CN110707400B - 一种多工器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多工器，包括载板组件和芯片，所述芯片设置于所述载板组件上，所述载板组件包括层叠设置的多层第一载板和第二载板，所述第二载板设置于所述第一载板的下方，且所述第一载板与所述第二载板之间设置有介质层，相邻所述第一载板之间设置有介质层；一层或多层所述第一载板具有十字形金属层，所述十字形金属层上设置有贯穿所述第一载板和介质层的通孔。本发明提供的多工器，该多工器通过在载板组件上的第一载板设置十字形金属层和通孔来形成隔离墙，以使每个芯片处于单独的隔离腔内，从而消除各芯片之间的不利耦合。

Description

一种多工器

技术领域

本发明涉及通讯技术领域，特别地涉及一种多工器。

背景技术

随着射频信号处理芯片的高速发展，携式终端设备越来越小型化，对于高性能、小型化的射频前端模块和器件的需求也日益提高。随着越来越严苛的频率资源，各频段间的干扰日益严重，因此为了提高通信的质量和抗干扰能力，射频前端的滤波器、多工器等频率选择性器件对于相邻频带的抑制水平要求和隔离度要求也越来越高。

近年来，FBAR滤波器及多工器由于其尺寸小，插损好，频率选择性高，易于集成等优点越来越受市场所青睐。以FBAR四工器为例，如图1所示，该四工器由四颗单独芯片集成，四颗单独芯片倒装通过金属球与多层载板相连，由于芯片的日益小型化，四工器中的四颗芯片之间的间隔进一步减小，从而导致不利耦合的产生，进而使得隔离度恶化。

常见的改善隔离度的方法是将多工器各频道的空间距离加大，但这样势必增加芯片的尺寸；另一种方法是相位相消，但这样不仅会增加设计的复杂性，而且还会增大多工器集成芯片的尺寸。因此设计一种在不增加尺寸的前提下，能够提升隔离度的FBAR四工器成为该领域亟待解决的问题之一。

发明内容

有鉴于此，本发明提供的多工器，该多工器通过在载板组件上的第一载板设置十字形金属层和通孔来形成隔离墙，以使每个芯片处于单独的隔离腔内，从而消除各芯片之间的不利耦合。

为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种多工器。

本发明提供的多工器，包括载板组件和芯片，所述芯片设置于所述载板组件上，所述载板组件包括层叠设置的多层第一载板和第二载板，所述第二载板设置于所述第一载板的下方，且所述第一载板与所述第二载板之间设置有介质层，相邻所述第一载板之间设置有介质层；一层或多层所述第一载板具有十字形金属层，所述十字形金属层上设置有贯穿所述第一载板和介质层的通孔。

可选地，所述载板组件为长方体板状结构，所述载板组件表面的十字形金属层将所述载板组件的表面分割成四个隔间，且所述芯片位于所述隔间内。

可选地，在所述第一载板上，沿所述十字形金属层的外围设置有金属带隙，所述金属带隙包括多个间隔设置的金属条。

可选地，所述通孔的数量至少为两个，且多个所述通孔间隔设置。

可选地，所述十字形金属层包括四个金属带，四个所述金属带形成十字形结构，每个所述金属带包括两个平行间隔设置的金属片。

可选地，所述十字形金属层的中部设置有贯穿所述第一载板和介质层的通孔。

可选地，所述金属片上间隔地设置有多个所述通孔，平行且相邻的两个所述金属片上的所述通孔平行设置。

可选地，所述第一载板以及第二载板由金属铜制成。

可选地，所述十字形金属层由金属铜制成。

可选地，所述载板组件包括层叠设置的三层所述第一载板和第二载。

根据本发明的技术方案，载板组件依次包括层叠设置的多层第一载板、第二载板和介质层，该多工器通过第一载板上的十字形金属层、以及贯通所述第一载板和介质层的通孔来形成隔离墙，以使每个芯片处于单独的隔离腔内，将各个芯片的电磁辐射限制在各自的隔离腔内，从而消除各芯片之间的电磁辐射的不利耦合。

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是现有技术中的多工器的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的多工器的第一结构示意图；

图3是根据本发明实施例的多工器的第二结构示意图；

图4是根据本发明实施例的多工器的第三结构示意图；

图5是根据本发明实施例的多工器的A-A’剖面图；

图6是本发明的多工器与现有技术多工器隔离度性能曲线对比图；

图7是本发明的多工器与现有技术多工器隔离度性能曲线对比图。

其中，1-载板组件；2-芯片；3-十字形金属层；4-通孔，5-金属条，6-第二载板，7-第一载板，8-介质层，9-金属片。

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。

参考图3和图5所示，本发明公开的一种多工器，载板组件1和芯片2，芯片2设置于载板组件1上(芯片2有两种设置方式，一种是芯片2倒扣设置，且芯片2通过金属球与载板组件1连接；另一种是芯片2正向设置，且芯片2通过打线与载板组件1连接)，载板组件1包括层叠设置的多层第一载板7和第二载板6，第二载板6设置于第一载板7的下方，且第一载板7与第二载板6之间设置有介质层8，相邻第一载板7之间设置有介质层8；第一载板7具有十字形金属层3，十字形金属层3上设置有贯穿第一载板7和介质层8的通孔4。

各个第一载板7上的十字形金属层3可以相同，也可以不同。至少在一个第一载板7上设置十字形金属层3，如果空间允许，可以在多个第一载板7上设置十字形金属层3。

该多工器通过第一载板7上的十字形金属层3以及贯通第一载板7以及介质层8通孔4来形成隔离墙，以使每个芯片2处于单独的隔离腔内，将各个芯片2的电磁辐射限制在各自的隔离腔内，从而消除各芯片2之间的电磁辐射的不利耦合，从而改善相互隔离度。

如图5所示，载板组件1包括层叠设置的三层第一载板7和第二载板6，三层第一载板7与介质层8依次层叠设置，位于第三层的第一载板7与第二载板6通过介质层8层叠在一起。

在本发明的实施方式中，载板组件1为长方体板状结构，其尺寸例如可以是2500μm×2000μm。载板组件1表面的十字形金属层3将载板组件1的表面分割成四个隔间，且芯片2位于隔间内。

十字形金属层3将载板组件1的表面分割成四个大小相同的隔间，每个隔间内设置有一个芯片2。因此四个芯片2产生的电磁辐射相互不影响，从而能够改善各个芯片2之间的相互隔离度。

四个芯片2分别为Band3 Tx(1710～1785MHZ)、

Band Rx(1805～1880MHZ)、Band1 Tx(1920～1980MHZ)、

Band1 Rx(2110～2170MHZ)。

在本发明的实施方式中，如图2所示，在第一载板7上，沿十字形金属层3的外围设置有金属带隙，金属带隙包括多个间隔设置的金属条5。

各金属条5可以等间距设置也可以不同间距设置。

当各层第一载板7上的十字形金属层3不相同，且中间层的第一载板7的十字形金属层3横向和纵向尺寸小于顶层的第一载板7的十字形金属层3时，芯片2的电磁辐射并不能完全被屏蔽，此时金属带隙可形成第二道屏蔽墙，将电磁辐射进一步屏蔽，从而改善四颗芯片2间的相互隔离度。

在本发明的实施方式中，通孔4的数量至少为两个，且多个通孔4间隔设置。多个通孔4可以是等间距设置，也可以为非等间距设置。

在本发明的实施方式中，如图4所示，十字形金属层3包括四个金属带，四个金属带形成十字形结构，每个金属带包括两个平行间隔设置的金属片9。进一步地，十字形金属层3变形为井字形金属层。

在本发明的实施方式中，十字形金属层3的中部设置有贯穿第一载板7和介质层8的通孔4。

在本发明的实施方式中，金属片9上间隔地设置有多个通孔4，平行且相邻的两个金属片9上的通孔4平行设置，在井字形的金属层上形成两道屏蔽墙，从而进一步改善四颗芯片2间的相互隔离度。

在本发明的实施方式中，第一载板7以及第二载板6由金属铜制成，十字形金属层3由金属铜制成。铜具有良好的导电性，因此采用金属铜作为第一载板7以及第二载板6的原料形成的屏蔽腔具有良好的屏蔽效应。

试验效果

对图1、图2、图3以及图4所示的四种多工器进行隔离度性能测试，如图6和图7所示。

图6为隔离度性能曲线对比图，其中黑色虚线为现有技术图1的多工器的隔离度曲线，灰色实线为图2所示的多工器的隔离度曲线，黑色实线为图3所示的多工器的隔离度曲线。

图6A为Band3Rx(1805～1880MHz)与Band1Tx(1920～1980MHz)的相互隔离度；其中在Band3Rx(1805～1880MHz)频段的隔离度，与图1的多工器相比，图2的多工器改善约8dB，图3的多工器改善约6dB。

图6B为Band3Tx(1710～1785MHz)与Band3Rx(1805～1880MHz)的相互隔离度；其中在Band3Tx(1710～1785MHz)频段的隔离度，与图1的多工器相比，在Band3Rx(1805～1880MHz)频段的隔离度，图2的多工器与图3的多工器均提升约4dB。

图6C为Band1Tx(1920～1980MHz)与Band1Rx(2110～2170MHz)的相互隔离度；其中在Band1Tx(1920～1980MHz)频段的隔离度，与图1的多工器相比，图2的多工器提升约3dB，图3的多工器均提升约1dB。

图6D为Band3Tx(1710～1785MHz)与Band1Rx(2110～2170MHz)的相互隔离度；其中在Band3Tx(1710～1785MHz)频段的隔离度，与图1的多工器相比，图2的多工器提升约2dB，图3的多工器均提升约1dB；在Band1Rx(2110～2170MHz)频段的隔离度，图2的多工器提升约2dB，图3的多工器均提升约1dB。

图7为图1和图4的多工器的隔离度曲线对比图。

图7A为Band3Rx(1805～1880MHz)与Band1Tx(1920～1980MHz)的相互隔离度；其中在Band3Rx(1805～1880MHz)频段的隔离度，与图1的多工器相比，图4的多工器改善约11dB；在Band1Tx(1920～1980MHz)频段的隔离度，图4的多工器无改善。

图7B为Band3Tx(1710～1785MHz)与Band3Rx(1805～1880MHz)的相互隔离度；其中在Band3Tx(1710～1785MHz)频段的隔离度，与图1的多工器相比，图4的多工器无改善；在Band3Rx(1805～1880MHz)频段的隔离度，图4的多工器改善约3dB。

图7C为Band1Tx(1920～1980MHz)与Band1Rx(2110～2170MHz)的相互隔离度；其中在Band1Tx(1920～1980MHz)频段的隔离度，与图1的多工器相比，图4的多工器改善约9dB；在Band1Rx(2110～2170MHz)频段的隔离度，图4的多工器改善约5dB。

图7D为Band3Tx(1710～1785MHz)与Band1Rx(2110～2170MHz)的相互隔离度；其中在Band3Tx(1710～1785MHz)频段的隔离度，与图1的多工器相比，图4的多工器改善约5dB；在Band1Rx(2110～2170MHz)频段的隔离度，图4的多工器改善约3dB。

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 (9)

1.一种多工器，其特征在于，包括载板组件和芯片，所述芯片设置于所述载板组件上，所述载板组件包括层叠设置的多层第一载板和第二载板，所述第二载板设置于所述第一载板的下方，且所述第一载板与所述第二载板之间设置有介质层，相邻所述第一载板之间设置有介质层；一层或多层所述第一载板具有十字形金属层，所述十字形金属层上设置有贯穿所述第一载板和介质层的通孔；

所述载板组件为长方体板状结构，所述载板组件表面的十字形金属层将所述载板组件的表面分割成四个隔间，且所述芯片位于所述隔间内。

2.根据权利要求1所述多工器，其特征在于，在所述第一载板上，沿所述十字形金属层的外围设置有金属带隙，所述金属带隙包括多个间隔设置的金属条。

3.根据权利要求1或2所述多工器，其特征在于，所述通孔的数量至少为两个，且多个所述通孔间隔设置。

4.根据权利要求1所述多工器，其特征在于，所述十字形金属层包括四个金属带，四个所述金属带形成十字形结构，每个所述金属带包括两个平行间隔设置的金属片。

5.根据权利要求4所述多工器，其特征在于，所述十字形金属层的中部设置有贯穿所述第一载板和介质层的通孔。

6.根据权利要求5所述多工器，其特征在于，所述金属片上间隔地设置有多个所述通孔，平行且相邻的两个所述金属片上的所述通孔平行设置。

7.根据权利要求1所述多工器，其特征在于，所述第一载板以及第二载板由金属铜制成。

8.根据权利要求1所述多工器，其特征在于，所述十字形金属层由金属铜制成。

9.根据权利要求1所述多工器，其特征在于，所述载板组件包括层叠设置的三层所述第一载板和第二载板。

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