CN1977450B - 压电滤波器 - Google Patents

Abstract

提供一种具有更小尺寸的压电滤波器。该压电滤波器(10)具有：第一基板(22)，在第一基板22的主表面上安置有至少一个第一压电谐振器(25)；第二基板(12)，在第二基板的主表面上安置有至少一个第二压电谐振器(15)；连接图案(20)，其在第一压电谐振器(25)和第二压电谐振器(15)周围延伸并且安置在第一基板(22)与第二基板(12)之间，第一基板(22)的主表面面对第二基板(12)的主表面，利用连接图案(20)将第一压电谐振器(25)接合到第二压电谐振器(15)上，并且第一压电谐振器(25)远离第二压电谐振器(15)；以及连接层(24x)，用于将垫片(28x)接合到垫片(18x)上，垫片(28x)被安置在第一基板(22)的主表面上并且电连接第一压电谐振器(25)，而垫片18x被安置在第二基板(12)的主表面上并且电连接第二压电谐振器(15)。

Description

压电滤波器

技术领域

本发明涉及一种压电滤波器。

背景技术

近年来，包含利用压电薄膜的厚度振动的薄膜压电谐振器(BAW谐振器)或利用表面声波的表面声波谐振器(SAW谐振器)的压电滤波器在小型化方面已经取得了进展。

例如，专利文献1公开了，将包含谐振器的基板的每个面都接合到大小与该基板相同的盖上，以实现更小的包装体。专利文献2公开了这样的一种结构：其中将各自包含谐振器的两个基板分隔，并且用壳体的突起使它们保持相互平行。

专利文献1：  PCT日本译文专利公开2004-503164

专利文献2：  日本未审查专利申请公开2002-43890

发明内容

本发明要解决的问题

包含压电滤波器的便携式电话等的小型化趋势需要进一步减小压电滤波器的尺寸。

然而，在专利文献1中公开的结构中，包装体不能比基板小。需要将包含串联谐振器及并联谐振器在内的至少两个谐振器形成在基板的同一平面上。在同一平面上形成多个谐振器限制了基板尺寸的减小。由于串联谐振器及并联谐振器是形成在同一平面上的，因此，难于通过离子铣削、溅射等来分别降低或增加串联及并联谐振器的重量。在平面上安置多个谐振器增加了谐振器之间的布线电阻，因而易于导致滤波器性质的退化。使用多种材料及振动模式的谐振器会产生材料的限制并导致工艺的复杂性，因而成本增加。用于保护安装在基板上的谐振器的盖子增加了包装体的尺寸。此外，还需要材料以及加工盖子的费用。

在专利文献2公开的结构中，将两个基板叠加会导致结构的面积更小。然而，用壳体包围基板，使这种结构具有比基板更大的面积。此外，基板要用突起分隔。容纳基板的壳体的顶部及底部开口用盖子密封，因而增加了高度(在基板厚度方向上的尺寸)。

考虑到上述情况，本发明提供了一种更小的压电滤波器。

解决问题的方式

本发明提供了一种具有下列结构的压电滤波器。

一种压电滤波器包括第一基板，在所述第一基板的主表面上安置有至少一个第一压电谐振器；第二基板，在所述第二基板的主表面上安置有至少一个第二压电谐振器；连接图案，其在第一压电谐振器和第二压电谐振器周围延伸并且安置在第一基板与第二基板之间，所述第一基板的主表面面对所述第二基板的主表面，利用连接图案将所述第一压电谐振器接合到第二压电谐振器上，并且所述第一压电谐振器远离所述第二压电谐振器；连接层，用于将安置在所述第一基板的主表面上的垫片连接到安置在所述第二基板的主表面上的预定垫片上；以及外部电极，其连接到安置在第二基板的主表面上的预定垫片上。

在上述结构中，用连接图案连接两个基板，形成振动空间，使压电谐振器可自由振动。利用在连接图案内侧的连接层，将在一个基板上的压电谐振器电连接到在另一个基板上的压电谐振器上。垫片可以连接到在基板上的压电谐振器上。备选地，垫片可以与基板上的谐振器无关。

根据这种结构，可以采用一个基板作为另一个基板的盖子，因而除去了用于容纳基板的包装体以及用于遮盖基板的盖基板。

优选地，连接图案包含Au、Ag、Sn和Cu中的至少一种组分。

根据所述结构，用焊料合金，连接图案可以使接合(密封)基板。焊料合金在比对基板及压电谐振器产生不利影响的温度低的温度下形成(熔化)；因而，基板在没有对基板及谐振器产生不良影响的情况下被接合(密封)。

优选地，第一基板包含GND垫片，第二基板包含GND垫片，并且所述GND垫片是突起-接合的。

根据所述结构，在基板上的GND连接形成公共GND。所述GND可以连接在一个基底的外侧上。此外，在赋予压电谐振器周围的连接图案导电性时，连接图案可以连接到GND上。

优选地，第二基板包括穿过第二基板的通孔，该通孔的一端到电连接第二基板上的垫片上或GND垫片上，通孔的另一端电连接到外部电极上。

降低每个外部电极和相应谐振器之间的引线长度导致压电滤波器小型化。此外，谐振器振动所产生的热容易被消散，因而改善了压电滤波器的功率持久性。

优选地，将连接图案连接到GND垫片上，而GND垫片通过通孔连接到外部电极上，并且外部电极连接到GND上。

根据所述结构，由于连接图案连接到GND上，因此可以静电屏蔽压电滤波器。

优选地，通孔的一端的开口用垫片或GND垫片遮盖。

根据所述结构，振动空间可以与外部隔开。

优选地，第一压电谐振器和第二压电谐振器各自都是具有安置在一对激励电极之间的压电薄膜的薄膜压电谐振器。

根据所述结构，可以减小包括薄膜压电谐振器(BAW谐振器)的压电滤波器(BAW装置)的尺寸。

优选地，第一谐振器和第二谐振器中的一个为串联谐振器，并且第一谐振器和第二谐振器中的另一个为并联谐振器。

根据所述结构，由于串联谐振器和并联谐振器形成在独立的基板上，因此，串联谐振器的谐振频率以及并联谐振器的谐振频率可以分别调节。因而，能够易于生产含有串联谐振器和并联谐振器的压电滤波器，并且所述串联谐振器的谐振频率不同于所述并联谐振器的谐振频率。

优选地，第一压电谐振器的压电薄膜的材料不同于第二压电谐振器的压电薄膜的材料。

能够将合适的压电材料用于第一压电谐振器和第二压电谐振器(例如，串联谐振器和并联谐振器)。

优选地，第一压电谐振器的激励电极的材料不同于第二压电谐振器的激励电极的材料。

能够将合适的电极材料用于第一压电谐振器和第二压电谐振器(例如，串联谐振器和并联谐振器)。

优选地，第一压电谐振器和第二压电谐振器各自都具有频率调节膜，并且所述第一压电谐振器的频率调节膜的材料不同于第二压电谐振器的频率调节膜的材料。

能够将合适的频率调节材料用于第一压电谐振器和第二压电谐振器(例如，串联谐振器和并联谐振器)。

优选地，第一压电谐振器和第二压电谐振器各自都以基波及2或更大整数次谐波(integer-multiple-harmonic wave)中的至少一种振动模式进行振动，并且第一压电谐振器的振动模式的模数不同于第二压电谐振器的振动模式的模数。

能够将合适的振动模式用于第一压电谐振器和第二压电谐振器(例如，串联谐振器和并联谐振器)。

优选地，第一压电谐振器和第二压电谐振器各自都是采用表面声波的SAW谐振器，并且第一基板和第二基板由相同的单晶压电材料构成。

具有相同线性膨胀系数的基板能够以圆片级连接。此外，将盖基板用于SAW谐振器，因而降低了生产成本。

优选地，第二压电谐振器为BAW谐振器。

BAW谐振器的第二基板为Si基板。因而，容易形成连接外部电极的通孔，从而消除了在压电单晶内形成通孔以及外部电极所产生的故障，比如裂缝的出现。

优选地，第二基板的厚度小于第一基板的厚度。

根据所述结构，能够易于在具有较小厚度的第二基板内形成通孔。

优选地，并联谐振器的压电薄膜的厚度大于串联谐振器的压电薄膜的厚度。

并联谐振器的频率必需低于串联谐振器的频率。根据所述结构，与为降低频率而增加电极厚度的方法以及采用氧等离子体辐照谐振器的方法相比，能够减少性能退化。

优选地，第一压电谐振器和第二压电谐振器各自都具有绝缘膜，并且所述第一压电谐振器的绝缘膜的厚度不同于第二压电谐振器的绝缘膜的厚度。在没有频率调节膜的情况下，压电谐振器的频率可以彼此不同。

本发明提供一种包含上述任一种压电滤波器的复合滤波器。在所述情况下，可以提供具有更小尺寸的复合滤波器，比如双工器或多波段滤波器。

本发明提供一种通信设备，其包含上述任一种压电滤波器或具有上述结构的复合滤波器。在所述情况下，可以提供具有更小尺寸的通信设备。优点

本发明提供一种更小的压电滤波器。

附图简述

图1所示为压电滤波器的透视图(第一实施方案)。

图2所示为沿图1中的线II-II截取的横截面图(第一实施方案)。

图3所示为沿图1中的线III-III截取的横截面图(第一实施方案)。

图4所示为沿图1中的线IV-IV截取的横截面图(第一实施方案)。

图5所示为一个基板的透视图(第一实施方案)。

图6所示为沿图2中的线VI-V截取的横截面图(第一实施方案)。

图7所示为连接层的放大横截面图(第一实施方案)。

图8所示为压电滤波器的示意性电路图(第一实施方案)。

图9所示为压电滤波器的透视图(第二实施方案)。

图10所示为沿图11的线X-X截取的横截面图(第二实施方案)。

图11所示为沿图9的线XI-XI截取的截面图(第二实施方案)。

图12所示为沿图9的线XII-XII截取的截面图(第二实施方案)。

图13所示为压电滤波器的示意性电路图(第二实施方案)。

图14所示为压电滤波器的横截面图(第三实施方案)。

图15所示为压电滤波器的横截面图(第四实施方案)。

图16所示为双工器的示意性电路图(第五实施方案)。

图17所示为通信设备的示意性电路图(第六实施方案)。

图18所示为压电滤波器的横截面图(第七实施方案)。

图19所示为压电滤波器的横截面图(第八实施方案)。

图20所示为压电滤波器的横截面图(第九实施方案)。

标记数字

  10  压电滤波器

  12  基板

  15  串联谐振器(BAW谐振器、压电谐振器)

  18x  垫片(GND垫片)

  20  连接图案

  22  基板

  24x 连接层

  25  并联谐振器(BAW谐振器、压电谐振器)

  28x 垫片(GND垫片)

  40  压电滤波器

  42  基板

  45a至45d串联谐振器(BAW谐振器、压电谐振器)

  50  连接图案

  52  基板

  54s、54t  连接层

  55a至55d并联谐振器(BAW谐振器、压电谐振器)

  60  压电滤波器

  62  基板

  66  SAW谐振器(压电谐振器)

  70  连接图案

  72  基板

  76  SAW谐振器(压电谐振器)

  80  压电滤波器

  82  基板

  86  BAW谐振器(压电谐振器)

  90  连接图案

  92  基板

  96  SAW谐振器(压电谐振器)

  100  双工器

  200  通信设备

实施本发明的最佳方式

参考图1至17，描述本发明的实施方案。

(第一实施方案)图1所示为根据第一实施方案的压电滤波器10的透视图。图2所示为沿图1中的线II-II截取的横截面图。图3所示为沿图1中的线III-III截取的横截面图。图4所示为沿图1中的线IV-IV截取的横截面图。图5所示为一个基板12的透视图。图6所示为另一个基板的横截面图。图7所示为连接层的放大图。图8所示为压电滤波器10的示意性电路图。

如图8所示，压电滤波器10是其中将串联谐振器15与并联谐振器25以L-状形式连接的梯式滤波器。

如图2至4所示，一般而言，将含有串联谐振器15的基板12接合到基板22上，使得具有串联谐振器15的主表面面对具有并联谐振器25的主表面，并使得基板12远离基板22。如此，谐振器15和25被密封在振动空间11内。

即，电极16和26、压电薄膜17和27以及电极18和28被堆叠在基板12和22的主表面上。压电薄膜17被安置在电极16和18之间。压电薄膜27被安置在电极26和28之间。远离基板12和22的部分被分别限定为谐振器15和25。谐振器15和25是利用压电薄膜17和27的厚度振动的薄膜压电谐振器(BAW谐振器)。谐振器15和25各自都可以是包含使用了二次谐波或更高整数次谐波的绝缘膜的谐振器。备选地，谐振器15和25可以是各自都使用基波并且各自都具有包含电极16/压电薄膜17/电极18的结构或者包含电极26/压电薄膜27/电极28的结构的谐振器。

所述的一个基板12具有穿过基板12的通孔13a至13d。通孔13a至13d中每一个的一端都连接到外部电极14a至14d中相应的一个上。通孔13a至13d中每一个的另一端都电连接到垫片16a、18b、16c和18d中的相应一个上。垫片16a、18b、16c和18d中的每一个都安置在电极16和18中相应一个的部分上。垫片16a、18b、16c和18d中的每一个都遮盖通孔13a至13d的另一端开口，因而维持了振动空间11的密封性。

如图2所示，串联谐振器15的一个端子(电极16)电连接到起输入端子功能的外部电极14a上。另一个端子(电极18)电连接到起输出端功能的外部电极14b上。如图3所示，垫片18x和28x各自都被安置在电极18和28中相应一个的部分上。垫片18x和28x与连接层24x是突起-接合的(bump-bonded)。因此，并联谐振器25的一个端子(电极28)电连接到串联谐振器15的另一个端子(电极18)上，即，电连接到起输出端子功能的外部电极14b上。如图4所示，垫片26c和26d都被安置在电极26的部分上。由连接层24c及24d中相应的一个，垫片26c及26d各自都突起-接合到垫片16c和18d中相应的一个上，所述垫片16c和18d与基板12相邻。因此，并联谐振器25的另一端子(电极26)电连接到外部电极14c及14d中相应的一个上，所述外部电极14c及14d是GND端子。

并联谐振器25的压电薄膜27的厚度优选大于串联谐振器15的压电薄膜17的厚度。并联谐振器25的频率必须低于串联谐振器15的频率。与为了降低频率而增加电极厚度的方法以及用氧等离子体辐照谐振器的方法相比，能够减少性能退化。

如图1、5和6所示，连接图案20沿基板12和22的整个周界的外围延伸以及延续基板12和22的整个周边。谐振器15和25被连接图案20包围。由电极26，将连接图案20电连接到作为GND端子的外部电极14c及14d。可以将连接图案不连接到GND端子上，即，连接图案可以在电学上漂浮(float electrically)。

下面将描述制备压电滤波器10的工艺。

一般而言，通过将相应基板12和22侧的多种结构形成在分隔的晶片上、使晶片接合以及将接合的晶片分成多片，从而制备出压电滤波器10。

即，在相应于基板12和22的Si晶片上形成牺牲层。在形成谐振器15和25的结构，即，具有电极16、压电薄膜17和电极18的结构以及具有电极26、压电薄膜27和电极28的结构之后，将牺牲层除去。为了提高粘附，通过蒸发，将电极16、26、18和28用Ti，再用Al涂布。压电薄膜17通过溅射ZnO形成。电极16、26、18和28各自都可以由与Al不同的Au、Pt、Cu等构成。压电薄膜17和27可以各自由与ZnO不同的AlN等构成。

可以在通过各向异性蚀刻基板12和22形成的隔板(diaphragm)上，形成具有电极16、压电薄膜17和电极18的结构以及具有电极26、压电薄膜27和电极28的结构，以代替其中谐振器15和25远离基板12和22的结构。隔板可以各自由Al₂O₃、SiO₂、AlN等构成。

在基板12或22上，或者在它们两者上，响应连接层24c、24d和24x以及连接图案20，形成图案(连接层)。例如，如图7所示，在基板12上，形成包含由Ti构成的接触层30、由Cu构成的焊料材料层31、由Sn构成的焊料材料层32、由Ti构成的接触层33以及由Au构成的表面保护层34的连接层20a。在基板22上，形成包含由Ti构成的接触层36以及由Cu构成的焊料材料层35的连接层20b。连接层20a及20b各自具有约6μm的厚度。在下面所述的接合步骤中，加热焊料材料层31、32和35，以形成由Cu-Su合金构成的薄膜。即，可以在基板12或22上，或者在这两种上，形成在接合时起粘合剂功能的连接层。形成连接层的方法包括通过光刻形成具有响应图案(连接层)的开口的抗蚀剂掩模、接着通过蒸发沉积用于连接层的金属膜以及将沉积在抗蚀剂上的金属膜部分与抗蚀剂一起除去，从而形成由残留金属膜部分构成的电极。备选地，可以采用剥离(lift-off)方法。除Cu-Sn-基焊料薄膜外，还可以使用Au-Sn-基焊料薄膜。此外，可以使用比如聚酰亚胺或环氧树脂之类的树脂。

在用作基板12的晶片中形成通孔13a至13d。在用作基板12的晶片上形成外部电极14a至14d。即，利用激光等，在基板12中形成通孔。外部电极14a至14d与内部之间的导电性(conductinity)采用穿过通孔13a至13d的电镀膜或导电填料加以保证。

作为基板12和22的晶片彼此接合，使具有谐振器15的晶片主表面面对具有并联谐振器25的晶片主表面，其中所述晶片包含谐振器15和25、连接层即连接图案20以及连接层24c、24d及24x、通孔13a至13d、外部电极14a至14d、等。即，在每个压电滤波器10中，连接图案20在谐振器15和25的周围形成。同时，垫片16c、18d和18x分别突起-接合到垫片26c、26d及28x上。在所述情况下，当将Cu-Sn-基焊料薄膜用于连接时，通过在约300℃下的压制，可以气密性密封位于连接图案50内侧的振动空间11。

通过切割等，可以将所得的接合晶片沿压电滤波器10的边界切割成多片压电滤波器10。

此外，将两个晶片接合之后，用作基板12的晶片可以进行抛光，直到其厚度比用作基板22的晶片的厚度薄，并且可以形成电极连接部分，比如通孔13a至13d和外部电极14a至14d。

具有上述结构的压电滤波器10可以具有与基板12和22的尺寸相等的小尺寸(面积)。不需要用于保护谐振器的包装体及盖基板，原因在于压电滤波器可以被连接图案20气密性密封，并且原因在于基板12和22具有谐振器的表面并没有位于压电滤波器10的表面上。因而，可以提供尺寸被进一步减小的压电滤波器10。

此外，由于谐振器15和25之间的接合距离短并且由于在纵向可以进行电连接，因此可以降低谐振器之间的布线电阻，以改善滤波器性质。

此外，当采用相同种类的基板时，由于具有相同的线性膨胀系数，因而晶片易于进行接合。可以使用任何类型的基板。当串联谐振器和并联谐振器形成在各自的基板上时，对于每个基板都可以进行频率调节；因此，可以精确调节串联谐振器和并联谐振器之间的频率差。

(第二实施方案)图9所示为根据第二实施方案的压电滤波器40的透视图。图10是横-截面图。图11是沿图9的线XI-XI截取的纵截面图。图12是沿图9的线XII-XII截取的纵截面图。图13所示为压电滤波器40的示意性电路图。

如图13所示，压电滤波器40是其中串联谐振器45a至45d和并联谐振器55a至55d以网格形式连接的格型滤波器。

如图9至12所示，在压电滤波器40中，由连接图案50，将具有串联谐振器45a至45d的基板42接合到具有并联谐振器55a至55d的基板52，以使具有谐振器45a至45d的主表面面对具有谐振器55a至55d的主表面，并使基板42远离基板52，谐振器45a至45d和55a至55d被密封在振动空间41内，基本上与第一实施方案相同。

即，在基板42和52的主表面上，堆叠电极46a至46d和电极56a至56d、压电薄膜47s、47t和压电薄膜57s及57t、和电极48s及48t与电极58s及58t。压电薄膜47s及47t各自都位于电极46a至46d与48s之间，或位于电极46a至46d与48t之间。压电薄膜57s及57t各自都位于电极56a至56d与58s之间，或位于电极56a至56d与58t之间。远离基板42和52的部分被限定为薄膜压电谐振器(BAW谐振器)45a至45d和55a至55d。

所述的一个基板42具有通孔43a至43d、43x和43y(除图11所示的通孔43a及43b之外，其它未示出)。如图9所示，将六个外部电极44a至44d、44x及44y暴露在基板42的顶面上。电极46a至46d分别电连接到外部电极44a至44d上。串联谐振器45a及45b在外部电极44a及44b之间串联连接。串联谐振器45c及45d在外部电极44c及44d之间串联连接。外部电极44x及44y电连接到连接图案50上。

位于电极46a至46d和56a至56d的一些部分上的垫片46a＇至46d＇和56a＇至56d＇(除在图11中示出的垫片46a＇、46b＇、56a＇及56b＇外，其它未示出)与连接层54a至54d(除图11中所示的连接层54a及54b之外，其它未示出)进行突起-接合。因此，谐振器45a至45d中的每一个的一个端子(电极56a至56d中的每一个)电连接到外部电极54a至54d中的相应一个上。

位于电极48s、48t、58s和58t的一些部分上的垫片48s＇、46t＇、58s＇和58t＇(除在图12中所示的48t＇和58t＇之外，其它未示出)与连接层54s及54t进行突起接合。因此，谐振器55a至55d中的每一个的另一个端子(电极58s及58t中的每一个)电连接到在串联谐振器45a及45b之间或在串联谐振器45c及45d之间相应的一个连接部分上。

在单一基板上形成格型滤波器需要大的基板尺寸，并且增加布线电阻。形成类似于第二实施方案中的压电滤波器40的含两个基板42和52的三维电路，可减小了引线的长度，因而改善了滤波器性质。

(第三实施方案)图14所示为根据第三实施方案的压电滤波器60的截面图。

压电滤波器60包括具有使用表面声波的谐振器(SAW谐振器)66和76的基板62和72。即，在压电基板62和72上形成叉指式变换器(IDT)。外部电极64、连接图案70、连接层74等都与其它实施方案中的相同。

在已知的表面声波器件中，使用具有各向异性线性膨胀系数的压电基板。当盖基板以圆片级(wafer level)被接合时，必须采用相同的压电基板作为盖基板。然而，采用昂贵的压电基板只是作为结构元件(盖基板)，使成本增加。因此，表面声波元件用气密性较差并且强度较差的树脂进行包装。

在根据第三实施方案的压电滤波器60中，可以使用具有相同线性膨胀系数的基板62和72，从而得到了更小的压电滤波器60，并且降低了生产成本。

(第四实施方案)图15所示为根据第四实施方案的压电滤波器80的截面图。

压电滤波器80包括具有SAW谐振器96的压电基板92，结合有具有BAW谐振器86的压电基板82。外部电极84、连接图案90、连接层94等都与其它实施方案中的相同。

外部电极84优选位于具有BAW谐振器86的压电基板82上。由Si构成的基板82可以用于BAW谐振器86。即，容易在其中形成通孔，因而消除了在具有SAW谐振器96的压电单晶基板92内形成通孔和外部电极时所导致的故障，比如裂缝的出现。

(第五实施方案)图16所示为双工器100的示意性电路图。

双工器100包括天线端子102、接收端子104和发射端子106。双工器100包括在接收端子104与天线端子102之间的压电滤波器，该压电滤波器只让接收频带经过并且衰减发射频带。此外，双工器100包括在发射端子106与天线端子102之间的压电滤波器，该压电滤波器只让发射频带经过，并且衰减接收频带。

例如，以与所述实施方案相同的方式，在一个基板上形成用于接收侧滤波器的压电谐振器。在另一个基板上，形成用于发射侧滤波器的压电谐振器。然后，将这两个基板接合，形成双工器100。可以形成匹配电路，比如R或C。备选地，将接收侧滤波器中的一些谐振器、发射侧滤波器中的一些谐振器以及匹配电路形成在一个基板上。然后，可以形成接收和发射侧滤波器的其它谐振器以及匹配电路。因而，可以提供具有更小尺寸的双工器100作为压电滤波器。

(第六实施方案)图17所示为根据第六实施方案的通信设备200的部分方块图。

通信设备200为例如多频带便携式电话，并且例如可以用响应不同系统的转换器SW改变接收频率。将双工器202连接到天线201上。两个接收电路通过转换器SW连接到双工器202上。即，接收侧RF压电滤波器204、放大器205和接收侧混频器203连接在转换器SW和IF-分级压电滤波器209之间，并且连接接收侧RF压电滤波器204a。接收侧RF压电滤波器204a、放大器205a和接收侧混频器203a连接在转换器SW与IF-级压电滤波器209a之间。此外，构成RF级的放大器207和发射侧滤波器208连接在双工器202和发射侧混频器206之间。

采用结构与在上述实施方案中的结构相同的压电滤波器204、204a、208、209和209a以及双工器202。备选地，可以使用其中组合有至少具有接收侧RF压电滤波器204和204a的电路元件的RF滤波器组件(多频带滤波器)。因此，可以提供尺寸更小的通信设备200。

(第七实施方案)图18所示为根据第七实施方案的压电滤波器300的截面图。图18所示为相应于第一实施方案中图2的截面图。

在基板302上形成牺牲图案。在牺牲层上形成由SiO₂等构成的绝缘膜304。在绝缘膜304上形成薄膜部分310，在薄膜部分310中，将压电薄膜306安置在一对电极305和307之间。通过增加绝缘膜304的厚度，可以形成使用二次谐波或更高整数次谐波的谐振器。备选地，通过降低绝缘膜304的厚度，可以形成使用基波的谐振器。例如，在牺牲层由ZnO构成的情况下，当牺牲层受酸蚀刻时，绝缘膜304起着蚀刻停止层的作用；因此，压电薄膜306得以保护。

此外，第一压电谐振器的绝缘膜的厚度可以不同于第二压电谐振器的绝缘膜的厚度。在没有频率调节膜的情况下，压电谐振器的频率可以彼此不同。

(第八实施方案)图19所示为根据第八实施方案的压电滤波器400的截面图。图19是相应于第一实施方案中图2的截面图。

与第一实施方案不同的是，从顶面形成空腔403。空腔403没有穿过基板402。通过在基板402的顶面上形成具有开口的抗蚀涂层(etching resist)并且通过该开口蚀刻基板402，形成空腔403。

在基板402的顶面上所形成的空腔403用牺牲材料填充，然后将其平面化。将电极405、压电薄膜406和电极407堆叠在平面化的面上。可以为单个谐振器形成一个空腔403，从而减小了远离基板402的薄膜部分410的面积。因此，薄膜部分410不容易破裂，从而改善了产率。

(第九实施方案)图20所示为根据第九实施方案的压电滤波器500的截面图。图20是相应于根据第一实施方案的图2的截面图。

压电薄膜谐振器包含代替在基板502上的空腔和间隙的声反射层503。在声反射层503上形成薄膜部分510，在薄膜部分510中，将压电薄膜506安置在一对电极505和507之间。声反射层503使谐振器与基板502在声学上分离，从而防止振动传递给基板502。

由于在薄膜部分510的情况下没有形成空腔和间隙，因此压电薄膜谐振器具有满意的强度，并且易于制备。

本发明并不限于所述的实施方案。可以进行各种改进。

例如，被接合的两个基板可以是不同种类的。

例如，在薄膜压电滤波器(BAW滤波器)的情况下，将包含使用ZnO作为压电材料的最佳化谐振器的基板接合到包含使用AlN作为压电材料的最佳化谐振器的基板上。具有宽的带宽及小的Q-值的ZnO谐振器与具有窄的带宽及高的Q-值的AlN谐振器进行组合，产生在选择性及宽的带宽之间形成满意平衡的滤波器。在同一基板上，难于制备包含两种压电材料的谐振器。例如，当ZnO形成图案时，AlN会被蚀刻剂损伤。此外，不利的是，复杂工艺不利地降低产率。使用隔开的基板，导致容易制备包含由不同材料构成的频率调节膜的谐振器。

在表面声波滤波器(SAW滤波器)的情况下，由LiTaO₃构成的压电基板可以与由LiNbO₃构成的压电基板组合。

备选地，包含具有基波结构的最佳化谐振器的基板接合到包含具有二次谐波结构的最佳化谐振器的基板上。基波谐振器具有宽的带宽以及高的Q-值，但具有低的强度；因此，难于形成具有大面积的谐振器。此外，频率-温度特性曲线倾向于退化。具有二次谐波结构的谐振器往往具有窄的带宽及低的Q-值。然而，该谐振器具有高的强度，因而易于形成具有大面积的谐振器。此外，这种谐振器与具有负性温度系数的材料比如SiO₂的组合可以改善频率-温度特性曲线。这些性质的组合导致制备满足选择性、宽的带宽以及低TCF(频率的温度系数)的滤波器。

通常，制备包含安置在同一基板上的两种结构的谐振器会导致复杂工艺以及产率的降低。相反，这种谐振器可以在不降低效率百分比的情况下以相对简单工艺制备，所述工艺包括分开形成基板，然后将基板接合。

Claims (21)

1.一种压电滤波器，其包括：

第一基板，在所述第一基板的主表面上安置有至少一个第一压电谐振器；

第二基板，在所述第二基板的主表面上安置有至少一个第二压电谐振器；

连接图案，其在所述第一压电谐振器和所述第二压电谐振器周围延伸并且安置在所述第一基板与所述第二基板之间，所述第一基板的主表面面对所述第二基板的主表面，利用所述连接图案将所述第一压电谐振器接合到第二压电谐振器上，并且所述第一压电谐振器远离所述第二压电谐振器；

密封的振动空间，它是由将所述第一压电谐振器接合到第二压电谐振器上的连接图案形成；

连接层，用于将安置在所述第一基板的主表面上的垫片接合到安置在所述第二基板的主表面上的预定垫片上；以及

外部电极，其连接到安置在所述第二基板的主表面上的预定垫片上。

2.根据权利要求1的压电滤波器，其中所述连接图案包含Au、Ag、Sn和Cu中的至少一种。

3.根据权利要求1或2的压电滤波器，其中所述第一基板包含GND垫片，所述第二基板包含GND垫片，并且所述GND垫片是突起-接合的。

4.根据权利要求2的压电滤波器，其中所述第二基板包括穿过第二基板的通孔，所述通孔的一端电连接到在所述第二基板上的预定垫片上，而所述通孔的另一端电连接到外部电极上。

5.根据权利要求3的压电滤波器，其中所述第二基板包括穿过第二基板的通孔，所述通孔的一端电连接到在所述第二基板上的GND垫片上，而所述通孔的另一端电连接到外部电极上。

6.根据权利要求5的压电滤波器，其中所述连接图案连接到所述第二基板上的GND垫片上，所述GND垫片通过所述第二基板上的所述通孔连接到外部电极上，并且所述外部电极连接到GND上。

7.根据权利要求4的压电滤波器，其中所述通孔的一端的开口用所述预定垫片遮盖。

8.根据权利要求6的压电滤波器，其中所述通孔的一端的开口用所述第二基板上的GND垫片遮盖。

9.根据权利要求1的压电滤波器，其中所述第一压电谐振器和第二压电谐振器各自都是具有位于一对激励电极之间的压电薄膜的薄膜压电谐振器。

10.根据权利要求9的压电滤波器，其中所述第一压电谐振器和第二压电谐振器中的一个为串联谐振器，而所述第一压电谐振器和第二压电谐振器中的另一个为并联谐振器。

11.根据权利要求9的压电滤波器，其中所述第一压电谐振器的压电薄膜的材料不同于所述第二压电谐振器的压电薄膜的材料。

12.根据权利要求9的压电滤波器，其中所述第一压电谐振器的激励电极的材料不同于所述第二压电谐振器的激励电极的材料。

13.根据权利要求9的压电滤波器，其中所述第一压电谐振器和第二压电谐振器各自都具有频率调节膜，并且所述第一压电谐振器的频率调节膜的材料不同于所述第二压电谐振器的频率调节膜的材料。

14.根据权利要求9的压电滤波器，其中所述第一压电谐振器和第二压电谐振器各自都以基波以及二次谐波或更高整数次的谐波中的至少一种振动模式进行振动，所述第一压电谐振器的振动模式的模数不同于所述第二压电谐振器的振动模式的模数。

15.根据权利要求1的压电滤波器，其中所述第一压电谐振器和第二压电谐振器各自都是使用表面声波的SAW谐振器，并且所述第一基板和第二基板都由相同的单晶压电材料构成。

16.根据权利要求1的压电滤波器，其中所述第二压电谐振器为BAW谐振器。

17.根据权利要求1的压电滤波器，其中所述第二基板的厚度小于所述第一基板的厚度。

18.根据权利要求10的压电滤波器，其中所述并联谐振器的压电薄膜的厚度大于所述串联谐振器的压电薄膜的厚度。

19.根据权利要求9的压电滤波器，其中所述第一压电谐振器和第二压电谐振器各自都具有绝缘膜，并且所述第一压电谐振器的绝缘膜的厚度不同于所述第二压电谐振器的绝缘膜的厚度。

20.一种复合滤波器，其包含根据权利要求1到19中任一项的压电滤波器。

21.一种通信设备，其包含根据权利要求1到19中任一项的压电滤波器或根据权利要求20的复合滤波器。

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