专利名称：声表面波谐振器集成芯片及由其构成的声表面波振荡器模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种声表面波谐振器集成芯片及由其构成的声表面波振荡器模块。
背景技术：
声表面波谐振器已广泛用于射频发射电路中，作为稳频元件。声表面波射频发射 电路绝大部分采用了有外封装的分立声表面波谐振器，阻碍了小型化的进展。即使有一些 声表面波谐振器模块，实现了振荡用晶体管芯片和声表面波谐振器芯片的集成，但没有采 用微电子工艺实现无源元件的集成化。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明公开了一种声表面波谐振器集成芯片及由其 构成的声表面波振荡器模块，其技术方案为一种声表面波谐振器集成芯片，其特征在于它采用微电子工艺集成声表面波谐 振器管芯、电阻、电容和电感等。上述的声表面波谐振器集成芯片，其中所述声表面波谐振器是单端对谐振器或 双端对谐振器；在压电基片上，用金属薄膜图形制作无源元件；在压电基片上，用薄膜介质 电容和高电阻率薄膜电阻制作无源元件。本发明还提出了一种采用声表面波谐振器集成芯片的声表面波振荡器模块，其特 征在于在模块内利用标准微电子封装技术集成了编码芯片、振荡晶体管芯片和声表面波 谐振器集成芯片。采用小型表面贴装陶瓷封装的内含声表面波谐振器集成芯片的声表面波振荡器 模块。采用声表面波谐振器集成芯片的声表面波振荡器模块，模块内利用标准微电子封 装技术集成了微处理器芯片、振荡晶体管芯片和声表面波谐振器集成芯片。采用声表面波谐振器集成芯片的声表面波振荡器模块，模块内利用标准微电子封 装技术集成了振荡晶体管芯片和声表面波谐振器集成芯片。本发明优点集成度高、可靠性好、不需调试和使用简单。
图1、本发明实施例的集成有无源元件的声表面波谐振器芯片；图2、本发明实施例的433. 92MHz声表面波谐振器振荡器电路；图3、本发明实施例的电子束蒸发台淀积的铝膜电阻率与其厚度的关系；图4、本发明实施例的集成无源元件的声表面波谐振器芯片；图5、本发明实施例的声表面波谐振器芯片的布局示意；图6、本发明实施例的一 433. 92MHz声表面波谐振器振荡器模块；
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图7、本发明实施例的采用本款模块的外部电路。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细地说明。本发明公开了一种声表面波谐振器集成芯片。声表面波谐振器集成芯片上采用微 电子工艺集成了声表面波谐振器管芯、电阻、电容和电感等元件，谐振器可以是单端对谐振 器，也可以是双端对谐振器，如图1示意。图1中，A为压电基片，B为声表面波谐振器，C为薄膜叉指电极电容，D为高电阻 率金属薄膜电阻，E为薄膜介质电容，F为条状低阻值金属薄膜电阻，G为螺旋电极电感。其 间可采用金属条连接实施电路应用。 本发明同时公开了一种采用声表面波集成芯片的声表面波振荡器模块。模块采用 通用声表面波谐振器振荡器电路拓扑，模块内利用标准微电子封装技术集成了编码芯片、 振荡晶体管芯片和声表面波谐振器集成芯片，体现了集成度高、可靠性好、不需调试和使用 简单的优点。采用小型小型表面贴装陶瓷封装模块，适合现代PCB板表面贴装工艺。声表面波射频振荡电路中，需要多个电容、电阻和电感无源元件。利用微电子技术 直接在声表面波谐振器的基片上制作电阻和电容和电感等无源元件，不但提高了集成度， 而且可以提高声表面波谐振器的振荡优值，减小了模块外部元件数量和调试难度。在压电基片上，选用金属薄膜图形制作无源元件是简易的，如叉指电极阵做电容， 微细电极条做电阻，螺旋电极做电感，只要微电子工艺正常，其精度有保证。一般，可得到的 电容值为1 10pF，电感值为级nH，电阻值为千欧姆以下。若电容和电阻的值更大时，可采 用薄膜介质电容和高电阻率薄膜电阻，但具有较大值的电感难以集成，采用外接更方便。目前，世界各国无线电频率管理规定小功率遥控用频段有315MHz，434MHz、869MHz 和915MHz等，各国不尽相同。但目前这些频段的声表面波谐振器的性能基本相同，所以声 表面波谐振器振荡电路的结构是通用的。声表面波谐振器振荡器的一种电路如图2所示。图中Cl，C2，C3，Ll和天线L3确 定了振荡频率，L2和C6为天线匹配元件。图示元件值是振荡频率为433. 92MHz时的声表 面波振荡器电路值，不同振荡频率时元件值应变化，但量级不变。由此可见，除了退耦电容、大电感和天线外，利用微电子技术在压电基片上制作大 部分无源元件是可行的。声表面波工艺中最常用的金属是铝，采用长L(urn)宽W(um)的条状铝薄膜电阻的 阻值R是R= pm(h)*L/W式中pm(h)为厚度为h的铝膜电阻率(欧)，它与铝膜厚度h相关，因为铝膜厚度 越薄，其值越大。我们采用电子束蒸发台淀积的铝膜电阻率曲线如图3，图的横坐标是膜电 阻率(πιΩ)，纵坐标是铝膜厚(um)，可以由此曲线设计需要的条状薄膜铝电阻。上列计算对 其他金属也适用，当然需采用该金属的薄膜电阻率来计算。采用基片上淀积金属叉指电极对做电容，一级近似下，N对孔径为W(cm)的叉指对 的电容值为
C = ε NW式中ε为压电衬底材料的介电常数，单位为pF/cm，可从压电衬底材料性质表中 查到。例如声表面波谐振器最采用的石英，ε =0.55。采用标准介质膜电容和高电阻率膜电阻及螺旋电感工艺在压电衬底基片上的应 用是常规的。振荡器模块制作采用了标准微电子封装技术，有源编码芯片、微处理器芯片和振 荡晶体管芯片采用标准外购件。声表面波谐振器芯片是采用塑性黏胶固定在管座内，以避 免板波干扰，其他有源芯片采用银浆粘接。模块底座内基面有构成振荡器电路的镀金图形， 并有外引出端。芯片与电路图形压点的连接均采用硅铝丝键合方式实现。下面介绍一实施例。图4为集成无源元件的声表面波谐振器芯片的元件拓扑，在一个石英基片上一共 集成了 一个433. 92MHz单端对谐振器，三个铝膜条状电阻和三个叉指电极电容，其值如图 示，实际测试标明实际元件值误差在10%内。芯片共有五个压点，其中E，B，C分别用于连 接晶体管芯，一个接封装管座引出端，以连接天线回路，最后一个连到管座地。图5为声表面波谐振器集成芯片的布局示意。振荡器模块为采用滚动码编码芯片的声表面波振荡器，封装引出端为10个，其中 五个为编码输入端，如图6所示。振荡器模块制作采用了标准微电子封装技术，有源编码芯 片、微处理器芯片和振荡晶体管芯片采用标准外购件。声表面波谐振器芯片是采用塑性黏 胶固定在管座内，以避免板波干扰，其他有源芯片采用银浆粘接。模块底座内基面有构成振 荡器电路的镀金镀金图形，并有外引出端。芯片与电路图形压点的连接均采用硅铝丝键合 方式实现。图7为采用本款模块的外部电路。虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本发明，任何熟悉 此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，同样属于本发明之 保护范围。因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的为准。
权利要求
一种声表面波谐振器集成芯片，其特征在于它采用微电子工艺集成声表面波谐振器管芯、电阻、电容和电感。
2.根据权利要求1所述的声表面波谐振器集成芯片，其特征在于所述声表面波谐振 器是单端对谐振器或双端对谐振器。
3.根据权利要求1所述的声表面波谐振器集成芯片，其特征在于在压电基片上，用金 属薄膜图形制作无源元件。
4.根据权利要求1所述的声表面波谐振器集成芯片，其特征在于在压电基片上，用薄 膜介质电容和高电阻率薄膜电阻制作无源元件。
5.一种采用权利要求1-3之一所述的声表面波谐振器集成芯片的声表面波振荡器模 块，其特征在于在模块内利用标准微电子封装技术集成了编码芯片、振荡晶体管芯片和声 表面波谐振器集成芯片。
6.根据权利要求5所述的声表面波振荡器模块，其特征在于采用小型表面贴装陶瓷 封装，内含声表面波谐振器集成芯片。
7.一种采用权利要求1-3之一所述的声表面波谐振器集成芯片的声表面波振荡器模 块，其特征在于在模块内利用标准微电子封装技术集成了微处理器芯片、振荡晶体管芯片 和声表面波谐振器集成芯片。
8.一种采用权利要求1-3之一所述的声表面波谐振器集成芯片的声表面波振荡器模 块，其特征在于在模块内利用标准微电子封装技术集成了振荡晶体管芯片和声表面波谐 振器集成芯片。
全文摘要
本发明公开了一种声表面波谐振器集成芯片。声表面波谐振器集成芯片上采用微电子工艺集成了声表面波谐振器管芯、电阻、电容和电感等元件。本发明同时公开了一种采用声表面波集成芯片的声表面波振荡器模块。模块内利用标准微电子封装技术集成了声表面波谐振器集成芯片和编码芯片、振荡晶体管芯片等，体现了集成度高、可靠性好、不需调试和使用简单的优点。
文档编号H03H9/25GK101977029SQ201010294578
公开日2011年2月16日 申请日期2010年9月28日 优先权日2010年9月28日
发明者方强, 曹金荣, 朱卫俊, 李勇, 陈培杕 申请人:中国电子科技集团公司第五十五研究所