CN107565927B - 体声波滤波器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种体声波滤波器，所述体声波滤波器包括：基板；壳体；第一电极和第二电极，设置在所述基板上；第一压电层，包含压电材料，所述第一压电层设置在所述第一电极和所述第二电极之间；及无源元件，设置在所述壳体的一个表面上。所述壳体结合至所述基板以容纳所述第一压电层、所述第一电极和所述第二电极。

Description

体声波滤波器

本申请要求于2016年7月1日提交到韩国知识产权局的第10-2016-0083572号韩国专利申请的优先权和权益，所述韩国专利申请的全部公开内容出于所有目的通过引用被包含于此。

技术领域

本公开涉及一种体声波滤波器。

背景技术

随着无线移动通信技术的发展，需要可有效地在有限的频带中传输信息的各种高频组件。在高频组件中，滤波器、发送器、接收器和双工器是在无线移动通信技术中使用的关键组件。

在滤波器、发送器、接收器和双工器中广泛使用的组件为体声波滤波器(BAW)。体声波滤波器的尺寸和单价是在选择高频组件时通常考虑的重要因素。因此，为减小高频组件的整体尺寸和单价，需要进一步减小体声波滤波器的尺寸和单价。

发明内容

提供本发明内容来以简化的形式对所选择的构思进行介绍，所述构思在具体实施方式中进一步描述。本发明内容既不意在确定所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不意在帮助确定所要求保护的主题的范围。

在一个总的方面，一种体声波滤波器包括：基板；壳体；第一电极和第二电极，设置在所述基板上；第一压电层，包含压电材料，所述第一压电层设置在所述第一电极和所述第二电极之间；及无源元件，设置在所述壳体的一个表面上。所述壳体结合至所述基板以容纳所述第一压电层、所述第一电极和所述第二电极。

所述体声波滤波器还可包括：布线，使所述无源元件和所述第一电极或者所述第二电极彼此电连接。

所述无源元件可设置在所述壳体的面对所述基板的表面上。

所述壳体可包括：盖；及结合件，在所述盖和所述基板之间附着到所述盖和所述基板，以密封其中设置有所述第一压电层以及所述第一电极和所述第二电极的空间。

所述体声波滤波器还可包括：第二压电层，具有其上设置有所述第二电极的一个表面；及第三电极，设置在所述第二压电层的另一个表面上。所述第一电极和所述第三电极的每个的一个表面可与所述基板接触。

所述体声波滤波器还可包括：第一过孔，形成在所述第一电极的另一表面上；第二过孔，形成在所述第三电极的一个表面上；及第三过孔和第四过孔，形成在所述基板上。

所述无源元件可包括：电容器，电连接至所述第一过孔和所述第三过孔；及电感器，电连接至所述第二过孔和所述第四过孔。

所述无源元件可包括：电容器，设置在所述壳体的内侧和外侧中的一个上；及电感器，设置在所述壳体的所述内侧和所述外侧中的另一个上。

所述体声波滤波器还可包括：有源元件，安装在所述基板上。

在另一总的方面，一种体声波滤波器包括：构件，具有中空的多面体形状；压电层，设置在所述构件的多个内表面中的一个并且包含压电材料；第一电极和第二电极，分别设置在所述压电层的两个表面上；及无源元件，设置在所述构件的所述多个内表面中的另一个上。

在另一总的方面，一种体声波滤波器包括：基板；壳体；第一电极和第二电极，设置在所述基板上；压电层，包含压电材料，所述压电层设置在所述第一电极和所述第二电极之间；及第一无源元件，设置在所述壳体的第一内表面上。所述壳体结合到所述基板以包封所述压电层、所述第一电极和所述第二电极。

所述体声波滤波器还可包括：第二无源元件，设置在所述壳体的第二内表面上，所述第二内表面与所述第一内表面不同。

所述体声波滤波器还可包括设置在所述壳体的外表面上的第二无源元件。

通过以下具体实施方式、附图和权利要求，其他特征和方面将是显而易见的。

附图说明

图1是示出体声波滤波器的示例的示图。

图2是示出体声波滤波器的示例的示图。

图3是示出体声波滤波器的示例的示图。

图4A是体声波滤波器的示例的侧视图。

图4B是体声波滤波器的示例的俯视图。

图5是示出在体声波滤波器中包括的基板和壳体在彼此结合之前的示例的透视图。

图6是示出在体声波滤波器中包括的基板和壳体彼此结合的示例的透视图。

图7是示出在体声波滤波器中包括的构件的示例的透视图。

在所有的附图和具体实施方式中，相同的标号指示相同的元件。附图可不按照比例绘制，为了清楚、说明及便利起见，可夸大附图中的元件的相对尺寸、比例和描述。

具体实施方式

提供以下具体实施方式以帮助读者获得对这里所描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而，在理解本申请的公开内容后，这里所描述的方法、设备和/或系统的各种变换、修改及等同物将是显而易见的。例如，这里所描述的操作顺序仅仅是示例，其并不局限于这里所阐述的顺序，而是除了必须以特定顺序发生的操作之外，在理解本申请的公开内容后可做出将是显而易见的改变。此外，为了提高清楚性和简洁性，可省略对于本领域公知的特征的描述。

这里所描述的特征可以以不同的形式实施，并且将不被解释为局限于这里所描述的示例。更确切的说，提供这里所描述的示例仅仅为示出在理解本申请的公开内容后将是显而易见的实施这里所描述的方法、设备和/或系统的很多可行的方式中的一些。

在整个说明书中，当诸如层、区域或基板的元件称为“位于”另一元件“上”、“连接到”另一元件或“结合到”另一元件时，该元件可以直接“位于”另一元件“上”、“连接到”另一元件或“结合到”另一元件，或者可存在介于两者之间的一个或更多个其他元件。相比之下，当元件被描述为“直接位于”另一元件“上”、“直接连接到”另一元件或“直接结合到”另一元件时，可不存在介于两者之间的其他元件。

如这里所使用的，术语“和/或”包括相关所列项中的任意一个和任意两个或更多个的任意组合。

尽管可在这里使用诸如“第一”、“第二”和“第三”的术语来描述各种构件、组件、区域、层或部分，但是这些构件、组件、区域、层或部分不受这些术语的限制。更确切地说，这些术语仅用于将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层或部分区分开。因而，在不脱离示例的教导的情况下，这里所描述的示例中所称的第一构件、组件、区域、层或部分也可以被称为第二构件、组件、区域、层或部分。

为了易于描述，这里可以使用诸如“在……上方”、“上面”、“在……下方”以及“下面”的空间关系术语，以描述如图所示的一个元件相对于另一元件的关系。这样的空间关系术语意图包含除了图中所示的方位以外装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置翻转，则描述为相对于另一元件位于“上方”或“上面”的元件于是将相对于另一元件位于“下方”或“下面”。因而，术语“在……上方”根据装置的空间方向包括上方和下方两种方位。装置也可以其他方式(例如，旋转90度或处于其他方位)定位且对这里使用的空间关系术语做出相应解释。

这里使用的术语仅用于描述各种实施例且不用于限制本公开。除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式也意图包括复数形式。术语“包含”、“包括”和“具有”列举存在的所陈述的特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合。

由于制造技术和/或公差，图中所示的形状可发生变型。因而，这里所描述的示例不局限于附图中所示的特定形状，而是包括制造期间所发生的形状上的变化。

正如在理解本申请的公开内容之后将显而易见的，这里所描述的示例的特征可以各种方式进行组合。此外，尽管这里所描述的示例具有各种构造，但是正如在理解本申请的公开内容之后将显而易见的，其他构造是可能的。

图1是示出体声波滤波器的示例的示图。

参照图1，体声波滤波器包括压电层110、第一电极120、第二电极130、基板140、壳体150和无源元件160。

压电层110包含将机械能转换成电能的压电材料。例如，压电层110可包含作为压电材料的氧化锌(ZnO)或氮化铝(AlN)，并且使用高频磁控溅射法在电极上沉积为薄膜。

第一电极120和第二电极130分别设置在压电层110的两个表面上。第一电极120和第二电极130可由具有高导电性的材料形成，以允许具有高频率的电信号通过电极。

由于电信号的频率接近特定频率，因此在压电层110的表面上产生由于谐振现象引起的体声波。体声波用作在第一电极120和第二电极130之间传递信号的媒介。因此，第一电极120、第二电极130和压电层110用作选择性地使具有特定频率的电信号通过的滤波器。

第一电极120设置在基板140上。例如，基板140可以是包括高频电路、导线、地(ground)和过孔(Via)的印刷电路板。在印刷电路板中包括的组件可电连接到第一电极。

壳体150可物理地结合到基板140，以容纳或包封压电层110、第一电极120和第二电极130。壳体指的是用于保护被包封的对象或被容纳的对象免受物理冲击或电冲击或者用于降低对被包封的对象的电磁干扰影响的外壳。

例如，壳体150可包括金属层，以确保电磁屏蔽特性。这里，金属层的两个表面可利用诸如氧化铝的绝缘陶瓷或合成树脂覆盖。

壳体150的被容纳或被包封的对象可被设计为精确且有效地对高频信号进行滤波。因此，壳体150的被包封的对象不易受到外部的物理冲击或影响或者电冲击或影响。

因此，壳体150提供显著大于被包封的对象的尺寸和设计的容纳空间。也就是说，当与被包封的对象相比较时，限定在壳体150的容纳空间内的余量空间(margin space)较大。在压电层110、第一电极120和第二电极130由薄膜形成的情况下，大部分余量空间可以是在第二电极130上方的空间。

无源元件160被设置为与壳体150接触以占据余量空间。在压电层110、第一电极120、第二电极130由薄膜形成的情况下，无源元件160设置在壳体150的顶板(ceiling)上。因此，余量空间被有效地利用。

例如，无源元件160可以是电容器和/或电感器。无源元件160可电连接到第一电极120和第二电极130以对具有高频率的电信号进行滤波，或者可电连接到基板140的高频电路，以辅助产生、放大、合成和传输具有高频率的电信号的操作。

在无源元件160辅助高频元件或高频电路的情况下，无源元件160的尺寸占据体声波滤波器的整体尺寸的较大部分。如果无源元件160设置在壳体150的外部，则会增加体声波滤波器的整体尺寸。

然而，由于根据示例的体声波滤波器具有设置在壳体150中的余量空间中的无源元件160，因此降低了体声波滤波器的整体尺寸和单价。

图2是示出体声波滤波器的示例的示图。

参照图2，根据本公开的示例的体声波滤波器包括压电层210、第一电极220、第二电极230、基板240、壳体250、电容器261、电感器262和布线270。压电层210、第一电极220、第二电极230、基板240和壳体250可分别与图1中所示的压电层、第一电极、第二电极、基板和壳体相同。

电容器261(无源元件)设置在壳体250的一侧内表面。电感器262(另一无源元件)设置在壳体250的另一侧内表面。

基于体声波滤波器的构造，壳体250内的大部分余量空间可以是压电层210的侧表面的空间。因此，电容器261和电感器262设置在壳体250的侧部内表面上。

布线270使电容器261和第二电极230彼此电连接，并且电容器261可电连接到基板240。因此，布线270形成通到基板240和第二电极230的电路径。

因此，第二电极230可不物理地连接到基板240。在第二电极230不需要物理地连接到基板240的情况下，压电层210、第一电极220和第二电极230的设计的自由度得到改善。因此，压电层210、第一电极220和第二电极230得到更有效地设计。

图3是示出本公开的体声波滤波器的示例的示图。

参照图3，体声波滤波器包括压电层310、第一电极320、第二电极330、基板340、壳体350、无源元件360、第一过孔371和第三过孔373。

第二电极330具有曲折形状以物理地或电连接到基板340。相应地，压电层310也具有曲折形状。

另外，第一过孔371形成在第一电极320上。第一过孔371使第一电极320和无源元件360彼此电连接。

另外，第三过孔373形成在基板340上并且使基板340与无源元件360彼此电连接。

作为连接的结果，基板340、第二电极330、压电层310、第一电极320、第一过孔371、无源元件360、第三过孔373和基板340之间的电路径以三维的形式形成。三维路径改善了体声波滤波器的设计的自由度。

图4A是本公开的体声波滤波器的示例的侧视图。

图4B是本公开的体声波滤波器的示例的俯视图。

参照图4A和图4B，体声波滤波器包括第一压电层410、第二压电层415、第一电极420、第三电极425、第二电极430、基板440、壳体450、电容器461、电感器462、第一过孔471、第二过孔472、第三过孔473、第四过孔474和有源元件480。

第二压电层415设置在第二电极430的下表面上并且包含压电材料。实现第二压电层415的方法可与实现第一压电层410的方法相同。

第三电极425设置在第二压电层415的下表面上。实现第三电极425的方法可与实现第一电极420的方法相同。

基于所述构造，具有高频率的电信号可从压电层重复地产生。

第一过孔471构建在第一电极420上。第一过孔471将第一电极420电连接至电容器461。

第二过孔472构建在第三电极425上。第二过孔472将第三电极425电连接至电感器462。

另外，第三过孔473和第四过孔474构建在基板440上。第三过孔473将基板440电连接至电容器461，并且第四过孔474将基板440电连接至电感器462。

作为所述构造的结果，电路径建立在基板440、电容器461、第一压电层410、第二压电层415、电感器462和基板440之间，并且以三维的形式形成。三维路径改善了在设计体声波滤波器时的自由度。

电容器461被实施为使第一部分461a和第二部分461b彼此电结合。电感器462被实施为在壳体450的一个表面上缠绕。

此外，有源元件480安装在基板440上并且可以是集成电路。有源元件480与电容器461和/或电感器462一起执行高频电信号的产生、放大、合成和传输。

图5是示出在体声波滤波器中包括的基板和壳体在彼此结合之前的示例的透视图。

参照图5，根据本公开中的示例的体声波滤波器包括压电层510、第一电极520、第二电极530、基板540、壳体550和无源元件560。

壳体550包括盖551和结合件552。

结合件552结合在盖551和基板540之间以密封其中设置有压电层510、第一电极520和第二电极530的空间。

例如，结合件552可包括粘性材料以结合到基板540，并且为了牢固的粘附，基板540可具有结合件552插入其中的槽。

图6示出在体声波滤波器中包括的基板和壳体彼此结合的示例的透视图。

参照图6，体声波滤波器包括压电层510、第一电极520、第二电极530、基板540、壳体550、电容器561a和561b以及电感器562。

电容器561a和561b设置在壳体550的外侧。例如，电容器561a和561b沿着壳体550的外表面延伸至基板540。

电感器562设置在壳体550的内侧。然而，电容器561a和561b以及电感器562(无源元件)可以全部设置在壳体550的内侧上或者壳体550的外侧上。

在无源元件设置在壳体550的外侧上的示例中，无源元件不设置在基板540上。因此，可减小基板540在x轴和y轴方向上的面积，并且也可减小壳体550在z轴方向上的内部余量空间。因此，体声波滤波器的尺寸减小。

在无源元件设置在壳体550的内侧上的示例中，壳体550的内部余量空间可用作无源元件的布置空间。因此，体声波滤波器的尺寸减小。

在电容器561a和561b以及电感器562中的一个设置在壳体550的内侧上并且电容器561a和561b以及电感器562中的另一个设置壳体550的外侧上的示例中，可更有效地利用壳体550的内部余量空间。例如，电容器561a和561b以及电感器562中的具有与壳体550的内部余量空间的尺寸相类似的尺寸的一个可选择性地设置在壳体550的内侧上。

另外，在电容器561a和561b以及电感器562中的一个设置在壳体550的内侧上并且电容器561a和561b以及电感器562中的另一个设置在壳体550的外侧上的示例中，壳体550还可用于屏蔽在电容器561a和561b与电感器562之间的电磁波。因此，电连接到电容器561a和561b以及电感器562的高频电路或者高频元件的高频特性也得到改善。

图7是在体声波滤波器中包括的构件的示例的透视图。

参照图7，根据本公开的示例的体声波滤波器包括具有多面体形状的构件645。

如上参照图1至图6所述，无源元件、压电层以及第一电极和第二电极设置在构件645中。无源元件可设置在构件645的与其上设置有压电层以及第一电极和第二电极的表面不同的表面上，并且可通过至少一个过孔电连接至压电层以及第一电极和第二电极。

构件645可具有其中基板和壳体彼此结合以形成多面体的形状，但不局限于此。

如上所述，根据本公开的示例，体声波滤波器有效地使用在其壳体内的空间，以减小体声波滤波器的尺寸和单价。

此外，体声波滤波器可确保在电极和无源元件之间的电路径，以改善体声波滤波器的设计的自由度。

仅作为非穷举性示例，在此描述的无线移动通信装置可以是：诸如蜂窝电话、智能电话的移动设备、可穿戴式智能装置(诸如手环、手表、眼镜、手链、脚链、腰带、项链、耳环、头带、头盔或嵌入衣物的设备)、便携式个人计算机(PC)(诸如膝上型电脑、笔记本电脑、小型笔记本电脑、上网本或超移动PC(UMPC)、平板PC(平板)、平板手机、个人数字助理(PDA))、数码相机、便携式游戏机、MP3播放器、便携式/个人多媒体播放器(PMP)、手持式电子书、全球定位系统(GPS)导航装置或传感器或诸如台式PC、高清晰度电视(HDTV)、DVD播放器、蓝光播放器、机顶盒或家电的固定装置，或被配置为进行无线或网络通信的任何其他移动设备或固定设备。在一个示例中，可穿戴式装置是一种可被设计成可直接安装在用户的身体上的装置，诸如眼镜或手链。在另一示例中，可穿戴式装置是指通过使用附着装置被安装在用户的身体上的任何装置，诸如使用臂环附着到用户的臂部或者使用挂绳挂绕在用户的颈部的智能电话或平板电脑。

虽然本公开包括具体示例，但在理解本申请的公开内容之后将显而易见的是，在不脱离权利要求及其等同物的精神及范围的情况下，可对这些示例作出形式和细节上的各种变化。这里所描述的示例将仅被理解为描述性意义，而非出于限制的目的。在每个示例中的特征或方面的描述将被理解为可适用于其他示例中的类似的特征或方面。如果按照不同的顺序执行描述的技术，和/或如果按照不同的形式组合和/或通过其他组件或它们的等同物替换或增添描述的系统、架构、装置或电路中的组件，则可获得合适的结果。因此，本公开的范围并不通过具体实施方式限定而是通过权利要求及其等同物限定，在权利要求及其等同物的范围之内的全部变型将被理解为包括在本公开中。

Claims (15)

1.一种体声波滤波器，包括：

基板；

第一电极和第二电极，设置在所述基板上；

第一压电层，包含压电材料，所述第一压电层设置在所述第一电极和所述第二电极之间；

壳体，包括设置在所述壳体的一个表面上的无源元件，其中，所述壳体结合至所述基板以容纳所述第一压电层、所述第一电极和所述第二电极，及

过孔，设置在所述无源元件的一个表面上，并且被构造为使所述第一电极、所述第二电极和所述基板中的一者与所述无源元件电连接。

2.根据权利要求1所述的体声波滤波器，其中，

所述过孔使所述无源元件和所述第一电极或者所述第二电极彼此电连接。

3.根据权利要求1所述的体声波滤波器，其中，所述无源元件设置在所述壳体的面对所述基板的表面上。

4.根据权利要求1所述的体声波滤波器，其中，所述壳体包括：

盖；及

结合件，在所述盖和所述基板之间结合到所述盖和所述基板，以密封其中设置有所述第一压电层以及所述第一电极和所述第二电极的空间。

5.根据权利要求1所述的体声波滤波器，还包括：

第二压电层，具有其上设置有所述第二电极的一个表面；及

第三电极，设置在所述第二压电层的另一个表面上，

其中，所述第一电极和所述第三电极中的每个的一个表面与所述基板接触。

6.根据权利要求5所述的体声波滤波器，所述过孔包括：

第一过孔，形成在所述第一电极的另一表面上；

第二过孔，形成在所述第三电极的一个表面上；及

第三过孔和第四过孔，形成在所述基板上。

7.根据权利要求6所述的体声波滤波器，其中，所述无源元件包括：

电容器，电连接至所述第一过孔和所述第三过孔；及

电感器，电连接至所述第二过孔和所述第四过孔。

8.根据权利要求1所述的体声波滤波器，其中，所述无源元件包括：

电容器，设置在所述壳体的内侧和外侧中的一个上；及

电感器，设置在所述壳体的所述内侧和所述外侧中的另一个上。

9.根据权利要求1所述的体声波滤波器，还包括：

有源元件，安装在所述基板上。

10.一种体声波滤波器，包括：

构件，具有中空的多面体形状；

压电层，设置在所述构件的多个内表面中的一个上并且包含压电材料；

第一电极和第二电极，分别设置在所述压电层的两个表面上；

无源元件，设置在所述构件的所述多个内表面中的另一个上；及

过孔，设置在所述无源元件的一个表面上，并且被构造为使所述第一电极、所述第二电极和所述构件中的一者与所述无源元件电连接。

11.一种体声波滤波器，包括：

基板；

壳体；

第一电极和第二电极，设置在所述基板上；

压电层，包含压电材料，所述压电层设置在所述第一电极和所述第二电极之间；

第一无源元件，设置在所述壳体的第一内表面上，所述壳体结合到所述基板以包封所述压电层、所述第一电极和所述第二电极；及

过孔，设置在所述第一无源元件的一个表面上，并且被构造为使所述第一电极、所述第二电极和所述基板中的一者与所述第一无源元件电连接。

12.根据权利要求11所述的体声波滤波器，还包括：

第二无源元件，设置在所述壳体的第二内表面上，所述第二内表面与所述第一内表面不同。

13.根据权利要求11所述的体声波滤波器，还包括设置在所述壳体的外表面上的第二无源元件。

14.根据权利要求12所述的体声波滤波器，其中，所述第一无源元件为电容器，所述第二无源元件为电感器，或者，所述第一无源元件为电感器，所述第二无源元件为电容器。

15.根据权利要求13所述的体声波滤波器，其中，所述第一无源元件为电容器并且所述第二无源元件为电感器，或者，所述第一无源元件为电感器并且所述第二无源元件为电容器。

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