声学装置封装结构的制作方法

1.本发明涉及一种用于无线通信设备中的滤波器，具体涉及一种具有抗静电放电能力的表面声波滤波装置。


背景技术：

2.在手机等移动通信装置的高频前端模块中，浪涌(esd：静电放电，频率300mhz左右)从天线进入。为此，防浪涌元件一般配置在天线端与接地之间，现有技术通常通过配置电感元件，或者配置非线性电阻来解决esd问题。但是，与天线端直接设置的防浪涌元件具有基本的问题是，使发送或接收信号的损耗增大。
3.声表面波滤波器(saw)被广泛用作频率信号处理的核心部件，直到ghz频带。特别是，由于saw滤波器具有优良的特性，例如量产性，选择性，稳定性等，因此在rf移动通信应用中可以扩大应用的宽度。目前，saw滤波器倾向于在尺寸上继续小型化，因此以芯片尺寸封装类型(csp)生产。越小型化的半导体集成电路，对静电放电脉冲越为敏感，并且更容易受到由静电放电脉冲产生的高电压和电流的物理损伤。因此，开发出抗静电放电的saw滤波器是非常迫切和必要的。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术中的相关问题，本发明提供了一种表面声波滤波装置，包括：压电基板，具有相对的上表面和下表面；滤波电路，包括多个表面声波谐振器，所述表面声波谐振器之间通过信号导线连接，所述表面声波谐振器和所述信号导线形成于所述压电基板的上表面；至少一个接地导体，形成于所述压电基板的上表面，与多个所述表面声波谐振器中的至少一个电连接；所述接地导体的至少一部分设置有接地锯齿结构，所述接地锯齿结构与所述信号导线静电耦合。
5.进一步，所述信号导线的至少一部分设置有信号锯齿结构，所述接地锯齿结构与所述信号锯齿结构静电耦合。
6.其中，所述接地锯齿结构包括接地突起，所述信号锯齿结构包括信号突起，所述接地突起与所述信号突起正对设置。
7.其中，所述接地突起的内夹角θ1与所述信号突起的内夹角θ2角度小于80
°
。
8.进一步地，所述接地突起的外沿与所述信号突起的外沿之间的最小间距l设置为小于150um。
9.所述接地突起的外沿与所述信号突起的外沿之间的最小间距l设置为小于10um。
10.其中，所述接地锯齿结构具有接地突起宽度d1，所述信号锯齿结构具有信号突起宽度d2，所述接地突起宽度d1与所述信号突起宽度d2数值相近。
11.其中，所述接地突起宽度d1或者所述信号突起宽度d2大于由一个或者多个所述表面声波谐振器激发的表面声波的波长。
12.进一步地，表面声波滤波装置还包括：输入端子和输出端子，所述滤波电路耦合到
所述输入端子和所述输出端子以及所述接地导体，以向所述声表面波装置提供输入信号和从所述声表面波装置输出信号。
13.其中，所述信号锯齿结构设置于所述输入端子与所述滤波电路之间。
14.其中，所述信号锯齿结构设置于所述输出端子与所述滤波电路之间。
15.再进一步地，所述信号锯齿结构设置于所述表面声波谐振器之间。
16.其中，所述滤波装置是带通滤波器。
17.更进一步地，本发明还提供了一种制造表面声波滤波装置的方法，包括：提供压电基板，具有相对设置的上表面和下表面，在所述压电基板的上表面形成滤波电路，所述滤波电路包括多个表面声波谐振器，所述表面声波谐振器之间通过信号导线连接；在所述压电基板的上表面形成至少一个接地导体，所述接地导体与多个所述表面声波谐振器中的至少一个电连接；在所述接地导体的至少一部分形成接地锯齿结构，在所述信号导线的至少一部分形成信号锯齿结构，使得所述接地锯齿结构与所述信号锯齿结构静电耦合。
18.根据本发明的表面声波滤波装置，通过静电保护，能够在预定频带内提供高抑制度或高隔离度，从而改善表面声波滤波装置的工作稳定性，提高其安全性能，从而延长使用寿命。
附图说明
19.附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
20.图1是根据本发明实施例一的表面声波滤波装置结构示意图。
21.图2是根据本发明实施例一的表面声波滤波装置电路拓扑图。
22.图3是根据本发明实施例一的表面声波滤波装置电路示意图。
23.图4是根据本发明实施例二的表面声波滤波装置的平面示意图。
24.图5是根据本发明实施例三的表面声波滤波装置的平面示意图。
25.图6是根据本发明实施例三的表面声波滤波装置中锯齿结构的平面示意图。
26.图7是根据本发明实施例四的表面声波滤波装置的平面示意图。
27.图8是根据本发明又一实施方式的表面声波滤波装置的制备工艺流程图。
28.附图标记：
29.1、10、100、110-压电基板
30.2-滤波电路
31.11、12、13、14、21、22、23、101、102、103、104、201、202、203、111、112、113、114、211、212、213-表面声波谐振器
32.3、5、40、41、42-信号导线
33.4、43、44、45-接地导体
34.32、34、302、304、312、316、314-接地锯齿结构
35.301、303、311、313、315-信号锯齿结构
36.3001-接地突起
37.3002-信号突起
具体实施方式
38.为了可以更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
39.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
40.实施例一
41.如图1和图2所示，本实施例提供一种表面声波滤波装置，包括：压电基板1，具有相对的上表面和下表面；滤波电路2，包括多个表面声波谐振器，所述表面声波谐振器之间通过信号导线3、5连接，所述表面声波谐振器和所述信号导线形成于所述压电基板1的上表面；至少一个接地导体4，也形成于所述压电基板1的上表面，与多个所述表面声波谐振器中的至少一个电连接。表面声波滤波装置还包括：输入端子和输出端子(分别标记为“in”、“out”)，所述滤波电路2耦合到所述输入端子和所述输出端子以及所述接地导体，以向所述声表面波装置提供输入信号和从所述声表面波装置输出信号，从而实现带通功能。根据滤波电路2内部电路连接方式的不同，本发明还可以实现高通、低通功能。在接地导体4的至少一部分设置有接地锯齿结构，所述接地锯齿结构与所述信号导线3、5静电耦合。
42.其中滤波电路2，包括多个表面声波谐振器s1、s2、s3、s4、p1、p2、p3，如图3所示，其中s1、s2、s3、s4串联于输入与输出端子之间，为串联谐振器，p1、p2、p3并联于串联线路与地之间，为并联谐振器。串联谐振器之间通过信号导线40、41、42电连接，并联谐振器通过接地导体43、44、45电连接，接地导体4包括接地导体43、44、45。在接地导体43、44、45的至少一部分设置有接地锯齿结构，所述接地锯齿结构与所述信号导线3、5静电耦合，也可以与信号导线40、41、42静电耦合。
43.表面声波谐振器可以为saw、xbar等，采用倒装或者wlp封装方式封装该表面声波滤波装置，避免密封材料如树脂等或基板面与滤波电路的idt电极接触，进而避免对敏感的idt电极造成影响。其中电路基板为常用的电路板如pcb或者其他形式的多层布线电路板，本发明不限于此。
44.实施例二
45.如图4所示，为本实施例的表面声波滤波装置的平面示意图，本实施例类似于实施例一，在本实施例中将对接地锯齿结构进行详细描述。表面声波滤波装置，包括：压电基板10，具有相对的上表面和下表面；滤波电路，包括多个表面声波谐振器11、12、13、14、21、22、23，其中11、12、13、14串联于输入与输出端子之间，为串联谐振器，21、22、23并联于串联线路与地gnd1、gnd2之间，为并联谐振器，gnd1、gnd2共地设置，构成接地导体的一部分。串联谐振器之间通过信号导线电连接，并联谐振器通过接地导体电连接。
46.在接地导体gnd1、gnd2的至少一部分设置有接地锯齿结构32、34，其中接地锯齿结构32、34可以设置于接地导体gnd1、gnd2的至少一部分，如本实施例中所示，也可以设置于接地导体gnd1、gnd2的所有走线部分，以获得更好的静电保护效果，但可能由此带来制备工艺的复杂和成本升高，但本发明不限于此。本实施例中，接地锯齿结构32与输入端的信号导线静电耦合，接地锯齿结构34与输出端的信号导线静电耦合。当然可以任选接地锯齿结构
32、34中的任意一个，或者与输入端静电耦合，或者与输出端静电耦合，如果接地导体gnd1、gnd2的所有走线部分均设置了接地锯齿结构，则接地导体与尽量多的信号导线静电耦合，也属于本发明的设计思路。其中接地锯齿结构32、34包括接地突起，该接地突起与输入端或者输出端的信号导线正对设置，如图4所示。表面声波滤波装置的隔离性对它的性能很重要，外界的电信号、磁场信号等干扰会对滤波器造成干扰，内部的静电源产生的静电也会对产品的频率特性和安全性能造成影响，采用本发明的设置方式，可以获得更好的静电放电效果，从而更好地保护滤波器。
47.实施例三
48.如图5所示，为实施例三的表面声波滤波装置的平面示意图，本实施例类似于实施例二，但是是对实施例二的进一步改进的设计。表面声波滤波装置，包括：压电基板100，具有相对的上表面和下表面；滤波电路，包括多个表面声波谐振器101、102、103、104、201、202、203，其中101、102、103、104串联于输入与输出端子之间，为串联谐振器，201、202、203并联于串联线路与地gnd3、gnd4之间，为并联谐振器，gnd3、gnd4共地设置，构成接地导体的一部分，如图5(a)所示。本实施例中，并联谐振器201、202、203也可以与各自的地gnd3、gnd8、gnd4连接，gnd3、gnd8、gnd4电势相同，构成接地导体的一部分，如图5(b)所示。也可以并联谐振器中的一部分共地连接，剩余部分的并联谐振器与另外的地连接，以尽量减少信号干扰，本发明不限于此。串联谐振器之间通过信号导线电连接，并联谐振器通过接地导体电连接。
49.在接地导体gnd3、gnd4的至少一部分设置有接地锯齿结构302、304，其中接地锯齿结构302、304可以设置于接地导体gnd3、gnd4的至少一部分，如本实施例中所示，也可以设置于接地导体gnd3、gnd4的所有走线部分，以获得更好的静电保护效果，但可能由此带来制备工艺的复杂和成本升高，但本发明不限于此。
50.不同于实施例二，本实施例中，信号导线的至少一部分设置有信号锯齿结构，示例性的如输入端信号锯齿结构301，输出端信号锯齿结构303。接地锯齿结构302与输入端信号锯齿结构301静电耦合，接地锯齿结构304与输出端信号锯齿结构303静电耦合，具体设计上，接地锯齿结构302与输入端信号锯齿结构301的突起结构正对设置，接地锯齿结构304与输出端信号锯齿结构303的突起结构正对设置。当然可以任选接地锯齿结构302、304中的任意一个，或者与输入端信号锯齿结构静电耦合，或者与输出端信号锯齿结构静电耦合，如果接地导体gnd3、gnd4的所有走线部分均设置了接地锯齿结构，则信号导线也可以相应地设置尽量多的信号锯齿结构，从而接地锯齿结构与尽量多的信号锯齿结构静电耦合，也属于本发明的设计思路。
51.其中接地锯齿结构302、304包括多个接地突起3001，信号锯齿结构301、303包括多个信号突起3002，该接地突起3001与信号突起3002正对设置，如图6所示，如此设置，可以获得更好的静电放电效果，从而更好地保护滤波器。另外，接地突起3001的内夹角设置为θ1，信号突起3002的内夹角设置为θ2，θ1和θ2角度可以设置钝角，也可以设置为直角或者锐角，并且接地突起3001可以具有不同数值的内夹角，信号突起3002也可以具有不同数值的内夹角。基于最好的静电放电效果，本发明优选地将θ1和θ2角度设置为小于80
°
。同时，考虑到接地突起3001与信号突起3002的间距不同，将会影响到放电效果，本发明将接地突起3001的外沿与所述信号突起3002的外沿之间的最小间距l，设置为小于150um，优选为小于10um，以
获得最佳的静电放电效果。
52.本实施例中，接地锯齿结构具有接地突起宽度d1，所述信号锯齿结构具有信号突起宽度d2，所述接地突起宽度d1与所述信号突起宽度d2数值接近，如此设计，是使得滤波器信号端和接地端在静电强度接近时，放电效果最彻底。至于具体的d1或者d2的数值，不需要做进一步限定，接地锯齿结构可以具有不同数值的接地突起宽度，信号锯齿结构也可以具有不同数值的信号突起宽度。本发明中，将d1或者d2的数值设置为大于由一个或者多个所述表面声波谐振器激发的表面声波的波长，以进一步减少在不同的谐振器之间的不期望的声波耦合。
53.实施例四
54.如图7所示，为实施例四的表面声波滤波装置的平面示意图，本实施例类似于实施例三，但是是对实施例三的进一步改进的设计。表面声波滤波装置，包括：压电基板110，具有相对的上表面和下表面；滤波电路，包括多个表面声波谐振器111、112、113、114、211、212、213，其中111、112、113、114串联于输入与输出端子之间，为串联谐振器，211、212、213分别并联于串联线路与地gnd5、gnd6、gnd7之间，为并联谐振器，gnd5、gnd6、gnd7电势相同，构成接地导体的一部分。串联谐振器之间通过信号导线电连接，并联谐振器通过接地导体电连接。
55.接地导体gnd5、gnd6、gnd7中的任意一个地的至少一部分设置有接地锯齿结构，示例性的如可以在接地导体gnd5的至少一部分设置有接地锯齿结构312，在接地导体gnd6的至少一部分设置有接地锯齿结构316，在接地导体gnd7的至少一部分设置有接地锯齿结构314，其中接地锯齿结构还可以设置于接地导体的所有走线部分，以获得更好的静电保护效果。信号导线的至少一部分设置有信号锯齿结构，例如信号锯齿结构可以设置于所述输入端子与所述滤波电路之间，信号锯齿结构还可以设置于所述输出端子与所述滤波电路之间，或者信号锯齿结构还能够设置于所述表面声波谐振器之间。示例性的如输入端信号锯齿结构311，输出端信号锯齿结构313，中间串联或者并联线路上的信号锯齿结构315，其中信号锯齿结构还可以设置于信号导线的所有走线部分，以更好的与接地锯齿结构配合，获得更好的静电保护效果。其中，具体设计上，接地锯齿结构312的突起结构与输入端信号锯齿结构311的突起结构正对设置，接地锯齿结构316的突起结构与滤波电路内部线路信号锯齿结构315的突起结构正对设置，接地锯齿结构314的突起结构与输出端信号锯齿结构313的突起结构正对设置。如果接地导体gnd5、gnd6、gnd7的所有走线部分均设置了接地锯齿结构，则信号导线也可以相应地设置尽量多的信号锯齿结构，从而接地锯齿结构与尽量多的信号锯齿结构静电耦合，也属于本发明的设计思路。作为变化的实施方式，类似于实施例二和三，本实施例也可以根据静电源实际情况，选择性地在滤波装置的输入端、输出端、信号传输部分的其中任意一处或者两处设置静电耦合的接地锯齿结构和信号锯齿结构，例如设置在滤波装置的输入端和输出端，或者设置在输入端和信号传输部分，等等，均属于本发明的设计思路。
56.实施例五给出了与表面声波滤波装置制造工艺相关的示例性技术方案：
57.实施例五
58.本发明还提供了一种制造表面声波滤波装置的方法，如图8所示，包括如下步骤：提供压电基板，具有相对设置的上表面和下表面(a1)，在所述压电基板的上表面形成滤波
电路，所述滤波电路包括多个表面声波谐振器，所述表面声波谐振器之间通过信号导线连接，所述信号导线的至少一部分形成信号锯齿结构(a2)；在所述压电基板的上表面形成至少一个接地导体，所述接地导体的至少一部分形成接地锯齿结构，所述接地导体与多个所述表面声波谐振器中的至少一个电连接(a3)。
59.此种工艺在制造表面声波滤波装置时，通过接地锯齿结构和信号锯齿结构的静电耦合，显著降低了表面声波滤波装置工作时的静电干扰，在提升安全性的同时，还进一步减少了不同谐振器之间的不期望的声波耦合，从而整体上提高了对表面声波滤波装置的可靠性和工作稳定性。
60.在本发明中，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”表示两个或两个以上。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
61.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。