CN112994643A - 一种高隔离度及防进胶saw双工器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高隔离度及防进胶SAW双工器，具有发送滤波器和接收滤波器，通过调整接收滤波器的并联谐振臂的位置，以及优化接收滤波器中DMS滤波器的接地金属布线与其他接地金属布线和信号金属布线的距离来提高双工器的隔离度，进一步通过设置接地金属布线形成在外侧包围住串联谐振臂和并联谐振臂，以将谐振臂与封装边缘间的空白位置进行填充，在不增加成本的基础上较为巧妙的避免了封装双工器封装时进胶而影响滤波器件的性能。

Description

一种高隔离度及防进胶SAW双工器
技术领域
本发明属于天线技术领域，具体涉及一种高隔离度及防进胶SAW双工器。
背景技术
现有双工器，通常难以满足目前市场上对双工器高隔离度的需求，尤其是针对隔离度需求在小于-60dB的技术层面，利用补偿电路构建一个等幅反相的支路的方式不利于双工器的进一步小型化的进程，从而影响了手机收发模组的集成度。此外，根据现有双工器的滤波性能以及功率角度出发，发送滤波器的布局往往会靠近封装的边缘，进胶导致的谐振臂性能损坏也是需要从声表双工器的设计角度来解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，提供一种具有高隔离度特性及防进胶影响的SAW双工器。
本发明的目的是这样实现的，提供一种高隔离度SAW双工器，包括基板以及设置在所述基板上的双工器芯片，双工器芯片包括压电衬底以及构建于所述压电衬底表面的发送滤波器和接收滤波器，发送滤波器连接在天线端子与发送端子之间，接收滤波器连接在天线端子与接收端子之间，所述接收滤波器包括顺次串联在天线端子与接收端子之间的串联谐振臂S5、串联谐振臂S6和串联谐振臂S7，串联谐振臂S5与S6之间连接有DMS滤波器；串联谐振臂S6的一端连接串联谐振臂S7和并联谐振臂P4，DMS滤波器的接地端分别连接第一地电位和第二地电位，并联谐振臂P4另一端连接第一地电位或第二地电位；
发送滤波器包括顺次串联在发送端子与天线端子之间的串联谐振臂S1、串联谐振臂S2、串联谐振臂S3和串联谐振臂S4，并联谐振臂P1的一端连接在串联谐振臂S1和串联谐振臂S2之间，并联谐振臂P2的一端连接在串联谐振臂S2和串联谐振臂S3之间，并联谐振臂P3的一端连接在串联谐振臂S3和串联谐振臂S4之间，并联谐振臂P1、并联谐振臂P2和并联谐振臂P3的另一端共同连接在第三地电位。
作为优选的方式，所述DMS滤波器的一个接地端通过第一接地金属布线连接第一地电位，DMS滤波器的另一个接地端通过第二接地金属布线连接第二地电位，第二地电位在基板金属层连接电感L1，电感L1值为0.2nH，第一地电位在基板金属层无电感连接，并联谐振臂P4通过第三接地金属布线连接第一地电位。
作为优选的方式，并联谐振臂P1、并联谐振臂P2和并联谐振臂P3通过接地金属布线共同连接第三地电位，第三地电位在基板金属层连接电感L2，电感L2值为0.1nH。
作为优选的方式，所述接收滤波器中的DMS滤波器的接地金属布线与发送滤波器中的并联谐振臂的接地金属布线的距离大于100um、且与接收滤波器中的信号金属布线的距离在30-50um范围内。
作为优选的方式，串联谐振臂S1、串联谐振臂S2、串联谐振臂S4均包括三个SAW谐振器，串联谐振臂S3、并联谐振臂P1、并联谐振臂P2和并联谐振臂P3均包括两个SAW谐振器。
作为优选的方式，串联谐振臂S5和并联谐振臂P4均包括两个SAW谐振器。
作为优选的方式，串联谐振臂S5和串联谐振臂S6的谐振频率fs处于接收滤波器的通带范围内，串联谐振臂S7的反谐振频率fa处于发射滤波器的通带范围内。
本发明还提供一种高隔离度防进胶SAW双工器，包括以上所述的双工器，在所述双工器中，用于连接地电位的接地金属布线具有延长段，形成在外侧包围住串联谐振臂和并联谐振臂，以将谐振臂与封装边缘间的空白位置进行填充。
本发明的技术效果至少体现在：所提供的高隔离度SAW双工器，通过调整接收滤波器的并联谐振臂的位置，以及优化接收滤波器中DMS滤波器的接地金属布线与其他接地金属布线和信号金属布线的距离来提高双工器的隔离度，进一步通过设置接地金属布线形成在外侧包围住串联谐振臂和并联谐振臂，以将谐振臂与封装边缘间的空白位置进行填充，在不增加成本的基础上较为巧妙的避免了封装双工器封装时进胶而影响滤波器件的性能。本发明的声表双工器实现了小于-60dB的高隔离度性能，其有利于应对市场对与声表双工器在隔离度以及小型化方面提出的更高要求。
附图说明
图1为本发明实施例的双工器的电路图；
图2为比较例1的双工器的电路图；
图3为本发明实施例的基板各金属层的构造示意性俯视图；
图4为本发明实施例的发送滤波器和接收滤波器在压电衬底表面上的布置图；
图5为比较例1的发送滤波器和接收滤波器在压电衬底表面上的布置图；
图6为比较例2的发送滤波器和接收滤波器在压电衬底表面上的布置图；
图7为本发明实施例和比较例1、比较例2的发送滤波器的传输曲线；
图8为本发明实施例和比较例1、比较例2的接收滤波器的传输曲线；
图9为本发明实施例和比较例1、比较例2的隔离度曲线；
图10为本发明防进胶实施例的发送滤波器和接收滤波器在压电衬底表面上的布置图。
附图标记：
1-天线端子，2-发送端子，3-接收端子，4-第一地电位，5-第二地电位，6-第三地电位，7-第四地电位，8-第一接地金属布线，9-第二接地金属布线，10-第三接地金属布线,11-第四接地金属布线，12-第五接地金属布线，13-第一信号金属布线，14-第二信号金属布线。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参阅图1和图4所示，本实施例提供的一种高隔离度SAW双工器，包括基板以及设置在所述基板上的双工器芯片，双工器芯片包括压电衬底以及构建于所述压电衬底表面的发送滤波器（Tx Filter）和接收滤波器（Rx Filter），发送滤波器连接在天线端子1与发送端子2之间，接收滤波器连接在天线端子1与接收端子3之间，可以理解的是，图4中，Ant为双工器芯片与基板天线端子的连接点，Rx为接收滤波器与基板的接收端子的连接点，Tx为发送滤波器与基板的发送端子的连接点；进一步的，所述接收滤波器包括顺次串联在天线端子1与接收端子3之间的串联谐振臂S5、串联谐振臂S6和串联谐振臂S7，串联谐振臂S5与串联谐振臂S6之间连接有DMS滤波器（纵向耦合谐振器型弹性表面波滤波器）；串联谐振臂S6的一端连接串联谐振臂S7和并联谐振臂P4，DMS滤波器的接地端分别连接第一地电位4和第二地电位5，并联谐振臂P4另一端连接第一地电位4；综合考虑发射功率与布板面积两方面的设计，作为一种具体的优化配置，串联谐振臂S5包括两个串联的SAW型谐振器S5a和谐振器S5b，谐振器S5a一端连接天线端子1，另一端连接谐振器S5b，谐振器S5b的另一端连接DMS滤波器的输入端，DMS滤波器的输出端连接串联谐振臂S6，串联谐振臂S6的另一端连接串联谐振臂S7，串联谐振臂S7连接接收端子3，在本实施例中串联谐振臂S6和串联谐振臂S7均配置为包括一个SAW谐振器，一端连接在串联谐振臂S6和串联谐振臂S7之间的并联谐振臂P4包括两个SAW型谐振器P4a和谐振器P4b，谐振器P4b连接第二地电位5；
发送滤波器包括顺次串联在发送端子2与天线端子1之间的串联谐振臂S1、串联谐振臂S2、串联谐振臂S3和串联谐振臂S4，并联谐振臂P1的一端连接在串联谐振臂S1和串联谐振臂S2之间，并联谐振臂P2的一端连接在串联谐振臂S2和串联谐振臂S3之间，并联谐振臂P3的一端连接在串联谐振臂S3和串联谐振臂S4之间，并联谐振臂P1、并联谐振臂P2和并联谐振臂P3的另一端共同连接在第三地电位；综合考虑发射功率与布板面积两方面的设计，作为一种具体的优化配置，串联谐振臂S1包括三个SAW型谐振器S1a、谐振器S1b和谐振器S1c，串联谐振臂S2包括三个SAW型谐振器S2a、谐振器S2b和谐振器S2c，串联谐振臂S4包括三个SAW型谐振器S4a、谐振器S4b和谐振器S4c，串联谐振臂S3包括两个SAW型谐振器S3a和谐振器S3b；并联谐振臂P1包括两个SAW型谐振器P1a和谐振器P1b，并联谐振臂P2包括两个SAW型谐振器P2a和谐振器P2b，并联谐振臂P3包括两个SAW型谐振器P3a和谐振器P3b，谐振器P1b、谐振器P2b和谐振器P3b一端共同连接在第三地电位6；
进一步的，作为一种具体的优化配置方式，所述DMS滤波器为9阶不平衡型DMS滤波器，为优化布置结构和提升性能，可将DMS滤波器中所有谐振器的接地端一起共同连接第一地电位4和第二地电位5。
作为一种优选的实施方式，所述DMS滤波器的一个接地端通过第一接地金属布线8连接第一地电位4，DMS滤波器的另一个接地端通过第二接地金属布线9连接第二地电位5，第二地电位5在基板金属层连接电感L1，电感L1值为0.2nH，第一地电位4在基板金属层无电感连接，并联谐振臂P4通过第三接地金属布线10连接第一地电位4。通过以上方案设置，可提升双工器的隔离度。
作为进一步的优选，并联谐振臂P1、并联谐振臂P2和并联谐振臂P3通过接地金属布线共同连接第三地电位6，第三地电位在基板金属层连接电感L2，电感L2值为0.1nH。参阅图4中所示，作为一种具体的，并联谐振臂P1和并联谐振臂P2通过第四接地金属布线11连接在第三地电位6，并联谐振臂P3通过第五接地金属布线12连接在第三地电位6。
参阅图2为提供的比较例1的双工器的电路图；图5为比较例1的发送滤波器和接收滤波器在压电衬底表面上的布置图；比较例1与以上实施例的主要区别在于，比较例1在实施例的基础上，改变了并联谐振臂P4的布置位置，将并联谐振臂P4通过接地金属布线连接在第二地电位。
作为一种优选的实施方式，接收滤波器中的DMS滤波器的接地金属布线与发送滤波器中的并联谐振臂的接地金属布线的距离应尽可能远，为确保隔离度，DMS滤波器的接地金属布线与发送滤波器中的并联谐振臂的接地金属布线的距离大于100um、且与接收滤波器中的信号金属布线的距离在30-50um范围内。由此，可进一步提升双工器的隔离度。更为具体的，以图4中示出的具体结构为例，DMS滤波器的接地金属布线（包括第一接地金属布线8和第二接地金属布线9）与发送滤波器中的并联谐振臂P3的接地金属布线（第五接地金属布线12）的距离大于100um，并且DMS滤波器的接地金属布线与接收滤波器中的信号金属布线（包括第一信号金属布线13和第二信号金属布线14）的距离在30-50um范围内。可以理解的是，第一信号金属布线13是作为DMS滤波器与串联谐振臂S6之间的信号连接线，第二信号金属布线14是作为串联谐振臂S6连接串联谐振臂S7和并联谐振臂P4的信号连接线。
参阅图6所示为提供的比较例2的发送滤波器和接收滤波器在压电衬底表面上的布置图，比较例2与以上实施例的区别在于：比较例2中的DMS滤波器的接地金属布线与发送滤波器中的并联谐振臂的接地金属布线的距离、以及与接收滤波器中的信号金属布线的距离设置与以上实施例不同，尤其是比较例2中DMS滤波器连接第二地电位的接地金属布线与发送滤波器中的并联谐振臂的接地金属布线的距离明显小于以上实施例中的相应距离。
为验证所提供的实施例的技术效果，将实施例的双工器与比较例1和比较例2的双工器进行了对比测试，图7为本发明实施例和比较例1、比较例2的发送滤波器的传输曲线，图7中，比较例1与比较例2的传输曲线形成了重合；图8为本发明实施例和比较例1、比较例2的接收滤波器的传输曲线；图9为本发明实施例和比较例1、比较例2的隔离度曲线。从图中可以看出，实施例通过调整接收滤波器的并联谐振臂的位置，以及优化接收滤波器中DMS滤波器的接地金属布线与其他接地金属布线和信号金属布线的距离，使得整体声表双工器的隔离度性能有明显提升，优于比较例。
作为一种优选的实施方式，串联谐振臂S5和串联谐振臂S6的谐振频率fs处于接收滤波器的通带范围内，串联谐振臂S7的反谐振频率fa处于发射滤波器的通带范围内。由此，可进一步提升双工器的隔离度。
本发明还提供一种高隔离度防进胶SAW双工器，包括以上所述的双工器，在所述双工器中，用于连接地电位的接地金属布线具有延长段，形成在外侧包围住串联谐振臂和并联谐振臂，以将谐振臂与封装边缘间的空白位置进行填充。参阅图10所示，作为一种具体的实施方式，将连接在第四地电位7以及连接在第三地电位6的接地金属布线进行了延长（图10中虚线框标示出了延长部分），具体的，将连接在第四地电位7的接地金属布线延长，包围住串联谐振臂S3，将连接第三地电位的接地金属布线延长，包围住并联谐振臂P2，从而防止胶水侵蚀串联谐振臂S3与并联谐振臂P2。进一步的，还可结合其它段的接地金属布线设置，形成在外侧包围住串联谐振臂和并联谐振臂，将谐振臂与封装边缘间的空白位置进行填充，可有效避免了双工器封装时封胶接触谐振器，导致谐振器性能恶化的情况。值得注意的是，根据现有双工器的滤波性能以及功率角度出发，发送滤波器的布局往往会靠近封装的边缘，为实现防止封装过程中进胶侵蚀SAW器件，通常的做法是，根据SAW器件的布局位置，其边缘叉指与封装外框的距离要大于30um，这一方式限制了SAW期间的整体布局，以及设计灵活性，且其防进胶的实用性并不能保证。本实施例中，通过从声表双工器的设计角度较好的解决了该问题，在不增加制作成本的情况下取得了较好的应用效果。
图3示出了本发明实施例的基板各金属层的构造示意性俯视图，第二地电位5在基板金属层连接电感L1，第三地电位6在基板金属层连接电感L2，第四地电位7在基板金属层连接电感L3。
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。

Claims (8)

1.一种高隔离度SAW双工器，包括基板以及设置在所述基板上的双工器芯片，双工器芯片包括压电衬底以及构建于所述压电衬底表面的发送滤波器和接收滤波器，发送滤波器连接在天线端子与发送端子之间，接收滤波器连接在天线端子与接收端子之间，其特征在于：所述接收滤波器包括顺次串联在天线端子与接收端子之间的串联谐振臂S5、串联谐振臂S6和串联谐振臂S7，串联谐振臂S5与串联谐振臂S6之间连接有DMS滤波器；串联谐振臂S6的一端连接串联谐振臂S7和并联谐振臂P4，DMS滤波器的接地端分别连接第一地电位和第二地电位，并联谐振臂P4另一端连接第一地电位或第二地电位；
发送滤波器包括顺次串联在发送端子与天线端子之间的串联谐振臂S1、串联谐振臂S2、串联谐振臂S3和串联谐振臂S4，并联谐振臂P1的一端连接在串联谐振臂S1和串联谐振臂S2之间，并联谐振臂P2的一端连接在串联谐振臂S2和串联谐振臂S3之间，并联谐振臂P3的一端连接在串联谐振臂S3和串联谐振臂S4之间，并联谐振臂P1、并联谐振臂P2和并联谐振臂P3的另一端共同连接在第三地电位。
2.根据权利要求1所述的高隔离度SAW双工器，其特征在于：所述DMS滤波器的一个接地端通过第一接地金属布线连接第一地电位，DMS滤波器的另一个接地端通过第二接地金属布线连接第二地电位，第二地电位在基板金属层连接电感L1，电感L1值为0.2nH，第一地电位在基板金属层无电感连接，并联谐振臂P4通过第三接地金属布线连接第一地电位。
3.根据权利要求1所述的高隔离度SAW双工器，其特征在于：并联谐振臂P1、并联谐振臂P2和并联谐振臂P3通过接地金属布线共同连接第三地电位，第三地电位在基板金属层连接电感L2，电感L2值为0.1nH。
4.根据权利要求2所述的高隔离度SAW双工器，其特征在于：所述接收滤波器中的DMS滤波器的接地金属布线与发送滤波器中的并联谐振臂的接地金属布线的距离大于100um、且与接收滤波器中的信号金属布线的距离在30-50um范围内。
5.根据权利要求1所述的高隔离度SAW双工器，其特征在于：串联谐振臂S1、串联谐振臂S2、串联谐振臂S4均包括三个SAW谐振器，串联谐振臂S3、并联谐振臂P1、并联谐振臂P2和并联谐振臂P3均包括两个SAW谐振器。
6.根据权利要求1或5所述的高隔离度SAW双工器，其特征在于：串联谐振臂S5和并联谐振臂P4均包括两个SAW谐振器。
7.根据权利要求6所述的高隔离度SAW双工器，其特征在于：串联谐振臂S5和串联谐振臂S6的谐振频率fs处于接收滤波器的通带范围内，串联谐振臂S7的反谐振频率fa处于发射滤波器的通带范围内。
8.一种高隔离度防进胶SAW双工器，其特征在于：包括权利要求1所述的高隔离度SAW双工器，在所述高隔离度SAW双工器中，用于连接地电位的接地金属布线具有延长段，形成在外侧包围住串联谐振臂和并联谐振臂。
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