CN103078157A

CN103078157A - 一种压电声波双工器模块

Info

Publication number: CN103078157A
Application number: CN2013100158519A
Authority: CN
Inventors: 张�浩; 张智欣; 庞慰
Original assignee: Tianjin University
Current assignee: Tianjin University
Priority date: 2013-01-16
Filing date: 2013-01-16
Publication date: 2013-05-01
Anticipated expiration: 2033-01-16
Also published as: CN103078157B

Abstract

本发明提供一种压电声波双工器模块，有助于在保持双工器性能的前提下缩小双工器模块的封装尺寸。本发明的压电声波双工器模块包含单芯片和无源匹配网络，所述单芯片包含制作有压电声波谐振器的第一基底和用于密封所述第一基底上的压电声波谐振器并形成密封空腔的第二基底，所述无源匹配网络包含电感元件和电容元件；所述电感元件集成在所述第二基底中；所述电容元件集成在所述第一基底或所述第二基底中。采用本发明的技术方案，在保持原有的双工器性能的基础上，节省了匹配元件在封装基板上的面积，缩小了双工器的封装尺寸。

Description

一种压电声波双工器模块

技术领域

本发明涉及一种压电声波双工器模块。

背景技术

随着移动通信系统的进步，便携式信息终端迅速普及。作为移动通信装置组件之一的双工器受到越来越多的关注与研究。双工器是一种集成滤波器的代表性部件。

双工器是一个双向三端滤波器，其等效电路如图1所示，图1是根据现有技术中的双工器的等效电路的示意图。双工器既要将微弱的接收信号耦合进来，又要将较大的发射功率馈送到天线上去，且要求两者各自完成其功能而不相互影响。

双工器包含两个中心频率不同的带通滤波器，带通滤波器是指能通过某一频率范围内的频率分量、但将其他范围的频率分量衰减到极低水平的滤波器。在双工器中，中心频率较低的带通滤波器为发射通道滤波器（Tx），另一个中心频率较高的带通滤波器为接收通道滤波器（Rx）。Rx滤波器从天线接收信号，并且对特定频带的信号进行滤波。Tx滤波器仅对在通信装置中产生的信号中的特定频带的信号进行滤波，并将滤波后的信号提供给天线。双工器利用发射信号与接收信号的频率不同对这两种信号进行滤波，从而实现发射信号与接收信号的分离。构成这种高性能的声波滤波器的谐振器主要包括，薄膜体声波谐振器（FBAR），固态装配谐振器（SMR）和表面声波谐振器（SAW）。

双工器除发射通道滤波器与接收通道滤波器之外，还包含用于阻抗匹配的匹配电路网络。匹配电路网络通常与天线相连接，可以是连接在Rx滤波器与天线端之间，其作用是进行阻抗的匹配，等效电路如图2所示。图2是根据现有技术中的包含匹配电路网络的双工器的等效电路的示意图。图3是根据现有技术中的一种Band II双工器的仿真结果的示意图，此双工器由发射通道滤波器、接收通道滤波器和无源匹配网络组成。由图3中的仿真结果图30可知，在发射通道滤波器的通带范围内，接收通道滤波器具有较好的衰减抑制特性。同样地，在接收通道滤波器的通带范围内，发射通道滤波器也具有较好的衰减抑制特性。

便携式信息终端正在向小型轻便化方向发展，故对其内部的双工器的尺寸要求也越来越严格，因此需要在保持双工器性能的前提下尽可能地缩小封装尺寸。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种压电声波双工器模块，有助于在保持双工器性能的前提下缩小双工器模块的封装尺寸。

为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种压电声波双工器模块。

本发明的这种压电声波双工器模块，包含单芯片和无源匹配网络，所述单芯片包含制作有压电声波谐振器的第一基底和用于密封所述第一基底上的压电声波谐振器并形成密封空腔的第二基底，所述无源匹配网络包含电感元件和电容元件；所述电感元件集成在所述第二基底中；所述电容元件集成在所述第一基底或所述第二基底中。

可选地，所述电感元件是平面螺旋电感。

可选地，所述电容元件是平行极板电容或交指电容。

根据本发明的另一方面，提供了另一种压电声波双工器模块。

本发明的这种压电声波双工器模块，包含无源匹配网络，所述无源匹配网络包含电感元件和电容元件；所述电感元件和电容元件都集成在所述压电声波双工器模块的封装基板内部。

可选地，所述电感元件是平面螺旋电感。

可选地，所述电容元件是平行极板电容。

根据本发明的又一方面，提供了又一种压电声波双工器模块。

本发明的这种压电声波双工器模块，包含无源匹配网络，所述无源匹配网络包含电感元件和电容元件；所述电感元件集成在所述压电声波双工器模块的封装基板中；所述电容元件集成在所述压电声波双工器模块的压电声波滤波器芯片中。

可选地，所述电感元件是平面螺旋电感。

可选地，所述电容元件是平行极板电容或交指电容。

根据本发明的技术方案，将双工器的无源匹配网络集成在封装基板或/和压电声波芯片内部，在保持原有的双工器性能的基础上，节省了匹配元件在封装基板上的面积，从而有助于缩小双工器的封装尺寸。

附图说明

附图用于更好地理解本发明，不构成对本发明的不当限定。其中：

图1是根据现有技术中的双工器的等效电路的示意图；

图2是根据现有技术中的包含匹配电路网络的双工器的等效电路的示意图；

图3是根据现有技术中的一种Band II双工器的仿真结果的示意图；

图4是根据本发明实施例中的压电声波双工器模块的电路原理图；

图5是根据本发明实施例的一种压电声波双工器模块的封装结构的示意图；

图6是根据本发明实施例的另一种压电声波双工器模块的封装结构的示意图；

图7A是根据本发明实施例的单芯片的压电声波双工器模块的一种封装结构的示意图；

图7B是根据图7A所示的压电声波双工器模块的第一基底的俯视状态的示意图；

图7C是根据图7A所示的压电声波双工器模块的第二基底的俯视状态的示意图；

图8A是根据本发明实施例的单芯片的压电声波双工器模块的另一种封装结构的示意图；

图8B是根据图8A所示的压电声波双工器模块的第一基底的俯视状态的示意图；

图8C是根据图8A所示的压电声波双工器模块的第二基底的俯视状态的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的示范性实施例做出说明，其中包括本发明实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本发明的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

在实施例中，压电声波双工器的匹配电路网络是无源匹配网络，其中包含至少一个电感元件和至少一个电容元件。该无源匹配网络可以是π型、T型、或L型电路。将双工器的无源匹配网络集成在封装基板和/或压电声波芯片内部。其中封装基板是一种印刷线路板，可为芯片提供电连接、保护、支撑、散热、组装等功效，以实现多引脚化、缩小封装产品体积、改善电性能及散热性、超高密度或多芯片模块化的目的。

图4是根据本发明实施例中的压电声波双工器模块的电路原理图。如图4所示，压电声波双工器模块的第一、二、三端口分别为发射端、接收端和天线端。发射通道压电声波滤波器11第一端口与压电声波双工器模块发射端相连，接收通道压电声波滤波器12第一端口与压电声波双工器模块接收端相连，发射通道压电声波滤波器11第二端口与压电声波双工器模块天线端相连，接收通道压电声波滤波器12第二端口与模块内由电感和电容元件组成的无源匹配网络13第一端口相连，模块内由电感和电容元件组成的无源匹配网络13第二端口与压电声波双工器模块天线端相连。

图5是根据本发明实施例的一种压电声波双工器模块的封装结构的示意图。如图5所示，压电声波双工器模块100包括一个发射通道滤波器芯片110和一个接收通道压电声波滤波器芯片120，其中发射滤波器芯片110和接收滤波器芯片120可以从薄膜体声波滤波器、固态装配声波滤波器、表面声波滤波器中进行选择。

发射滤波器芯片110和接收滤波器芯片120共同装载在一个封装基板130上，压电声波双工器模块100包含的无源匹配网络中，至少有一个电感元件131和一个电容元件132。在本实施例中，无源匹配电感元件131和无源匹配电容元件132都集成在封装基板130内部，其中电感元件可选用平面螺旋电感，电容元件132可选用平行极板电容。

图6是根据本发明实施例的另一种压电声波双工器模块的封装结构的示意图。如图6所示，压电声波双工器模块200包括一个发射通道滤波器芯片210和一个接收通道压电声波滤波器芯片220，其中发射滤波器芯片210和接收滤波器芯片220可以从薄膜体声波滤波器、固态装配声波滤波器、表面声波滤波器中选择。发射滤波器芯片210和接收滤波器芯片220共同装载在一个封装基板230上。

压电声波双工器模块200还包含一个无源匹配网络，此网络至少包含一个电感元件231和一个电容元件221。在本实施例中，电感元件231制作在封装基板230中，可选用平面螺旋电感；电容元件221是集成在压电声波滤波器芯片内，可选用平行极板电容或交指电容。

图7A是根据本发明实施例的单芯片的压电声波双工器模块的一种封装结构的示意图。图7A所示的是将一个发射通道压电声波滤波器、一个接收通道压电声波滤波器、和无源元件匹配网络全部集成在一个单芯片上的情形。这里的压电声波滤波器可以从薄膜体声波滤波器、固态装配声波滤波器、表面声波滤波器中选择。并且无源元件匹配网络至少包含一个电感元件和一个电容元件。如图7A所示，单芯片300包含制作有压电声波谐振器的第一基底310和用于密封第一基底310上的压电声波谐振器并形成密封空腔的第二基底320。图7B是根据图7A所示的压电声波双工器模块的第一基底的俯视状态的示意图。如图7B所示，单芯片压电声波双工器模块300的第一基底310上集成有一个接收通道滤波器311、一个发射通道滤波器312和用于匹配的无源电容元件313。用于匹配的无源电容元件313可选用平行极板电容或交指电容。图7C是根据图7A所示的压电声波双工器模块的第二基底的俯视状态的示意图。如图7C所示，单芯片压电声波双工器模块300的第二基底320上集成了用于匹配的无源电感321。用于匹配的无源电感321可选用平面螺旋电感元件。

图8A是根据本发明实施例的单芯片的压电声波双工器模块的另一种封装结构的示意图。图8A所示的是将一个发射通道压电声波滤波器、一个接收通道压电声波滤波器、和无源元件匹配网络全部集成在一个单芯片上的情形。这里的压电声波滤波器可以从薄膜体声波滤波器、固态装配声波滤波器、表面声波滤波器中选择。并且无源元件匹配网络至少包含一个电感元件和一个电容元件。如图8A所示，单芯片400包含制作有压电声波谐振器的第一基底410和用于密封第一基底410上的压电声波谐振器并形成密封空腔的第二基底420。图8B是根据图8A所示的压电声波双工器模块的第一基底的俯视状态的示意图。如图8B所示，单芯片压电声波双工器模块400的第一基底410上集成有一个接收通道滤波器411、一个发射通道滤波器412。图8C是根据图8A所示的压电声波双工器模块的第二基底的俯视状态的示意图。如图8C所示，单芯片压电声波双工器模块400的第二基底420上集成了用于匹配的无源电感元件421和无源电容元件422。无源电感元件421可选用平面螺旋电感元件。无源电容元件422可选用平行极板电容或交指电容。

根据本发明实施例的技术方案，将双工器的无源匹配网络集成在封装基板或/和压电声波芯片内部，在保持原有的双工器性能的基础上，节省了匹配元件在封装基板上的面积，从而有助于缩小双工器的封装尺寸。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，取决于设计要求和其他因素，可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims

1.一种压电声波双工器模块，包含单芯片和无源匹配网络，所述单芯片包含制作有压电声波谐振器的第一基底和用于密封所述第一基底上的压电声波谐振器并形成密封空腔的第二基底，其特征在于，

所述无源匹配网络包含电感元件和电容元件；

所述电感元件集成在所述第二基底中；

所述电容元件集成在所述第一基底或所述第二基底中。

2.根据权利要求1所述的压电声波双工器模块，其特征在于，所述电感元件是平面螺旋电感。

3.根据权利要求1或2所述的压电声波双工器模块，其特征在于，所述电容元件是平行极板电容或交指电容。

4.一种压电声波双工器模块，包含无源匹配网络，其特征在于，

所述无源匹配网络包含电感元件和电容元件；

所述电感元件和电容元件都集成在所述压电声波双工器模块的封装基板内部。

5.根据权利要求4所述的压电声波双工器模块，其特征在于，所述电感元件是平面螺旋电感。

6.根据权利要求4或5所述的压电声波双工器模块，其特征在于，所述电容元件是平行极板电容。

7.一种压电声波双工器模块，包含无源匹配网络，其特征在于，

所述无源匹配网络包含电感元件和电容元件；

所述电感元件集成在所述压电声波双工器模块的封装基板中；

所述电容元件集成在所述压电声波双工器模块的压电声波滤波器芯片中。

8.根据权利要求7所述的压电声波双工器模块，其特征在于，所述电感元件是平面螺旋电感。

9.根据权利要求7或8所述的压电声波双工器模块，其特征在于，所述电容元件是平行极板电容或交指电容。