CN114257210A - 弹性波装置 - Google Patents

Abstract

一种弹性波装置，包含基板、设置在所述基板的第一主面并以频分双工中第一频带的发送带域作为通过带域的第一发送滤波器、设置在所述基板的第一主面并以频分双工中第一频带的接收带域作为通过带域的第一接收滤波器、设置在所述基板的第一主面并以频分双工中第二频带的发送带域作为通过带域的第二发送滤波器、设置在所述基板的第一主面并以频分双工中第二频带的接收带域作为通过带域的第二接收滤波器，及设置在所述基板的第二主面的第一天线端子，所述第一发送滤波器设置在比所述第二发送滤波器更接近所述第一天线端子的位置，并且，所述第一接收滤波器设置在比所述第二接收滤波器更接近所述第一天线端子的位置。借此确保频带间的隔离以减少损失。

Description

弹性波装置

技术领域

本发明涉及一种弹性波装置，例如关于由多个弹性波滤波器构成的双重双工器。

背景技术

作为移动通信末端的智能手机等装置中，需要在多个对应的频带中通信。因此，会使用包含多个弹性波滤波器、多个双工器，或四工器等的弹性波装置。

并且，在弹性波装置中，必须考虑到发送滤波器与接收滤波器间的干涉，并要求较低的损失。如专利文献1(特开2019-54354)所记载，考虑到多个滤波器间的干涉，而设计将四个滤波器设置在适当的位置。

发明内容

本发明欲解决的主要问题说明如下。

在基板上设有四个弹性波滤波器而形成具有双重双工器功能的弹性波装置的情况中，发送滤波器与接收滤波器间会因为干涉而造成损失。再者，频带间无法完全地隔离也会造成损失。

本发明有鉴于上述问题，目的在于提供一种能抑制发送滤波器与接收滤波器间的干涉、确保频带间的隔离，以减少损失的弹性波装置。

本发明弹性波装置，包含基板、设置在所述基板的第一主面并以频分双工中第一频带的发送带域作为通过带域的第一发送滤波器、设置在所述基板的第一主面并以频分双工中第一频带的接收带域作为通过带域的第一接收滤波器、设置在所述基板的第一主面并以频分双工中第二频带的发送带域作为通过带域的第二发送滤波器、设置在所述基板的第一主面并以频分双工中第二频带的接收带域作为通过带域的第二接收滤波器，及设置在所述基板的第二主面的第一天线端子，所述第一发送滤波器设置在比所述第二发送滤波器更接近所述第一天线端子的位置，并且，所述第一接收滤波器设置在比所述第二接收滤波器更接近所述第一天线端子的位置。

本发明的一种形态，所述基板的第二主面还设有第二天线端子。

本发明的一种形态，所述弹性波装置还包含电性连接所述第一天线端子、所述第一发送滤波器，及所述第一接收滤波器的第一配线，与电性连接所述第二天线端子、所述第二发送滤波器及所述第二接收滤波器的第二配线，所述第一配线与所述第二配线没有立体地交叉。

本发明的一种形态，所述弹性波装置在所述基板的第二主面上还设置有所述第一发送滤波器的输入端子、所述第一接收滤波器的输出端子、所述第二发送滤波器的输入端子、所述第二接收滤波器的输出端子，及接地端子。

本发明的一种形态，所述弹性波装置还包含设置在所述基板的第二主面上且位于所述第一天线端子与所述第二天线端子间的金属图案。

本发明的一种形态，所述第一发送滤波器配置成邻接所述第二发送滤波器，所述第一接收滤波器配置成邻接所述第二接收滤波器。

本发明的一种形态，所述第一发送滤波器、所述第二发送滤波器、所述第一接收滤波器，及所述第二接收滤波器中的至少一个为弹性表面波滤波器。

本发明的一种形态，所述弹性表面波滤波器具有压电基板，所述压电基板接合于由高阻抗硅、砷化镓、蓝宝石、尖晶石、多结晶氧化铝或玻璃制成的支持基板。

本发明的一种形态，所述第一发送滤波器、所述第二发送滤波器、所述第一接收滤波器，及所述第二接收滤波器中的至少一个为使用压电薄膜共振器的滤波器。

本发明的一种形态，所述压电薄膜共振器具有芯片基板、设置在所述芯片基板的压电膜、下部电极，及上部电极，所述下部电极与上部电极将所述压电膜夹置其中，所述下部电极与所述芯片基板间形成空隙。

根据本发明，能提供一种能抑制发送滤波器与接收滤波器间的干涉、确保频带间的隔离，以减少损失的弹性波装置。

附图说明

本发明的其他的特征及功效，将于参照图式的实施方式中清楚地呈现，其中：

图1是本实施例中弹性波装置的俯视图。

图2是本实施例中弹性波装置的剖面图。

图3是基板的第一主面与第一金属层的示意图。

图4是从所述基板的第一主面往第二金属层透视的第二金属层的示意图。

图5是从所述基板的第一主面往第三金属层透视的第三金属层的示意图。

图6是从所述基板的第一主面往第四金属层透视的第四金属层的示意图。

图7是从所述基板的第一主面往第五金属层透视的第五金属层的示意图。

图8是从所述基板的第一主面往第六金属层透视的第六金属层的示意图。

图9是使用一部分或全部的滤波器的SAW滤波器的结构示意图。

图10是弹性波组件为弹性表面波滤波器的示例俯视图。

图11是弹性波组件为压电薄膜共振器的示例剖面图。

图12是本发明实施态样的功效说明图。

具体实施方式

以下，将参阅图式来说明本发明具体的实施型态。

(实施例)

图1是本实施例中弹性波装置1的俯视图。

如图1所示，本实施例中所述弹性波装置1包含基板2，及安装于所述基板2上的第一发送滤波器3、第一接收滤波器5、邻接于所述第一发送滤波器3的第二发送滤波器7、邻接于所述第一接收滤波器5的第二接收滤波器9、第一天线端子11，及第二天线端子13。第二发送滤波器7、第二接收滤波器9、天线端子11，及第二天线端子13。在一可替换的实施态样中，所述第一发送滤波器3、所述第二发送滤波器7、所述第一接收滤波器5，及所述第二接收滤波器9中的至少一个为弹性表面波滤波器。在一可替换的实施态样中，所述第一发送滤波器3、所述第二发送滤波器7、所述第一接收滤波器5，及所述第二接收滤波器9中的至少一个为使用压电薄膜共振器的滤波器。

所述基板2包括相对的第一主面与第二主面。所述基板2例如可以使用由树脂制成的多层基板，或由多个介电层组成的低温共烧陶瓷(Low Temperature Co-firedCeramics：LTCC)多层基板。

所述基板2的第一主面设有所述第一发送滤波器3、第一接收滤波器5、第二发送滤波器7，及第二接收滤波器9。

所述第一发送滤波器3、第一接收滤波器5、第二发送滤波器7，及第二接收滤波器9的通过带域不同且不相重叠。所述第一发送滤波器3与所述第一接收滤波器5分别使频分双工中的第一频带中的发送带域与接收带域的信号通过。第二发送滤波器7以频分双工中第二频带的发送带域作为通过带域，第二接收滤波器9以频分双工中第二频带的接收带域作为通过带域。

所述第一频带例如为长期演进技术(LTE，Long Term Evolution)频带，或陆面无线接入(E-UTRA，Evolved Universal Terrestrial Radio Access)操作频带(OperatingBand)。所述第一频带例如为LTE频带3。

所述第二发送滤波器7与所述第二接收滤波器9分别使第二频带中的发送带域与接收带域信号通过。

所述第二频带例如为LTE频带1。

参考图8，所述第一发送滤波器3，将输入所述第一发送滤波器的输入端子19的高频信号中第一频带的发送带域的信号，输出至所述第一天线端子11，并抑制其他信号。

所述第二发送滤波器7，将输入所述第二发送滤波器7的输入端子23的高频信号中第二频带的发送带域的信号，输出至所述第二天线端子13，并抑制其他信号。

所述基板2的第二主面设有第一天线端子11及第二天线端子13。

所述第一接收滤波器5，将输入所述第一天线端子11的高频信号中第一频带的接收带域的信号，输出至所述第一接收滤波器5的输出端子21，并抑制其他信号。

第二接收滤波器9，将输入所述第二天线端子13的高频信号中第二频带的接收带域的信号，输出至所述第二接收滤波器9的输出端子25，并抑制其他信号。

如图1所示，所述第一发送滤波器3设置在比所述第二发送滤波器7更靠近所述第一天线端子11的位置。并且，所述第一接收滤波器5设置在比所述第二接收滤波器9更靠近所述第一天线端子11的位置。

虽然第一频带与第二频带的天线端子可以共享，但在本实施例中所述第一频带用的天线端子为第一天线端子11，并且，所述第二频带用的天线端子为第二天线端子13。

图2是本实施例中弹性波装置1的剖面图。

如图2所示，所述第二发送滤波器7与所述第二接收滤波器9是借由凸块31安装在所述基板2上。

所述基板2为多层配线基板，并包括第一金属层51、第二金属层52、第三金属层53、第四金属层54、第五金属层55，及第六金属层56。

所述金属层51～56与绝缘层60(多个绝缘层60a～60e)交互层叠。所述金属层51～56通过形成在各个绝缘层60a～60e的通孔33部分地电性连接。

所述第一发送滤波器3、第一接收滤波器5、第二发送滤波器7，及第二接收滤波器9通过覆晶键合技术，隔着凸块31对向安装于所述基板2而形成空隙。

所述凸块31例如可使用金来形成。所述凸块31的高度例如介于20μm～50μm。

密封部35以覆盖所述第一发送滤波器3、第一接收滤波器5、第二发送滤波器7，及第二接收滤波器9的方式形成。所述密封部35例如可以由合成树脂之类的绝缘体形成，也可以使用金属。所述合成树脂例如为环氧树脂、聚酰亚胺等，但也不限于此。较佳地，使用环氧树脂，再通过低温硬化制程形成所述密封部35。

图3为所述基板2的第一主面的示意图，并且示意所述第一金属层51。所述第一金属层51供所述第一发送滤波器3、第一接收滤波器5、第二发送滤波器7，及第二接收滤波器9安装。

如图3所示，所述第一金属层51形成在所述绝缘层60a上。所述绝缘层60a中设有多个通孔33，而能使所述第一金属层51被电性连接。

如图3所示，所述第一金属层51具有电性连接所述第一天线端子11的金属图案1151、电性连接所述第二天线端子13的金属图案1351、电性连接所述第一发送滤波器3的输入端子19的金属图案1951、电性连接所述第一接收滤波器5的输出端子21的金属图案2151、电性连接所述第二发送滤波器7的输入端子23的金属图案2351、电性连接所述第二接收滤波器9的输出端子25的金属图案2551，及电性连接所述第一发送滤波器3、第一接收滤波器5、第二发送滤波器7，及第二接收滤波器9的接地电位的金属图案GND51。

如图3所示，电性连接于所述第一天线端子11的所述金属图案1151具有电性连接所述第一发送滤波器3的输出部分的金属图案1151Out，与电性连接所述第一接收滤波器5的输入部分的金属图案1151In。

如本实施例所示，借由隔开所述第一金属层51的金属图案1151的输出部分的金属图案1151Out，和输入部分的金属图案1151In，而能抑制发送与接收间的干涉。

如图3所示，电性连接于所述第二天线端子13的所述金属图案1351，具有电性连接所述第二发送滤波器7的输出部分的金属图案1351Out，与电性连接所述第二接收滤波器9的输入部分的金属图案1351In。

如本实施例所示，借由隔开所述第一金属层51的金属图案1351的输出部分的金属图案1351Out，和输入部分的金属图案1351In，而能抑制发送与接收间的干涉。

图4是从所述基板2的第一主面往所述第二金属层52透视的第二金属层52的示意图。所述第二金属层52通过多个形成于所述绝缘层60a的通孔33，部分地电性连接于所述第一金属层51。

如图4所示，所述第二金属层52形成在所述绝缘层60b上。

如图4所示，所述第二金属层52具有电性连接于所述第一天线端子11的金属图案1152、电性连接于所述第二天线端子13的金属图案1352、电性连接于所述第一发送滤波器3的输入端子19的金属图案1952、电性连接于所述第一接收滤波器5的输出端子21的金属图案2152、电连接于所述第二发送滤波器7的输入端子23的金属图案2352、电连接于所述第二接收滤波器9的输出端子25的金属图案2552，及电连接于所述第一发送滤波器3、第一接收滤波器5、第二发送滤波器7，及第二接收滤波器9的接地电位的金属图案GND52。

图5是从所述基板2的第一主面往所述第三金属层53透视的第三金属层53的示意图。所述第三金属层53通过多个形成于所述绝缘层60b的通孔33，部分地电性连接于所述第二金属层52。

如图5所示，所述第三金属层53形成于所述绝缘层60c上。

如图5所示，所述第三金属层53具有电性连接于所述第一天线端子11的金属图案1153、电性连接于所述第二天线端子13的金属图案1353、电性连接于所述第一发送滤波器3的输入端子19的金属图案1953、电性连接于所述第一接收滤波器5的输出端子21的金属图案2153、电性连接于所述第二发送滤波器7的输入端子23的金属图案2353、电性离接于所述第二接收滤波器9的输出端子25的金属图案2553，及电性连接于所述第一发送滤波器3、第一接收滤波器5、第二发送滤波器7，及第二接收滤波器9的接地电位的金属图案GND53。

图6是从所述基板2的第一主面往所述第四金属层54透视的第四金属层54的示意图。所述第四金属层54通过多个形成于所述绝缘层60c的通孔33，部分地电性连接于所述第三金属层53。

如图6所示，所述第四金属层54形成在所述绝缘层60d上。

如图6所示，所述第四金属层54具有电性连接于所述第一天线端子11的金属图案1154、电性连接于所述第二天线端子13的金属图案1354、电性连接于所述第一发送滤波器3的输入端子19的金属图案1954、电性连接于所述第一接收滤波器5的输出端子21的金属图案2154、电性连接于所述第二发送滤波器7的输入端子23的金属图案2354、电性连接于所述第二接收滤波器9的输出端子25的金属图案2554，及电性连接于所述第一发送滤波器3、第一接收滤波器5、第二发送滤波器7，及第二接收滤波器9的接地电位的金属图案GND54。

图7是从所述基板2的第一主面往所述第五金属层55透视的第五金属层55的示意图。所述第五金属层55通过多个形成于所述绝缘层60d的通孔33，部分地电性连接于所述第四金属层54。

如图7所示，所述第五金属层55形成在所述绝缘层60e上。

如图7所示，所述第五金属层55具有电性连接于所述第一天线端子11的金属图案1155、电性连接于所述第二天线端子13的金属图案1355、电性连接于所述第一发送滤波器3的输入端子19的金属图案1955、电性连接于所述第一接收滤波器5的输出端子21的金属图案2155、电性连接于所述第二发送滤波器7的输入端子23的金属图案2355、电性连接于所述第二接收滤波器9的输出端子25的金属图案2555，及电性连接于所述第一发送滤波器3、第一接收滤波器5、第二发送滤波器7，及第二接收滤波器9的接地电位的金属图案GND55。

图8是从所述基板2的第一主面往所述第六金属层56透视的第六金属层56的示意图。所述第六金属层56通过多个形成于所述绝缘层60e的通孔33，部分地电性连接于所述第五金属层55。

如图8所示，所述第六金属层56具有所述第一天线端子11、所述第二天线端子13、所述第一发送滤波器3的输入端子19、所述第一接收滤波器5的输出端子21、所述第二发送滤波器7的输入端子23、所述第二接收滤波器9的输出端子25，及接地端子27。

进一步，如图8所示，所述第六金属层56也可以具有金属图案29。借此，可以较好地隔离所述第一天线端子11与所述第二天线端子13。

在此，如图3所示由电性连接于所述第一金属层51的第一发送滤波器3的输出部分的金属图案1151Out、与电性连接于所述第一接收滤波器5的输入部分的金属图案1151In所形成的金属图案1151、如图4所示第二金属层52的金属图案1152、如图5所示第三金属层53的金属图案1153、如图6所示第四金属层54的金属图案1154、如图7所示第五金属层55的金属图案1155，及如图8所示所述第六金属层56的第一天线端子11组成的配线为第一配线。

再者，如图3所示由电性连接于所述第一金属层51的第二发送滤波器7的输出部分的金属图案1351Out、与电性连接于所述第二接收滤波器9的输入部分的金属图案1351In所形成的金属图案1351、如图4所示所述第二金属层52的金属图案1352、如图5所示所述第三金属层53的金属图案1353、如图6所示第四金属层54的金属图案1354、如图7所示第五金属层55的金属图案1355，及如图8所示所述第六金属层56的第二天线端子13组成的配线为第二配线。

根据以上对图3至图8的说明，所述第一配线与所述第二配线没有立体地交叉。由于所述第一配线与所述第二配线没有立体地交叉，可以避免配线隔着绝缘层而产生的寄生电容，因此能提升所述第一频带与所述第二频带间的隔离效果。

接着，说明所述第一发送滤波器3、第一接收滤波器5、第二发送滤波器7，及第二接收滤波器9的结构示例。

图9是可以使用一部分或全部的所述第一发送滤波器3、第一接收滤波器5、第二发送滤波器7，及第二接收滤波器9的SAW滤波器的结构示意图。

如图9所示，所述压电基板70上形成有弹性波组件72与配线图案74。

所述压电基板70例如可以使用钽酸锂、铌酸锂或水晶等压电单结晶，或压电陶瓷。此外，所述压电基板70也可以接合于支持基板。所述支持基板例如可以是由高阻抗的硅、砷化镓、蓝宝石、尖晶石、多结晶氧化铝，或玻璃制成的基板。

图10是弹性波组件72为弹性表面波滤波器的示例的俯视图。

如图10所示，所述压电基板70上形成有激发弹性表面波的IDT(InterdigitalTransducer)72a与反射器72b。所述IDT72a具有一对相向设置的梳状电极72c。所述梳状电极72c具有多个电极指72d，与多个连接所述电极指72d的汇流条72e。所述反射器72b设置在所述IDT72a的两侧。

所述IDT72a与反射器72b例如由铝和铜的合金制成。所述IDT72a与反射器72b例如为厚度介于150nm～400nm的薄膜。所述IDT72a及反射器72b也可是其他金属，例如为钛、钯、银等适合的金属，或是包含前述金属的合金，也可以是通过这些合金形成。再者，所述IDT72a与反射器72b也可以由多个金属膜层叠而成的叠层金属膜形成。

所述弹性波组件72为了获得期望的带通滤波器特性，可适当地采用缺陷微带结构(DMS)设计或梯形设计。

所述配线图案74包含构成输入焊垫In、输出焊垫Out，及接地焊垫GND的配线。再者，所述配线图案74电性连接于所述弹性波组件72。

所述配线图案74上形成有绝缘体76。所述绝缘体76例如可以使用聚酰亚胺。所述绝缘体76的膜厚例如可以是1000nm。

所述绝缘体76上形成有第二配线图案78。所述第二配线图案78以隔着所述绝缘体76与所述配线图案74立体交叉的方式形成。

所述弹性波组件72、配线图案74、及第二配线图案78由银、铝、铜、钛、钯等适合的金属或合金制成。再者，前述的金属图案也可以由多个金属层层叠而成的叠层金属膜形成。所述弹性波组件72、配线图案74，及第二配线图案78的厚度例如介于150nm～400nm。

图11是所述弹性波组件72为压电薄膜共振器的示例的剖面图。

如图11所示，芯片基板80上设有压电膜82。所述压电膜82被下部电极84与上部电极86夹置其中。所述下部电极84与所述芯片基板80间形成空隙88。所述下部电极84及上部电极86在该压电膜82内沿其厚度方向激发纵向振动模态。

所述芯片基板80例如为硅等半导体基板，或者也可以使用蓝宝石、氧化铝、尖晶石或玻璃等绝缘基板。所述压电膜82例如可以使用氮化铝。所述下部电极84及上部电极86例如可以使用钌等金属。

图12是本发明实施型态的功效说明图。

如图12所示，以实线绘制的波形为本发明实施态样的衰减特性。以虚线绘制的波形为比较例的衰减特性。

在此，作为比较例的弹性波装置，虽然第一发送滤波器设置在比第二发送滤波器更接近第一天线端子的位置，但第一接收滤波器设置在比第二接收滤波器远离所述第一天线端子的位置，电性连接所述第一天线端子、第一发送滤波器及第一接收滤波器的第一配线，与电性连接所述第二天线端子、第二发送滤波器及第二接收滤波器的第二配线立体地交叉。

如图12所示，与比较例相比，本发明的实施态样大幅地提升衰减特性。

根据上述本发明的结构，能提供一种能抑制发送滤波器与接收滤波器间的干涉、确保频带间的隔离，以减少损失的弹性波装置。

须注意的是，当然，本发明并不限于以上所述的实施态样，还包含能达成本发明目的的所有实施态样。

此外，虽然以上描述了至少一个实施态样，应当理解的是，本领域技术人员能容易想到进行各种变化、修正或改善。上述变化、修正或改善也属于本示例的一部分，并且，属于本发明的范围。应当理解的是，这里所描述的方法或装置的实施态样，不仅限于以上说明所记载或图式所示例的构成组件的架构和排列。方法和装置能以其他实施态样安装，或以其他实施态样施行。所述实施例仅用于说明，并没有限定的意思。再者，此处所使用的描述或用词仅是为了说明，并没有限定的必要。这里的「包括」、「具备」、「具有」、「包含」及其变化的使用，具有包括之后列举的项目、其均等物和附加项目的意思。「或(或者)」的用词，或任何使用「或(或者)」描述的用语，可解释为所述描述用语中的其中一个、大于一个，或全部的意思。前后左右、顶底上下，及纵横中的任一词系用于方便描述，并非限定本发明中任一构成组件的位置与空间配置。因此，上述说明与图式只是示例。

Claims (10)

1.一种弹性波装置，其特征在于：所述弹性波装置包含基板、设置在所述基板的第一主面并以频分双工中第一频带的发送带域作为通过带域的第一发送滤波器、设置在所述基板的第一主面并以频分双工中第一频带的接收带域作为通过带域的第一接收滤波器、设置在所述基板的第一主面并以频分双工中第二频带的发送带域作为通过带域的第二发送滤波器、设置在所述基板的第一主面并以频分双工中第二频带的接收带域作为通过带域的第二接收滤波器，及设置在所述基板的第二主面的第一天线端子，所述第一发送滤波器设置在比所述第二发送滤波器更接近所述第一天线端子的位置，并且，所述第一接收滤波器设置在比所述第二接收滤波器更接近所述第一天线端子的位置。

2.根据权利要求1所述的弹性波装置，其特征在于：所述基板的第二主面还设有第二天线端子。

3.根据权利要求2所述的弹性波装置，其特征在于：还包含电性连接所述第一天线端子、所述第一发送滤波器，及所述第一接收滤波器的第一配线，与电性连接所述第二天线端子、所述第二发送滤波器及所述第二接收滤波器的第二配线，所述第一配线与所述第二配线没有立体地交叉。

4.根据权利要求1所述的弹性波装置，其特征在于：在所述基板的第二主面上还设置有所述第一发送滤波器的输入端子、所述第一接收滤波器的输出端子、所述第二发送滤波器的输入端子、所述第二接收滤波器的输出端子，及接地端子。

5.根据权利要求2所述的弹性波装置，其特征在于：还包含设置在所述基板的第二主面上且位于所述第一天线端子与所述第二天线端子间的金属图案。

6.根据权利要求1所述的弹性波装置，其特征在于：所述第一发送滤波器配置成邻接所述第二发送滤波器，所述第一接收滤波器配置成邻接所述第二接收滤波器。

7.根据权利要求1所述的弹性波装置，其特征在于：所述第一发送滤波器、所述第二发送滤波器、所述第一接收滤波器，及所述第二接收滤波器中的至少一个为弹性表面波滤波器。

8.根据权利要求7所述的弹性波装置，其特征在于：所述弹性表面波滤波器具有压电基板，所述压电基板接合于由高阻抗硅、砷化镓、蓝宝石、尖晶石、多结晶氧化铝或玻璃制成的支持基板。

9.根据权利要求1所述的弹性波装置，其特征在于：所述第一发送滤波器、所述第二发送滤波器、所述第一接收滤波器，及所述第二接收滤波器中的至少一个为使用压电薄膜共振器的滤波器。

10.根据权利要求9所述的弹性波装置，其特征在于：所述压电薄膜共振器具有芯片基板、设置在所述芯片基板的压电膜、下部电极，及上部电极，所述下部电极与上部电极将所述压电膜夹置其中，所述下部电极与所述芯片基板间形成空隙。

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