该FBAR包括相对的平面电极以及电极之间的压电元件。该声波布拉格反射器包括第一布拉格层和与第一布拉格层并置的第二布拉格层。第一布拉格层包括第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种密封的薄膜体声波谐振器（ＦＢＡＲ）器件，包括：衬底；该衬底上的ＦＢＡＲ叠层，该ＦＢＡＲ叠层包括ＦＢＡＲ并具有远离该衬底的顶面，该ＦＢＡＲ包括相对的平面电极和电极之间的压电元件；将该ＦＢＡＲ叠层与该衬底声学隔离的装置；覆盖该ＦＢＡＲ叠层的密封剂；以及位于该ＦＢＡＲ叠层的顶面和密封剂之间的声波布拉格反射器，该声波布拉格反射器包括金属布拉格层和与该金属布拉格层并置的塑料布拉格层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：JD拉森三世，SL艾利斯，Y奥什麦恩斯基，
申请(专利权)人：阿瓦戈科技无线IP新加坡股份有限公司，
类型：发明
国别省市：SG[新加坡]