TW202312665A - 聲波共振器封裝 - Google Patents

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金泰潤
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南韓商三星電機股份有限公司
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Abstract

一種聲波共振器封裝包括：基板；頂蓋，包括朝向基板突出的突出部分；聲波共振器，設置於基板與頂蓋之間，且包括第一電極、壓電層及第二電極；金屬層，連接至第一電極及第二電極中的一者；以及導電接墊，至少部分地設置於突出部分與金屬層之間，且在與聲波共振器面向導電接墊的第二方向不同的第一方向上延伸。

Description

聲波共振器封裝
[相關申請案的交叉參考] 本申請案主張於2021年9月10日在韓國智慧財產局中提出申請的韓國專利申請案第10-2021-0120923號的優先權權益，所述韓國專利申請案的全部內容出於全部目的併入本案供參考。
以下說明是有關於一種聲波共振器封裝。
隨著行動通訊裝置、化學及生物測試裝置及類似物的快速發展，對用於此種裝置中的小且重量輕的濾波器（filter）、振盪器（oscillator）、共振元件（resonant element）及聲波共振質量感測器（acoustic resonant mass sensor）的需求正在增加。
聲波共振器可被配置成用於實施此種小且重量輕的濾波器振盪器、共振器元件、聲波共振質量感測器及類似物的方式，且相較於介電濾波器、金屬腔（metal cavity）濾波器及波導（wave guide）而言，可具有非常小的大小及良好的效能，且因此，聲波共振器已廣泛用於要求良好效能（例如，小的能量損耗、寬的通頻帶寬度（pass bandwidth））的現代行動裝置的通訊模組中。
通訊模組中使用的射頻（radio frequency，RF）訊號的波長已經逐漸縮短，且因此，聲波共振器或包括所述聲波共振器的聲波共振器封裝的大小亦已經逐漸減小。另外，隨著RF訊號的波長變短，在傳輸/接收過程中需要更大的功率，且因此，聲波共振器或包括所述聲波共振器的聲波共振器封裝的散熱效能的重要性已經增加。
提供本發明內容是為了以簡化形式介紹下文在實施方式中進一步闡述的一系列概念。本發明內容不旨在辨識所主張標的物的關鍵特徵或本質特徵，亦不旨在用於幫助確定所主張標的物的範圍。
在一個總體態樣中，一種聲波共振器封裝包括：基板；頂蓋（cap），包括朝向所述基板突出的突出部分；聲波共振器，設置於所述基板與所述頂蓋之間，且包括第一電極、壓電層及第二電極；金屬層，連接至所述第一電極及所述第二電極中的一者；以及導電接墊，至少部分地設置於所述突出部分與所述金屬層之間，且在與所述聲波共振器面向所述導電接墊的第二方向不同的第一方向上延伸。
所述導電接墊設置於所述突出部分與所述金屬層之間的部分可沿著所述聲波共振器的外周彎曲。
所述導電接墊設置於所述突出部分與所述金屬層之間的部分在所述第一方向上的延伸長度可較所述導電接墊設置於所述突出部分與所述金屬層之間的所述部分在所述第二方向上的寬度長。
所述突出部分的表面可接觸所述導電接墊，且所述表面可為不平坦的。
聲波共振器封裝可包括穿孔，所述穿孔界定穿透所述頂蓋並電性連接至所述導電接墊的電性路徑。
所述穿孔在所述穿孔穿透所述頂蓋的方向上可不與所述突出部分交疊。
所述穿孔在所述穿孔穿透所述頂蓋的所述方向上可與所述聲波共振器交疊，所述第二電極可設置於所述壓電層與所述頂蓋之間，且所述金屬層可連接至所述第二電極。
聲波共振器封裝可包括接合構件，所述接合構件接觸所述頂蓋，且設置於所述基板與所述頂蓋之間且環繞所述突出部分及所述聲波共振器，且所述穿孔可電性連接至所述接合構件。
所述穿孔可包括多個穿孔，且所述多個穿孔可包括靠近所述導電接墊設置且電性連接至所述導電接墊的第一穿孔以及靠近所述接合構件設置且電性連接至所述接合構件的第二穿孔。
聲波共振器封裝可包括屏蔽層，所述屏蔽層設置於所述頂蓋的面向所述基板的表面上且電性連接至所述導電接墊。
聲波共振器封裝可包括被動組件，所述被動組件設置於所述頂蓋的面向所述基板的表面上且電性連接至所述導電接墊。
所述第一電極、所述壓電層及所述第二電極可在所述基板面向所述頂蓋的方向上堆疊。
在另一總體態樣中，一種聲波共振器封裝包括：基板；頂蓋，包括朝向所述基板突出的第一突出部及朝向所述基板突出的第二突出部；第一聲波共振器及第二聲波共振器，彼此間隔開且設置於所述基板與所述頂蓋之間，所述第一聲波共振器及所述第二聲波共振器中的每一者包括第一電極、壓電層及第二電極；第一金屬層，連接在所述第一聲波共振器的所述第一電極及所述第二電極中的一者與所述第二聲波共振器的所述第一電極及所述第二電極中的一者之間；第二金屬層，連接至所述第一聲波共振器的所述第一電極及所述第二電極以及所述第二聲波共振器的所述第一電極及所述第二電極中的未連接至所述第一金屬層的電極；第一導電接墊，至少部分地設置於所述第一突出部與所述第一金屬層之間；第二導電接墊，至少部分地設置於所述第二突出部與所述第二金屬層之間；以及被動組件，設置於所述頂蓋的面向所述基板的表面上，且電性連接在所述第一導電接墊與所述第二導電接墊之間。
所述第一導電接墊的部分可在與所述第一聲波共振器面向所述第二聲波共振器的第二方向不同的第一方向上延伸。
聲波共振器封裝可包括：穿孔，界定穿透所述頂蓋並電性連接至所述第一導電接墊及所述第二導電接墊的電性路徑，且所述穿孔在所述穿孔穿透所述頂蓋的方向上可不與所述第一突出部及所述第二突出部交疊。
聲波共振器封裝可包括第三聲波共振器，所述第三聲波共振器電性連接在地與所述第一金屬層及所述第二金屬層中的一者之間，且所述被動組件可包括電感器。
藉由閱讀以下詳細說明、圖式及申請專利範圍，其他特徵及態樣將顯而易見。
提供以下詳細說明是為幫助讀者獲得對本文中所述方法、設備及/或系統的全面理解。然而，對於此項技術中具有通常知識者而言，本文中所述方法、設備及/或系統的各種變化、潤飾及等效形式將顯而易見。本文中所述的操作順序僅為實例，且不限於本文中所述操作順序，而是如對於此項技術中具有通常知識者而言將顯而易見，除必定以特定次序發生的操作以外，均可有所改變。此外，為提高清晰性及簡潔性，可省略對此項技術中具有通常知識者將眾所習知的功能及構造的說明。
本文中所述特徵可以不同形式實施，且不被理解為受限於本文中所述實例。確切而言，提供本文中所述實例是為了使此揭露將透徹及完整，並將向此項技術中具有通常知識者充分傳達本揭露的範圍。
在本文中，應注意，關於實例或實施例（例如關於實例或實施例可包括或實施什麼）使用用語「可」意味著存在至少一個其中包括或實施此種特徵的實例或實施例，而所有實例及實施例不限於此。
在說明書通篇中，當例如層、區域或基板等元件被闡述為「位於」另一元件「上」、「連接至」或「耦合至」另一元件時，所述元件可直接「位於」所述另一元件「上」、直接「連接至」或直接「耦合至」所述另一元件，或者可存在介於其間的一或多個其他元件。反之，當元件被闡述為「直接位於」另一元件「上」、「直接連接至」或「直接耦合至」另一元件時，則可不存在介於其間的其他元件。
本文中所使用的用語「及/或（and/or）」包括相關聯列出項中的任一項或者任兩項或更多項的任意組合。
儘管本文中可能使用例如「第一（first）」、「第二（second）」及「第三（third）」等用語闡述各種構件、組件、區域、層或區段，然而該些構件、組件、區域、層或區段不受該些用語限制。確切而言，該些用語僅用於區分各個構件、組件、區域、層或區段。因此，在不背離實例的教示內容的條件下，在本文中所述實例中提及的第一構件、組件、區域、層或區段亦可被稱為第二構件、組件、區域、層或區段。
為易於說明，本文中可能使用例如「上方」、「上部」、「下方」及「下部」等空間相對性用語來闡述如圖中所示的一個元件與另一元件的關係。此種空間相對性用語旨在囊括除圖中所繪示的定向以外，裝置在使用中或操作中的不同定向。舉例而言，若翻轉圖中的裝置，則闡述為相對於另一元件位於「上方」或「上部」的元件此時將相對於所述另一元件位於「下方」或「下部」。因此，用語「上方」端視裝置的空間定向而同時囊括上方及下方兩種定向。所述裝置亦可以其他方式定向（例如，旋轉90度或處於其他定向），且本文中所使用的空間相對性用語要相應地進行解釋。
本文中所使用的術語僅是為闡述各種實例，而並不用於限制本揭露。除非上下文另外清楚指示，否則冠詞「一（a、an）」及「所述（the）」旨在亦包括複數形式。用語「包括（comprises）」、「包含（includes）」及「具有（has）」指明所陳述特徵、數目、操作、構件、元件及/或其組合的存在，但不排除一或多個其他特徵、數目、操作、構件、元件及/或其組合的存在或添加。
由於製造技術及/或容差，圖式中所示形狀可能出現變型。因此，本文中所述實例不限於圖式中所示的具體形狀，而是包括在製造期間發生的形狀變化。
如在理解本申請案的揭露內容之後將顯而易見，本文中所述實例的特徵可以各種方式組合。此外，儘管本文中所述實例具有各種配置，然而如在理解本申請案的揭露內容之後將顯而易見，可存在其他配置。
圖式可不按比例繪製，且為清晰、例示及方便起見，可誇大圖式中的元件的相對大小、比例及繪示。
圖1是示出根據實例的可包括在聲波共振器封裝中的聲波共振器濾波器的電路圖。
參照圖1，聲波共振器濾波器50a可包括串聯部分10a及分路部分20a，且可允許射頻（RF）訊號通過第一RF埠P1與第二RF埠P2之間的部分或者可阻擋RF訊號。
串聯部分10a可包括至少一個串聯聲波共振器11、12及13，且分路部分20a可包括至少一個分路聲波共振器21、22及23。
所述至少一個串聯聲波共振器11、12及13之間、所述至少一個分路聲波共振器21、22及23之間以及串聯部分10a與分路部分20a之間的多個節點N1、N2及N3可被實施為金屬層。金屬層可由具有相對低的電阻率的材料（例如金（Au）、金-錫（Au-Sn）合金、銅（Cu）、銅-錫（Cu-Sn）合金、鋁（Al）、鋁合金等）形成，但是材料不限於此。
所述至少一個串聯聲波共振器11、12及13以及所述至少一個分路聲波共振器21、22及23中的每一者可將RF訊號的電能轉換成機械能，且可藉由壓電特性執行相反的轉換。當RF訊號的頻率更接近聲波共振器的共振頻率時，多個電極之間的能量傳遞速率（energy transfer rate）可顯著增加，且當RF訊號的頻率更接近聲波共振器的反共振頻率時，多個電極之間的能量傳遞速率可能顯著降低。聲波共振器的反共振頻率可高於聲波共振器的共振頻率。
舉例而言，所述至少一個串聯聲波共振器11、12及13以及所述至少一個分路聲波共振器21、22及23中的每一者可為薄膜體聲波共振器（film bulk acoustic resonator，FBAR），或者為固體安裝共振器（solidly mounted resonator，SMR）型共振器。
至少一個串聯聲波共振器11、12及13可串聯電性連接在第一RF埠P1與第二RF埠P2之間。當RF訊號的頻率更接近共振頻率時，可增大RF訊號在第一RF埠P1與第二RF埠P2之間的通過速率，且當RF訊號的頻率更接近反共振頻率時，則可降低RF訊號在第一RF埠P1與第二RF埠P2之間的通過速率。
所述至少一個分路（shunt）聲波共振器21、22及23可電性分路連接在所述至少一個串聯聲波共振器11、12及13與地GND之間。當RF訊號的頻率更接近共振頻率時，可增大RF訊號朝向地GND的通過速率，且當RF訊號的頻率更接近反共振頻率時，可降低RF訊號朝向地GND的通過速率。
RF訊號在第一RF埠P1與第二RF埠P2之間的通過速率可隨著RF訊號朝向地GND的通過速率較高而降低，且可隨著RF訊號朝向地GND的通過速率較低而增加。
當RF訊號的頻率更接近所述至少一個分路聲波共振器21、22及23的共振頻率或者更接近所述至少一個串聯聲波共振器11、12及13的反共振頻率時，可能降低RF訊號在第一RF埠P1與第二RF埠P2之間的通過速率。
由於反共振頻率高於共振頻率，因此聲波共振器濾波器50a可具有由與所述至少一個分路聲波共振器21、22及23的共振頻率對應的最低頻率及與所述至少一個串聯聲波共振器11、12及13的反共振頻率對應的最高頻率形成的通頻帶寬度（pass bandwidth）。作為另一選擇，聲波共振器濾波器50a可具有由與所述至少一個串聯聲波共振器11、12及13的共振頻率對應的最低頻率及與所述至少一個分路聲波共振器21、22及23的反共振頻率對應的最高頻率形成的阻帶寬度（stop bandwidth）。
當所述至少一個分路聲波共振器21、22及23的共振頻率與所述至少一個串聯聲波共振器11、12及13的反共振頻率之間的差增大時，通頻帶寬度可更寬，且當所述至少一個串聯聲波共振器11、12及13的共振頻率與所述至少一個分路聲波共振器21、22及23的反共振頻率之間的差增大時，阻帶寬度可更寬。然而，如果差太大，則帶寬度可能被分割（split），且帶寬度的插入損耗（insertion loss）及/或回波損耗（return loss）可能增大。
當所述至少一個串聯聲波共振器11、12及13的共振頻率適當地高於所述至少一個分路聲波共振器21、22及23的反共振頻率時，或者當所述至少一個分路聲波共振器21、22及23的共振頻率適當地高於所述至少一個串聯聲波共振器11、12及13的反共振頻率時，聲波共振器濾波器50a的帶寬度可為寬的，且可不被分割或者可減少損耗。
在聲波共振器中，共振頻率與反共振頻率之間的差可基於機電耦合因子（electromechanical coupling factor）kt 2來確定，所述機電耦合因子kt 2是聲波共振器的物理特性，且kt 2可基於聲波共振器的大小、厚度及形狀來確定。
依據設計，聲波共振器濾波器50a可具有根據藉由包括被動組件30a來調節的一些聲波共振器的kt 2的頻率特性。據以，用於將聲波共振器濾波器50a的頻率特性最佳化的原理可進一步多樣化，因此可更有效地改善聲波共振器濾波器50a的濾波器效能（例如，帶寬度、帶內損耗、帶末衰減特性等）。
舉例而言，被動組件30a可包括串聯電性連接在所述多個節點N1、N2及N3與地之間的至少一個分路電感器31、32及33，且由於所述至少一個分路電感器31、32及33可降低共振頻率而實質上不影響所述至少一個分路聲波共振器21、22及23的反共振頻率，因此所述至少一個分路電感器31、32及33可在kt 2調節的頻率特性中起作用。
舉例而言，被動組件30a可包括並聯電性連接至所述至少一個串聯聲波共振器11、12及13的至少一個串聯電感器34及35。所述至少一個串聯電感器34及35可降低共振頻率，而實質上不影響所述至少一個串聯聲波共振器11、12及13的反共振頻率，使得所述至少一個串聯電感器34及35可在kt 2調節的頻率特性中起作用。
由於聲波共振器濾波器50a的帶寬度可具有與帶寬度的整體頻率成比例的特性，因此當帶寬度的整體頻率增加時，帶寬度可更寬。
然而，當帶寬度的整體頻率增加時，通過聲波共振器濾波器50a的RF訊號的波長可能減小。當RF訊號的波長減小時，與天線處的遠程傳輸/接收過程中的傳輸/接收距離相比，能量衰減可能增大。
即，當聲波共振器濾波器50a的帶寬度的整體頻率增加時，考慮到遠程傳輸/接收過程中的能量衰減，通過聲波共振器濾波器50a的RF訊號可能需要更大的功率。
當通過聲波共振器濾波器50a的RF訊號的功率增加時，根據壓電操作，所述至少一個分路聲波共振器21、22及23以及所述至少一個串聯聲波共振器11、12及13中的每一者會被加熱，且可能增大由於加熱而損壞的可能性。
當所述至少一個分路聲波共振器21、22及23以及所述至少一個串聯聲波共振器11、12及13中的每一者具有大的大小或者被分成彼此連接的多個聲波共振器時，可降低由於加熱而損壞的可能性，但是聲波共振器濾波器50a的整體大小可能增加。即，由於聲波共振器濾波器50a的加熱而損壞的可能性與整體大小可能處於彼此的取捨關係（trade-off relationship）。
根據本揭露的各種實例的聲波共振器封裝可增大聲波共振器的散熱效率，或者與散熱效率相比可具有減小的大小。作為另一選擇，由於根據各種實例的聲波共振器封裝可有效地使用被動組件30a，因此與整體大小相比，它可具有改善的濾波器效能。
圖2A及圖2B是示出根據實例的聲波共振器封裝的導電接墊的平面圖及側視圖。
參照圖2A及圖2B，聲波共振器封裝50b可包括基板110、頂蓋210、至少一個聲波共振器R1及R2、至少一個金屬層180及190以及導電接墊230，且聲波共振器R1及R2中的至少一者可被實施為體（bulk）聲波共振器。
基板110可為矽基板。舉例而言，矽晶圓或絕緣體上矽（silicon on insulator，SOI）型基板可用作基板110。絕緣層可設置於基板110的上表面上，以將基板110與共振部分120電性隔離。當在聲波共振器的製造製程期間形成空腔C時，絕緣層可防止基板110被蝕刻氣體蝕刻。在此情況下，絕緣層可由二氧化矽（SiO 2）、氮化矽（Si 3N 4）、氧化鋁（Al 2O 3）及氮化鋁（AlN）中的至少一種形成，且可藉由化學氣相沈積（chemical vapor deposition）、RF磁控濺鍍（RF magnetron sputtering）及蒸鍍（evaporation）中的任一種製程形成。
支撐層140可形成於絕緣層上，且支撐層140可設置於空腔C及蝕刻停止部分附近，以環繞空腔C及蝕刻停止部分。空腔C可被形成為空的空間，且可藉由移除在製備支撐層140的製程中形成的犧牲層的一部分來形成，且支撐層140可被形成為犧牲層的剩餘部分。對於支撐層140，可使用易於蝕刻的材料，例如多晶矽或非晶矽。然而，材料不限於此。蝕刻停止部分可沿著空腔C的邊界設置。蝕刻停止部分可被設置成防止在形成空腔C的製程期間蝕刻超出空腔區進行。
膜層150可形成在支撐層140上且形成空腔C的上表面。因此，膜層150亦可由在形成空腔C的製程中不容易被移除的材料形成。舉例而言，當鹵化物系蝕刻氣體（例如氟（F）或氯（Cl））被用於移除支撐層140的部分（例如，空腔區）時，膜層150利用蝕刻氣體形成，且可由具有低反應性的材料製成。在此情況下，膜層150可包含二氧化矽（SiO 2）及氮化矽（Si 3N 4）中的至少一種。另外，膜層150包含氧化鎂（MgO）、氧化鋯（ZrO 2）、氮化鋁（AlN）、鋯鈦酸鉛（lead zirconate titanate，PZT）、砷化鎵（GaAs）、氧化鉿（HfO 2）、氧化鋁（Al 2O 3）。）、氧化鈦（TiO 2）、氧化鋅（ZnO），或者由包含鋁（Al）、鎳（Ni）、鉻（Cr）、鉑（Pt）中的至少一種材料的介電層（dielectric layer）製成，它可由包含鎵（Ga）及鉿（Hf）中的至少一種的金屬層形成。然而，配置不限於此。
共振部分120包括第一電極121、壓電層123及第二電極125。在共振部分120中，第一電極121、壓電層123及第二電極125自底部（自基板110側）依序堆疊。據以，在共振部分120中，壓電層123可設置於第一電極121與第二電極125之間。由於共振部分120形成於膜層150上，因此膜層150、第一電極121、壓電層123及第二電極125可依序堆疊於基板110上以形成共振部分120。共振部分120可根據施加至第一電極121及第二電極125的訊號使壓電層123共振，從而產生共振頻率及反共振頻率。
共振部分120可分成中心部分S以及擴展部分E，在中心部分S中，第一電極121、壓電層123及第二電極125實質上平坦地堆疊，在擴展部分E中，插入層170設置於第一電極121與壓電層123之間。中心部分S是設置於共振部分120的中心處的區，而擴展部分E是沿著中心部分S的圓周設置的區。因此，擴展部分E是自中心部分S向外延伸的區，且是指沿著中心部分S的圓周形成為連續環形狀的區。然而，如果需要，其部分可形成為不連續的環形狀。
據以，在跨越中心部分S截取的共振部分120的剖面中，擴展部分E可設置於中心部分S的兩端處。插入層170可設置於在中心部分S的兩端處設置的擴展部分E的兩側上。
插入層170可具有傾斜表面L，所述傾斜表面L具有隨著遠離中心部分S而增加的厚度。在擴展部分E中，壓電層123及第二電極125設置於插入層170上。據以，位於擴展部分E中的壓電層123及第二電極125可具有沿著插入層170的形狀的傾斜表面。
擴展部分E可被界定為包括在共振部分120中，且因此，亦可在擴展部分E中產生共振。然而，配置不限於此，且，共振可不發生在擴展部分E中，且可僅在中心部分S中產生。
第一電極121及第二電極125可由導體（例如，金、鉬、釕、銥、鋁、鉑、鈦、鎢、鈀、鉭、鉻、鎳或包括至少其等的金屬）形成，但不限於此。
在共振部分120中，第一電極121被形成為具有較第二電極125的面積大的面積，且第一金屬層180設置於第一電極121上第一電極121的外部部分上。據以，第一金屬層180可被設置成與第二電極125間隔開預定距離，且可被設置成環繞共振部分120。由於第一電極121設置於膜層150上，因此整體來看第一電極121可形成為平坦的。由於第二電極125設置於壓電層123上，因此可形成與壓電層123的形狀對應的彎曲部分。第二電極125可完全設置於中心部分S中，且可部分地設置於擴展部分E中。第一電極121及/或第二電極125可用作用於輸入及輸出電性訊號（例如射頻（RF）訊號）的輸入電極及輸出電極中的任一者。
作為壓電層123的材料，可選擇性地使用氧化鋅（ZnO）、氮化鋁（AlN）、經摻雜的氮化鋁（doped aluminum nitride）、鋯鈦酸鉛（lead zirconate titanate）、石英（quartz）等。經摻雜的氮化鋁（doped aluminum nitride）可更包括稀土金屬（rare earth metal）、過渡金屬（transition metal）或鹼土金屬（alkaline earth metal）。稀土金屬可包括鈧（Sc）、鉺（Er）、釔（Y）及鑭（La）中的至少一種。過渡金屬可包括鉿（Hf）、鈦（Ti）、鋯（Zr）、鉭（Ta）及鈮（Nb）中的至少一種。鹼土金屬亦可包括鎂（Mg）。摻雜至氮化鋁（AlN）中的元素含量可介於0.1原子%至30原子%的範圍內。壓電層可藉由使用鈧（Sc）對氮化鋁（AlN）進行摻雜來使用。在此情況下，可增大壓電常數以增大聲波共振器的Kt2。
插入層170可設置於由膜層150、第一電極121及蝕刻停止部分形成的表面上。據以，插入層170可部分地設置於共振部分120內，且可設置於第一電極121與壓電層123之間。插入層170可設置於除中心部分S之外的區中。舉例而言，插入層170可設置於基板110上除中心部分S之外的整個區中，或者可設置於部分區中。
插入層170可由介電質（例如氧化矽（SiO 2）、氮化鋁（AlN）、氧化鋁（Al 2O 3）、氮化矽（Si 3N 4）、氧化鎂（MgO）、氧化鋯（ZrO 2）、鋯鈦酸鉛（PZT）、砷化鎵（GaAs）、氧化鉿（HfO 2）、氧化鈦（TiO 2）、氧化鋅（ZnO）等）形成，但是可由不同於壓電層123的材料的材料形成。插入層170可由金屬材料形成。當在5G通訊中使用聲波共振器時，在共振部分120中可能產生大量的熱，且因此，平穩地散發在共振部分120中產生的熱是有必要的。為此，插入層170可由包含鈧（Sc）的鋁合金材料形成。
共振部分120可藉由形成為空的空間的空腔C而與基板110間隔開。空腔C可藉由在聲波共振器的製造製程期間向流入孔供應蝕刻氣體（或蝕刻溶液）來移除支撐層140的部分而形成。據以，空腔C可形成為其中上表面（頂表面）及側表面（壁表面）由膜層150配置、且底表面由基板110或絕緣層形成的空間。根據製造方法的順序，膜層150可僅形成在空腔C的上表面（頂表面）上。
保護層160可設置於所述至少一個聲波共振器R1及R2的表面上，以保護所述至少一個聲波共振器R1及R2免受外部影響。保護層160可設置於由第二電極125及壓電層123的彎曲部分形成的表面上。在製造製程期間的最終過程中，保護層160可被部分移除以用於頻率控制。舉例而言，可在製造製程期間藉由頻率微調來調節保護層160的厚度。
為此，保護層160可包括適於進行頻率微調的二氧化矽（SiO 2）、氮化矽（Si 3N 4）、氧化鎂（MgO）、氧化鋯（ZrO 2）、氮化鋁（AlN）、鋯鈦酸鉛（PZT）、砷化鎵（GaAs）、氧化鉿（HfO2）、氧化鋁（Al 2O 3）、氧化鈦（TiO 2）、氧化鋅（ZnO）、非晶矽（a-Si）、多晶矽（p-Si）中的任一種，但不限於此。
第一電極121及第二電極125可延伸至共振部分120的外側。第一金屬層180及第二金屬層190可分別設置於延伸部分的上表面上。
第一金屬層180及第二金屬層190可由金（Au）、金-錫（Au-Sn）合金、銅（Cu）、銅-錫（Cu-Sn）合金、鋁（Al）及鋁合金中的任一種形成。鋁合金可為鋁-鍺（Al-Ge）合金或鋁-鈧（Al-Sc）合金。
第一金屬層180及第二金屬層190中的一者可將所述多個聲波共振器R1及R2電性連接，且第一金屬層180及第二金屬層190中的另一者可將所述多個聲波共振器R1及R2中的一者電性連接至相鄰的聲波共振器或埠（例如，第一埠、第二埠及接地埠）。即，第一金屬層180及第二金屬層190可用作基板110上的連接線。
舉例而言，第一金屬層180及第二金屬層190的至少一部分可接觸保護層160，且可接合至第一電極121及第二電極125。舉例而言，第一金屬層180可沿著共振部分120的周邊的部分設置，第二金屬層190可沿著共振部分120的周邊的另一部分設置，且第一金屬層180及第二金屬層190可環繞共振部分120。然而，配置不限於此。
頂蓋210可被設置成與所述多個聲波共振器R1及R2在向上方向上間隔開，且可包括朝向基板110突出的突出部分215。頂蓋210可容納所述多個聲波共振器R1及R2。頂蓋210可耦合至基板110、支撐層140及膜層150中的至少一者，且可切斷由頂蓋210容納的內部空間與頂蓋210的外部。舉例而言，頂蓋210可具有包括內部空間的蓋形狀，可在水平方向上具有U形狀，且可包含絕緣材料（例如玻璃或矽）。
當頂蓋210耦合至下部結構（例如，基板110、支撐層140及膜層150中的至少一者）時，頂蓋210可自上側接收外力。在此情況下，頂蓋210的突出部分215可在下部結構與頂蓋210之間提供耦合力。
導電接墊230可設置於頂蓋210的面向基板110的表面（例如，下表面）上，且導電接墊230的至少一部分225可連接在突出部分215與第一金屬層180或第二金屬層190之間。
據以，由所述多個聲波共振器R1及R2中的至少一者產生的熱可藉由第一金屬層180或第二金屬層190、導電接墊230、突出部分215以及頂蓋210散發至頂蓋210的外部。
此外，導電接墊230的至少所述部分225可在與面向所述多個聲波共振器R1及R2中的一者的方向（例如，Y方向）不同的方向（例如，X方向）上延伸。作為另一選擇，導電接墊230的至少所述部分225可在與所述多個聲波共振器R1及R2彼此面對的方向（例如，Y方向）不同的方向（例如，X方向）上延伸。
據以，由於可加寬所述多個聲波共振器R1及R2中的至少一者與頂蓋210之間的散熱路徑的寬度，因此可將由所述多個聲波共振器R1及R2中的至少一者產生的熱有效地散發至頂蓋210的外部。
散熱路徑的寬度可與導電接墊230的至少所述部分225的延伸長度L1成比例，且延伸長度L1可較導電接墊230的寬度L2長。據以，可縮短所述多個聲波共振器R1及R2之間的距離，且因此，導電接墊230的至少所述部分225可有利地用作所述多個聲波共振器R1及R2全部的散熱路徑。
根據設計，聲波共振器封裝50b可更包括穿孔325，穿孔325提供穿透頂蓋210且電性連接至導電接墊230的電性路徑。舉例而言，頂蓋210的一部分可包括頂蓋210的上部部分與下部部分之間的鑽孔部分，且穿孔325的至少一部分可設置於所述鑽孔部分的側表面上。
據以，所述多個聲波共振器R1及R2中的至少一者可電性連接至頂蓋210的外部。舉例而言，穿孔325可藉由設置於頂蓋210的上表面上的導電圖案320電性連接至外部（例如，印刷電路板（printed circuit board，PCB））。
所述多個聲波共振器R1及R2中的至少一者與基板110的下側之間的垂直連接路徑（例如，穿透基板110的穿孔）的數目可減少設置於頂蓋210中的穿孔325的數目，且因此，穿孔325或穿孔325與垂直連接路徑的組合可增加基板110上的所述多個聲波共振器R1及R2的自由度，且相較於效能而言，聲波共振器封裝50b可具有減小的大小。
舉例而言，導電接墊230、穿孔325及導電圖案320中的至少一者可藉由在將頂蓋210耦合至下部結構之前在頂蓋210的表面上施加金屬漿料（可包括在金屬層中的金屬材料）或者對頂蓋210的表面進行鍍覆來形成。
舉例而言，穿孔325可被設置成在穿孔325穿透頂蓋210的方向（例如，Z方向）上不與突出部分215交疊。據以，突出部分215的大小可減小穿孔325的大小，從而可更容易地實施以下結構：其中導電接墊230的至少所述部分225在與至少所述部分225面向所述多個聲波共振器R1及R2中的一者的方向（例如，Y方向）不同的方向（例如，X方向）上延伸。
由於突出部分215的大小減小，因此當頂蓋210接合至下部結構（例如，基板110、支撐層140及膜層150中的至少一者）時，自頂蓋210的上側施加的力可更集中於突出部分215中，藉此增加頂蓋210與下部結構之間的耦合力。
舉例而言，由於所述多個聲波共振器封裝可在晶圓級封裝製程中在基板與頂蓋耦合之後被切割及製造，因此施加至所述多個聲波共振器封裝中的一者的力可隨著所述多個聲波共振器封裝中的一者的大小減小而減小。據以，當聲波共振器封裝50b的大小減小時，頂蓋210與下部結構之間的耦合力可能變得更重要，且頂蓋210的突出部分215的大小的減小可增加耦合力。
舉例而言，頂蓋210的突出部分215的下表面可為不平坦的。據以，突出部分215可使得壓力在頂蓋210與其下部結構之間的耦合製程期間更集中，且導電接墊230的至少所述部分225可在突出部分215與第一金屬層180或第二金屬層190之間形成得更緻密。舉例而言，不平坦形式可為在凹入部分與凸出部分之間具有角度的階面（tread）形狀。
圖3是示出根據實例的其中聲波共振器封裝的導電接墊沿著聲波共振器封裝的外周彎曲的結構的平面圖。
參照圖3，聲波共振器封裝50c的導電接墊的至少所述部分225可沿著聲波共振器R1的外周彎曲（bending）。據以，由於聲波共振器R1的散熱路徑（path）的寬度可進一步增加，因此在聲波共振器R1中產生的熱可有效地散發至外部。
圖4A及圖4B是示出根據實例的聲波共振器封裝的平面圖及剖面圖。
參照圖4A及圖4B，聲波共振器封裝50d可更包括接合構件220，接合構件220在基板110與頂蓋210之間與頂蓋210接觸，且鑒於突出部分215a的突出方向（例如，Z方向），接合構件220環繞突出部分215a以及聲波共振器R3及R4。
據以，頂蓋210可藉由接合構件220密封（hermetic）地耦合至下部結構（例如，基板110、支撐層140及膜層150中的至少一者），且由接合構件220環繞的空間可與頂蓋210的外部不連接。
舉例而言，接合構件220可具有其中多個導電環（ring）共晶（eutectic）接合的結構或者陽極（anotic）接合結構。舉例而言，接合構件220可與頂蓋210的外部突出部分215b的下表面接觸。
由於接合構件220可電性連接至頂蓋210的穿孔325，因此接合構件220可被設置成自外部接地。據以，由於可省略被分配以在由接合構件220環繞的空間中提供接地的空間，因此由接合構件220環繞的空間可更小或者可包括更多的聲波共振器R3及R4。
舉例而言，穿孔325可包括多個穿孔，所述多個穿孔中的一者可更接近於導電接墊230進行電性連接，而另一者可更接近於接合構件220進行電性連接。據以，所述多個穿孔可為聲波共振器R3及R4以及接合構件220執行不同的作用（例如，散熱路徑、提供接地、被動組件連接路徑等）。
圖5是示出根據實例的其中聲波共振器封裝的導電接墊連接至聲波共振器封裝的第二電極的結構的側視圖。
參照圖5，聲波共振器封裝50e的穿孔325可被設置成在穿孔325穿透頂蓋210的方向（例如，Z方向）上與聲波共振器R5交疊（overlap）。據以，藉由穿孔325與聲波共振器R5之間的交疊區域，可更有效地減小聲波共振器封裝50e的大小。
在此實例中，第二電極125可設置於壓電層123與頂蓋210之間，且第一金屬層180及第二金屬層190中的電性連接至穿孔325的金屬層可連接至第二電極125。據以，可抑制導電接墊230與聲波共振器R5之間寄生電容的出現。
圖6是示出根據實例的其中聲波共振器封裝的導電接墊電性連接至被動組件的結構的側視圖。
參照圖6，聲波共振器封裝50f可更包括被動組件30b，被動組件30b設置於頂蓋210的面向基板110的表面（例如，下表面）上，且電性連接至導電接墊230。據以，即使使用被動組件30b，聲波共振器封裝50f的大小亦可不增加。
舉例而言，聲波共振器R6可為圖1中所示的至少一個分路聲波共振器21、22及23，且被動組件30b可為圖1中所示的至少一個分路電感器31、32及33且可電性連接在提供接地的穿孔325與聲波共振器R6之間。
圖7A及圖7B是示出根據實例的其中被動組件並聯地電性連接至聲波共振器封裝中的聲波共振器的結構的側視圖。
參照圖7A及圖7B，聲波共振器封裝50g及50h的頂蓋可包括朝向基板突出的第一突出部分215b及第二突出部分215a。
第一導電接墊225b可連接在第一突出部分215b與第一金屬層180之間，且第二導電接墊225a可連接在第二突出部分215a與第二金屬層190之間。
第一金屬層180可電性連接在第一聲波共振器R7與右側第二聲波共振器之間，且第二金屬層190可電性連接在第一聲波共振器R7與左側附加聲波共振器或埠（例如，第一埠、第二埠及接地埠）之間。
參照圖7A，被動組件30c可電性連接在多個穿孔325a及325b之間，且所述多個穿孔325a及325b可分別電性連接至第一導電接墊225b及第二導電接墊225a。參照圖7B，被動組件30c可電性連接在第一導電接墊225b與第二導電接墊225a之間。
據以，被動組件30c可並聯地電性連接至第一聲波共振器R7。舉例而言，第一聲波共振器R7可為圖1中所示的至少一個串聯聲波共振器12及13，且被動組件30c可為圖1中所示的至少一個串聯電感器34及35。第二聲波共振器及附加聲波共振器中的一者可為圖1中所示的至少一個串聯聲波共振器11、12及13，且另一者可為圖1中所示的至少一個分路聲波共振器21、22及23。依據設計，可省略所述多個穿孔325a及325b。
舉例而言，所述多個穿孔325a及325b可被設置成在所述多個穿孔325a及325b穿透頂蓋的方向上（例如，在Z方向上）不與第一突出部分215b及第二突出部分215a交疊。
據以，即使當使用與第一聲波共振器R7並聯電性連接的被動組件30c時，第一金屬層180及第二金屬層190亦可不增加第一聲波共振器R7與相鄰聲波共振器之間的距離，且因此，聲波共振器封裝50g及50h可有效地使用被動組件30c，且相較於效能而言，聲波共振器封裝50g及50h的大小可減小。
圖8A及圖8B是示出根據實例的其中聲波共振器封裝的導電接墊電性連接至屏蔽層的結構的側視圖及透視圖。
參照圖8A及圖8B，聲波共振器封裝50i可更包括屏蔽層250，屏蔽層250設置於頂蓋210的面向基板110的表面（例如，下表面）上並電性連接至導電接墊230。
由於屏蔽層250可電磁切斷由頂蓋210及頂蓋210的外部環繞的空間，因此可保護多個聲波共振器R8免受外部電磁雜訊的影響。
舉例而言，屏蔽層250可被設置成藉由接合構件220或穿孔325a接地。舉例而言，穿孔325a可被設置成藉由導電圖案320進行外部接地（例如，PCB），且可電性連接至第一金屬層180及第二金屬層190中的一者。所述多個聲波共振器R8中的一者可電性連接在第一金屬層180與第二金屬層190之間。
所述多個聲波共振器R8可電性連接在第一埠與第二埠之間，且可電性連接至接地埠GND。舉例而言，根據設計，第一埠、第二埠及接地埠GND可被實施為穿透基板110的垂直連接路徑，且可被實施為類似於穿孔325a的穿透頂蓋210的結構。
如上所述，根據各種揭露的實例的聲波共振器封裝可增大聲波共振器的散熱效率，或者相較於散熱效率而言具有減小的大小。此外，根據各種揭露的實例的聲波共振器封裝可有效地使用被動組件，因此與其整體大小相比，具有改善的濾波器效能。
儘管本揭露包括具體實例，然而對於熟習此項技術者而言將顯而易見，在不背離申請專利範圍及其等效範圍的精神及範圍的條件下，可對該些實例作出形式及細節上的各種改變。本文中所述實例僅被視為是說明性的，而非用於限制目的。對每一實例中的特徵或態樣的說明要被視為可應用於其他實例中的相似特徵或態樣。若所述技術被執行為具有不同的次序，及/或若所述系統、架構、裝置或電路中的組件以不同的方式組合及/或被其他組件或其等效物替換或補充，則可達成合適的結果。因此，本揭露的範圍並非由詳細說明來界定，而是由申請專利範圍及其等效範圍來界定，且在申請專利範圍及其等效範圍的範圍內的所有變化要被解釋為包括於本揭露中。
10a:串聯部分 11、12、13:串聯聲波共振器 20a:分路部分 21、22、23:分路聲波共振器 30a、30b、30c:被動組件 31、32、33:分路電感器 34、35:串聯電感器 50a:聲波共振器濾波器 50b、50c、50d、50e、50f、50g、50h、50i:聲波共振器封裝 110:基板 120:共振部分 121:第一電極 123:壓電層 125:第二電極 140:支撐層 150:膜層 160:保護層 170:插入層 180:第一金屬層/金屬層 190:第二金屬層/金屬層 210:頂蓋 215:突出部分 215a:第二突出部分/突出部分 215b:第一突出部分/外部突出部分 220:接合構件 225:部分 225a:第二導電接墊 225b:第一導電接墊 230:導電接墊 250:屏蔽層 320:導電圖案 325、325a、325b:穿孔 C:空腔 E:擴展部分 GND:地/接地埠 I、I':截面 L:傾斜表面 L1:延伸長度 L2:寬度 N1、N2、N3:節點 P1:第一RF埠 P2:第二RF埠 R1、R2、R3、R4、R5、R6、R8:聲波共振器 R7:第一聲波共振器 S:中心部分 X、Y、Z:方向
圖1是示出根據實例的可包括在聲波共振器封裝中的聲波共振器濾波器的電路圖。 圖2A及圖2B是示出根據實例的聲波共振器封裝的導電接墊的平面圖及側視圖。 圖3是示出根據實例的其中聲波共振器封裝的導電接墊沿著聲波共振器外周彎曲的結構的平面圖。 圖4A及圖4B是示出根據實例的聲波共振器封裝的平面圖及剖面圖。 圖5是示出根據實例的其中聲波共振器封裝的導電接墊連接至聲波共振器的第二電極的結構的側視圖。 圖6是示出根據實例的其中聲波共振器封裝的導電接墊電性連接至被動組件的結構的側視圖。 圖7A及圖7B是示出根據實例的其中被動組件並聯地電性連接至聲波共振器封裝中的聲波共振器的結構的側視圖。 圖8A及圖8B是示出根據實例的其中聲波共振器封裝的導電接墊電性連接至屏蔽層的結構的側視圖及透視圖。 在所有圖式及詳細說明通篇中，相同的參考編號指代相同的元件。圖式可不按比例繪製，且為清晰、例示及方便起見，可誇大圖式中的元件的相對大小、比例及繪示。
50b:聲波共振器封裝
180:第一金屬層/金屬層
190:第二金屬層/金屬層
225:部分
L1:延伸長度
L2:寬度
R1、R2:聲波共振器
X、Y、Z:方向

Claims (16)

  1. 一種聲波共振器封裝，包括： 基板； 頂蓋，包括朝向所述基板突出的突出部分； 聲波共振器，設置於所述基板與所述頂蓋之間，且包括第一電極、壓電層及第二電極； 金屬層，連接至所述第一電極及所述第二電極中的一者；以及 導電接墊，至少部分地設置於所述突出部分與所述金屬層之間，且在與所述聲波共振器面向所述導電接墊的第二方向不同的第一方向上延伸。
  2. 如請求項1所述的聲波共振器封裝，其中所述導電接墊設置於所述突出部分與所述金屬層之間的部分沿著所述聲波共振器的外周彎曲。
  3. 如請求項1所述的聲波共振器封裝，其中所述導電接墊設置於所述突出部分與所述金屬層之間的部分在所述第一方向上的延伸長度較所述導電接墊設置於所述突出部分與所述金屬層之間的所述部分在所述第二方向上的寬度長。
  4. 如請求項1所述的聲波共振器封裝，其中所述突出部分的表面接觸所述導電接墊，且所述表面是不平坦的。
  5. 如請求項1所述的聲波共振器封裝，更包括穿孔，所述穿孔界定穿透所述頂蓋並電性連接至所述導電接墊的電性路徑。
  6. 如請求項5所述的聲波共振器封裝，其中所述穿孔在所述穿孔穿透所述頂蓋的方向上不與所述突出部分交疊。
  7. 如請求項6所述的聲波共振器封裝，其中 所述穿孔在所述穿孔穿透所述頂蓋的所述方向上與所述聲波共振器交疊， 所述第二電極設置於所述壓電層與所述頂蓋之間，且 所述金屬層連接至所述第二電極。
  8. 如請求項5所述的聲波共振器封裝，更包括接合構件，所述接合構件接觸所述頂蓋，且設置於所述基板與所述頂蓋之間且環繞所述突出部分及所述聲波共振器， 其中所述穿孔電性連接至所述接合構件。
  9. 如請求項8所述的聲波共振器封裝，其中 所述穿孔包括多個穿孔，且 所述多個穿孔包括靠近所述導電接墊設置且電性連接至所述導電接墊的第一穿孔以及靠近所述接合構件設置且電性連接至所述接合構件的第二穿孔。
  10. 如請求項1所述的聲波共振器封裝，更包括屏蔽層，所述屏蔽層設置於所述頂蓋的面向所述基板的表面上且電性連接至所述導電接墊。
  11. 如請求項1所述的聲波共振器封裝，更包括被動組件，所述被動組件設置於所述頂蓋的面向所述基板的表面上且電性連接至所述導電接墊。
  12. 如請求項1所述的聲波共振器封裝，其中所述第一電極、所述壓電層及所述第二電極在所述基板面向所述頂蓋的方向上堆疊。
  13. 一種聲波共振器封裝，包括： 基板； 頂蓋，包括朝向所述基板突出的第一突出部及朝向所述基板突出的第二突出部； 第一聲波共振器及第二聲波共振器，彼此間隔開且設置於所述基板與所述頂蓋之間，所述第一聲波共振器及所述第二聲波共振器中的每一者包括第一電極、壓電層及第二電極； 第一金屬層，連接在所述第一聲波共振器的所述第一電極及所述第二電極中的一者與所述第二聲波共振器的所述第一電極及所述第二電極中的一者之間； 第二金屬層，連接至所述第一聲波共振器的所述第一電極及所述第二電極以及所述第二聲波共振器的所述第一電極及所述第二電極中的未連接至所述第一金屬層的電極； 第一導電接墊，至少部分地設置於所述第一突出部與所述第一金屬層之間； 第二導電接墊，至少部分地設置於所述第二突出部與所述第二金屬層之間；以及 被動組件，設置於所述頂蓋的面向所述基板的表面上，且電性連接在所述第一導電接墊與所述第二導電接墊之間。
  14. 如請求項13所述的聲波共振器封裝，其中所述第一導電接墊的部分在與所述第一聲波共振器面向所述第二聲波共振器的第二方向不同的第一方向上延伸。
  15. 如請求項13所述的聲波共振器封裝，更包括： 穿孔，界定穿透所述頂蓋並電性連接至所述第一導電接墊及所述第二導電接墊的電性路徑， 其中所述穿孔在所述穿孔穿透所述頂蓋的方向上不與所述第一突出部及所述第二突出部交疊。
  16. 如請求項13所述的聲波共振器封裝，更包括第三聲波共振器，所述第三聲波共振器電性連接在地與所述第一金屬層及所述第二金屬層中的一者之間， 其中所述被動組件包括電感器。
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