CN103138709B - 射频滤波器和射频多工器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种射频滤波器和射频多工器，该射频滤波器包括：声波滤波器芯片，用于对接收的信号进行滤波；无源器件辅助功能网络，与声波滤波器芯片连接，用于提高滤波器的性能和/或实现端口阻抗转换功能，无源器件辅助功能网络通过集成无源器件IPD工艺制成。本发明通过集成无源器件工艺制造无源器件辅助功能网络，将无源器件辅助功能网络与声波滤波器芯片通过不同组合方式构成射频滤波器，不仅能够提高器件的集成度、减少所占的面积、缩小产品的体积，而且还能够避免将无源器件设置在承载衬底的封装基底中，从而避免对基底采用复杂的多层设计，降低基底设计和制造的复杂度和成本。

Description

射频滤波器和射频多工器

技术领域

本发明涉及电子器件封装领域，并且特别地，涉及一种射频滤波器和射频多工器。

背景技术

随着无线通讯系统的快速发展，大量功能各异的模块被设计并安装到体积严格受限的手持移动设备中。与此同时，日益拥挤的频率资源使得不同通信频带间的保护间隔越来越窄。在这种发展趋势下，为了保证系统中的每个模块都能正常工作、互不影响，就会对通信设备的各个组成部分提出更高的要求，例如，射频前端必须朝着微型化、集成化、高性能、低功耗和低成本的方向发展。一般来说，射频滤波器模块和射频多工器模块是射频前端的重要组成部分。因此，减小射频滤波器模块和射频多工器模块的尺寸，并降低其成本，对射频前端的进一步发展具有重要意义。

手持无线通讯设备中的射频滤波器模块和射频多工器模块通常采用一些无源器件构成具有一定功能的辅助网络，例如配合声波滤波器芯片工作的电感网络和电容网络、以及其它与声波滤波器芯片有电学耦合关系的阻抗匹配电路、平衡-不平衡转换电路等。

在传统技术中，射频滤波器模块或射频多工器模块中的无源器件辅助网络一般是在片外借助于分立元件实现，通常采用表面贴装技术(SurfaceMountedTechnology，简称为SMT)。如图1所示，滤波器芯片11设置在单层封装基底12上，通过倒装支球13与金属层14相连接，分立元件(例如，可以是电感、电容等)15同样设置在封装基底12上，并通过金属层14与滤波器芯片11相连接。这种实现方案必然会增加模块中的引脚焊盘数，导致整个模块封装尺寸增大，进而增加产品成本，并且不满足小型化设计的要求。另一种方案则是通过设计复杂的多层封装基底实现无源器件的集成，如图2所示，在多层封装基底22中利用金属层走线25和通孔24集成多个无源器件(例如：电感、电容)，并通过键合线23将设置在封装基底22上的滤波器芯片21与封装基底22中的无源器件相连接。这种实现方案虽然一定程度上满足了小型化设计的要求，但设计的复杂度与制造成本也相应增加。

针对相关技术中射频电路体积大、成本高的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中射频电路体积大、成本高的问题，本发明提出一种射频滤波器和射频多工器，能够提高器件的集成度、减少所占的面积、缩小产品的体积，并有效控制成本。

本发明的技术方案是这样实现的：

根据本发明的一个方面，提供了一种射频滤波器。

该射频滤波器包括：声波滤波器芯片，用于对接收的信号进行滤波；无源器件辅助功能网络，与声波滤波器芯片连接，用于提高滤波器的性能和/或实现端口阻抗转换功能，无源器件辅助功能网络通过集成无源器件(Integrated-passivedevice，简称为IPD)工艺制成。其中，无源器件辅助功能网络由电感元件和/或电容元件构成，该电感元件和/或电容元件制作在一个或多个IPD芯片上实现。

其中，可选地，声波滤波器芯片为薄膜体声波滤波器芯片、固态装配声波滤波器芯片、或表面声波滤波器芯片。

可选地，无源器件辅助功能网络由高阻衬底制成，该高阻衬底可以为高阻硅、玻璃、或蓝宝石。

在根据本发明的实施例，无源器件辅助功能网络具有用于构成无源器件辅助功能网络的内部元件及实现内部元件互连的金属层、绝缘层和通孔。

此外，可选地，无源器件辅助功能网络包括以下至少之一：

辅助电感网络、辅助电容网络、平衡-不平衡转换电路。

在一个实施例中，声波滤波器芯片由一高阻衬底制成，无源器件辅助功能网络由另一高阻衬底制成。此时，声波滤波器芯片与无源器件辅助功能网络均固定在封装基底上，并通过键合线和/或封装基底的金属层走线实现电学连接。另外，声波滤波器芯片与无源器件辅助功能网络采用倒装方式固定在封装基底上，并通过封装基底的金属层走线和/或通孔进行连接。

另外，声波滤波器芯片采用晶圆级封装，晶圆级封装包括第一晶圆和第二晶圆，其中，第一晶圆与第二晶圆表面相对，并且通过环状导电或非导电材料密封圈键合形成空腔，声波滤波器芯片制作于第一晶圆面向空腔的表面，无源器件辅助功能网络制作于第二晶圆面向空腔的表面、或制作于第二晶圆的另一表面，声波滤波器芯片和无源器件辅助功能网络通过晶圆间的金属柱状物和/或金属通孔实现互联，并通过金属通孔将电学连接引出到晶圆级封装外界，并形成金属焊球，其中，金属通孔位于第一晶圆和/或第二晶圆。

另一方面，声波滤波器芯片与无源器件辅助功能网络可以由同一高阻衬底制成。并且，声波滤波器芯片与无源器件辅助功能网络通过高阻衬底上的多个金属层和/或通孔相连接。

根据本发明的另一方面，提供了一种射频多工器。该射频多工器包括阻抗匹配网络以及至少一个上述的射频滤波器，阻抗匹配网络与射频滤波器连接。

其中，优选地，阻抗匹配网络通过集成无源器件IPD工艺制成，并属于无源器件辅助功能网络的一部分。

本发明通过集成无源器件(简称为IPD)制造无源器件辅助功能网络，将无源器件辅助功能网络与声波滤波器芯片通过不同组合方式构成射频滤波器，不仅能够提高器件的集成度、减少所占的面积、缩小产品的体积，而且还能够避免将无源器件设置在承载衬底的封装基底中，从而避免对基底采用复杂的多层设计，降低基底设计和制造的复杂度和成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是相关技术中采用分立元件实现无源器件辅助电路的示意图；

图2是相关技术中采用多层封装基底实现无源器件辅助电路的示意图；

图3a是射频滤波器与无源器件辅助功能网络设置在不同衬底的一个实施例的示意图；

图3b是射频滤波器与无源器件辅助功能网络设置在不同衬底的另一个实施例的示意图；

图3c是图3b所示结构沿着线A-A’截开后的横截面图；

图4是射频滤波器与无源器件辅助功能网络设置在相同衬底的一个实施例的示意图；

图5a是根据本发明实施例的IPD芯片结构的示意图；

图5b是图5a所示结构沿着线B-B’截开后的横截面图；

图6a是根据本发明实施例的射频滤波器与无源器件辅助功能网络进行晶圆级封装的一个具体实例的结构图；

图6b是根据本发明实施例的射频滤波器与无源器件辅助功能网络进行晶圆级封装的另一具体实例的结构图；

图7是本发明一个实施例的射频滤波器模块的结构图；

图8是示出辅助电感网络对滤波器传输特性影响的曲线图；

图9a、9b和9c是辅助电感的连接示意图；

图10是本发明另一个实施例的射频滤波器模块的结构图；

图11是示出辅助电容网络对滤波器传输特性影响的曲线图；

图12是本发明又一个实施例的射频滤波器模块的结构图；

图13是本发明再一个实施例的射频滤波器模块的结构图；

图14a-14f是平衡-不平衡转换电路的结构图；

图15是本发明一个实施例的射频双工器模块的结构图；

图16是本发明另一个实施例的射频双工器模块的结构图。

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

根据本发明的实施例，提供了一种射频滤波器(下文中也称为射频滤波器模块)。根据本发明实施例的射频滤波器包括：声波滤波器芯片，用于对接收的信号进行滤波；无源器件辅助功能网络，与声波滤波器芯片连接(例如，可以通过键合线连接，也可以通过其他方式连接)，用于提高滤波器的性能和/或实现端口阻抗转换功能，无源器件辅助功能网络通过集成无源器件(简称为IPD)工艺制成。其中，无源器件辅助功能网络由电感元件和/或电容元件构成，该电感元件和/或电容元件制作在一个或多个IPD芯片上实现。

其中，可选地，声波滤波器芯片为薄膜体声波滤波器芯片、固态装配声波滤波器芯片、或表面声波滤波器芯片。

可选地，无源器件辅助功能网络由高阻衬底制成，该高阻衬底可以为高阻硅、玻璃、或蓝宝石。

在根据本发明的实施例，无源器件辅助功能网络具有用于构成无源器件辅助功能网络的内部元件及实现内部元件互连的金属层、绝缘层和通孔。

此外，可选地，无源器件辅助功能网络包括以下至少之一：

辅助电感网络、辅助电容网络、平衡-不平衡转换电路。

另外，在下文中将以压电声波滤波器为例进行描述，在以下的描述中，也将压电声波滤波器芯片称为压电声波滤波器。

通过本发明的方案，能够通过IPD技术实现无源器件辅助功能网络，将无源器件辅助功能网络中的电感和/或电容集成到一个或多个IPD芯片中，使得无源器件所占用的面积更小，器件引脚数更少。

下面将对本申请所采用的器件配置方式进行描述。

(a)在一些实施例中，声波滤波器芯片由一高阻衬底制成，无源器件辅助功能网络由另一高阻衬底制成。此时，声波滤波器芯片与无源器件辅助功能网络均固定在封装基底上，并通过键合线和/或封装基底的金属层走线实现电学连接。此外，声波滤波器芯片与无源器件辅助功能网络采用倒装方式固定在封装基底上，并通过封装基底的金属层走线和/或通孔进行连接。

如图3a所示，压电声波滤波器芯片(即，对应于上述射频滤波器芯片)31和IPD芯片(即，上述无源器件辅助功能网络)32由不同的高阻衬底制成，并固定在封装基底34上，压电声波滤波器芯片31与IPD芯片32通过键合线33实现电连接。

此外，如图3b和3c所示是压电声波滤波器芯片31和IPD芯片32的另一种装配方式，其中，图3c是图3b所示装置沿着线A-A’截开后的横截面图。在这种装配方式中，压电声波滤波器芯片31和IPD芯片32采用倒装方式通过金属支球36固定在封装基底34上，并通过封装基底34上的金属层走线35实现电连接，其中，IPD芯片32中的虚线用于表示集成的电感元件位于衬底背侧。

(b)在另一些实施例中，声波滤波器芯片与无源器件辅助功能网络可以由同一高阻衬底制成，从而进一步减小所占面积，降低成本。此时，声波滤波器芯片与无源器件辅助功能网络通过高阻衬底上的多个金属层和/或通孔相连接。如图4所示，压电声波滤波器芯片41和IPD芯片由同一高阻衬底46制成，IPD芯片包括IPD电容42和IPD电感43，并且可通过金属层45实现压电声波滤波器芯片41、IPD电容42和IPD电感43之间的电连接。

(c)图5a和图5b示出了IPD芯片的具体结构；图6a和图6b是压电声波滤波器芯片采用晶圆级封装并将IPD芯片制于晶圆级封装上层高阻衬底的示意图。其中，如图5a所示，IPD芯片可以包括电感51和电容52，电感51和电容52设置在衬底53上，并且通过金属层走线55实现彼此连接，电感51和电容52引出焊盘54以连接其他器件。图5b是图5a所示芯片沿着线B-B’截开后的横截面图。如图5b所示，在衬底53上方设置有绝缘层56，金属层走线55位于绝缘层下方，将电感51与电容52相连接。

图6a和图6b示出了对滤波器芯片和无源器件辅助功能网络进行晶圆级封装后的结构。

如图6a所示，在一个实施例中，滤波器晶圆61’与IPD晶圆62’通过环状导电或非导电材料密封圈66键合形成密封空腔，滤波器晶圆61’在面向空腔侧具有滤波器61(对应于上述的压电声波滤波器芯片，也可以是其他类型的滤波器芯片)，IPD晶圆62’在背向空腔侧具有多个无源器件，例如，可以包括电感62和/或电容(未示出)等多种元件。滤波器61通过金属支柱63及金属通孔64与IPD晶圆62’上的无源器件相连接，另外，IPD晶圆62’可以借助金属支球65与其他部件连接，例如，可以与封装基底连接。

在另一实施例中，可以按照图6b所示的结构进行晶圆级封装。与图6a所示结构的不同之处在于，滤波器晶圆61’和IPD晶圆62’封装后在彼此相对的表面形成空腔，而电感62与滤波器芯片61均制造在面向该空腔的表面。

除了图6a和6b所示的封装结构之外，在其他实施例中，金属通孔64不仅可以位于无源器件辅助功能网络所在的晶圆62’，还可以进一步位于声波滤波器芯片所在的晶圆61’(相应的，金属支球65也可以进一步从声波滤波器芯片所在的晶圆背向空腔一侧引出)，或者，金属通孔以及所引出的焊球也可以仅存在于声波滤波器芯片所在的晶圆。

在下文中，将详细描述声波滤波器芯片与无源器件辅助功能网络的具体结构及元件组合方式。应当注意，在以下描述中，给出的仅仅是声波滤波器芯片与无源器件辅助功能网络的具体结构实例，而本发明并不限于此。在下面将要描述的图7、图10、图12、图13、图15、图16中，图中的虚线框内的器件为制作在一起的器件。

如图7所示，根据本发明一个实施例的射频滤波器700包括一个压电声波滤波器(也可称为压电声波滤波器芯片，是上述的声波滤波器芯片中的一种)710和一个辅助电感网络(是上述的无源器件辅助功能网络中的一种)720。

压电声波滤波器710是薄膜体声波滤波器、固态装配声波滤波器或表面声波滤波器中的一种。压电声波滤波器710具有单端-单端梯型结构，由多个串联连接的压电声波谐振器S711、S712、S713、S714和多个并联连接的压电声波谐振器P711、P712、P713、P714构成。

辅助电感网络720包括电感L721、L722。压电声波滤波器710中的并联谐振器P712接地端通过辅助电感网络720中的电感L721接地，并联谐振器P713和P714接地端连接在一起再通过辅助电感网络720中的电感L722接地。

利用电感L721和L722可以在压电声波滤波器需要的阻带频段形成传输零点，达到抑制要求。如图8所示，曲线A1为不加入辅助电感的带通滤波器传输特性曲线，曲线B1为加入辅助电感的滤波器传输特性曲线，在通带两侧各形成了一个传输零点，通过调整电感的感值，可以将这两个阻带传输零点P1同向移动，使其位于所需频段，相应的，通过增加电感的数目可以增加传输零点数目。

其中，电感L721、L722采用IPD工艺、并由高阻衬底制成，因此，辅助电感网络720也可称为IPD芯片720。高阻衬底材料可以是高阻硅、玻璃、蓝宝石中的一种。该IPD芯片720中所包含的电感结构通过高阻衬底的多个金属层构成并通过金属层及通孔相互连接。该IPD芯片720与压电声波滤波器芯片710组合时可以采用上述如图3a、图3b、图3c、图4、图6a、图6b的组合方式。

另外，在图7所示的结构中，并联连接的压电声波谐振器P711、P712、P713、P714与地之间串联电感的方法可以采用图9a、图9b、图9c所示的多种方式，并且还可以采用本发明未示出的其他方式。如图9a所示为单个并联枝的压电声波谐振器通过一个串联电感连接到地。如图9b所示为两个并联枝的压电声波谐振器通过一个串联电感连接到地，其中这两个并联枝可以是滤波器中任意并联枝，也可以多个并联枝通过一个串联电感连接到地。如图9c所示为一个并联枝的压电声波谐振器通过一个串联电感接到另一并联枝的压电声波谐振器的近地端，再通过另一串联电感接地。这些电感均能作为辅助电感网络的一部分集成到IPD芯片中。并且，在本实施例中，所加电感的位置不限于图7和图9a-c所示，还可以有多种其他组合方式。

此外，如图10所示，根据本发明另一个实施例的射频滤波器1000包括一个压电声波滤波器1010(即，对应于上述的声波滤波器芯片，是声波滤波器芯片中的一种)和一个辅助电容网络(是上述的无源器件辅助功能网络中的一种)1020。

压电声波滤波器1010是薄膜体声波滤波器、固态装配声波滤波器或表面声波滤波器中的一种。压电声波滤波器1010具有单端-单端梯型结构，由多个串联连接的压电声波谐振器S1011、S1012、S1013、S1014和多个并联连接的压电声波谐振器P1011、P1012、P1013、P1014构成。

辅助电容网络1020包括电容C1021、C1022。辅助电容网络1020中的电容C1021通过第一节点与压电声波滤波器1010相连接，电容C1022通过第二节点与压电声波滤波器1010相连接，电容C1021和C1022的另一端共地，并与压电声波滤波器1010中的并联谐振器P1013接地端相连接。

利用电容C1021和C1022可以在压电声波滤波器需要的阻带频段形成传输零点，达到抑制要求。如图11所示，曲线A2为不加入辅助电容的带通滤波器传输特性曲线，曲线B2为加入辅助电容的滤波器传输特性曲线，在通带两侧基本等距离的位置增加了两个传输零点P2，通过调整电容值，可以反向移动这两个阻带传输零点，使其位于所需频段。相应的，通过增加电容的数目可以增加传输零点的数目。此外，所加电容的位置不限于图10所示，还可以有多种组合方式。

电容C1021、C1022采用IPD工艺、并由高阻衬底制成，因此，辅助电容网络1020也可称为IPD芯片1020。高阻衬底材料是高阻硅、玻璃、蓝宝石中之一。该IPD芯片1020中所包含的电容结构通过高阻衬底的多个金属层及绝缘层构成并通过金属层及通孔相互连接。该IPD芯片1020与压电声波滤波器芯片1010组合时可以采用上述如图3a、图3b、图3c、图4、图6a、图6b所示的组合方式。

如图12所示，根据本发明又一个实施例的射频滤波器模块1200包括一个压电声波滤波器(即，对应于上述的声波滤波器芯片，是声波滤波器芯片中的一种)1210和一个平衡-不平衡转换电路(是上述的无源器件辅助功能网络中的一种)1220。

压电声波滤波器1210是薄膜体声波滤波器、固态装配声波滤波器或表面声波滤波器中的一种。压电声波滤波器1210具有单端-单端梯型结构，由多个串联连接的压电声波谐振器S1211、S1212、S1213和多个并联连接的压电声波谐振器P1211、P1212、P1213构成。

平衡-不平衡转换电路1220包括电感L1221和L1222、电容C1221和C1222。电感L1221串联于平衡-不平衡转换电路1220的第一端口和第二端口之间，电容C1221并联于平衡-不平衡转换电路1220的第二端口与地之间；电容C1222串联于平衡-不平衡转换电路1220的第一端口和第三端口之间，电感L1221并联于平衡-不平衡转换电路1220的第三端口与地之间。平衡-不平衡转换电路1220的第一端口为不平衡I/O端口，与压电声波滤波器1210第二端口相连接。平衡-不平衡转换电路1220的第二端口和第三端口为平衡I/O端口。

平衡-不平衡转换电路中，第二端口和第三端口的输入/输出信号幅值相等、相位相反(相差180°)，用来实现滤波器的单端-差分转换以及阻抗转换的作用。平衡-不平衡转换电路的结构有多种，例如，可以采用如图14a-f所示的结构。

电感L1221和L1222、电容C1221和C1222采用IPD工艺、并由高阻衬底制成，因此，平衡-不平衡转换电路1220也可称为IPD芯片1220。高阻衬底材料是高阻硅、玻璃、蓝宝石中的一种。该IPD芯片1220中所包含的电容、电感结构通过高阻衬底的多个金属层及绝缘层构成并通过金属层及通孔相互连接。该IPD芯片1220与压电声波滤波器芯片1210组合时可以采用上述如图3a、图3b、图3c、图4、图6a、图6b所示的组合方式。

如图13所示，是本发明再一个实施例的射频滤波器模块1300，其中包括一个压电声波滤波器(即，对应于上述的声波滤波器芯片，是声波滤波器芯片中的一种)1310和一个平衡-不平衡转换电路(是上述的无源器件辅助功能网络中的一种)1320。

压电声波滤波器1310是薄膜体声波滤波器、固态装配声波滤波器或表面声波滤波器中的一种。压电声波滤波器1310具有平衡-平衡格型结构，由多个串联连接的压电声波谐振器S1311、S1312、S1313、S1314和多个并联连接的压电声波谐振器P1311、P1312、P1313、P1314构成。

平衡-不平衡转换电路1320的结构与图12中的平衡-不平衡转换电路1220相同。平衡-不平衡转换电路1320的第一端口为不平衡I/O端口。平衡-不平衡转换电路1320的第二端口和第三端口为平衡I/O端口，分别与压电声波滤波器1310的第一端口和第二端口相连接。

电感L1321和L1322、电容C1321和C1322采用IPD工艺、并由高阻衬底制成，因此，平衡-不平衡转换电路1320也可称为IPD芯片1320。高阻衬底材料是高阻硅、玻璃、蓝宝石中的一种。该IPD芯片1320中所包含的电容、电感结构通过高阻衬底的多个金属层及绝缘层构成并通过金属层及通孔相互连接。该IPD芯片1320与压电声波滤波器芯片1310组合时可以采用上述如图3a、图3b、图3c、图4、图6a、图6b所示的组合方式。

类似地，图13中的平衡-不平衡转换电路1320的结构也可以有多种，例如，可以采用如图14a-f所示的结构。

根据本发明，还提供了射频多工器(例如，可以是射频双工器)，根据本发明的射频多工器包括阻抗匹配网络以及至少一个上述的射频滤波器，阻抗匹配网络与射频滤波器连接。

优选地，阻抗匹配网络也可以通过IPD工艺制成。

下面将结合附图，描述射频双工器模块的结构。

如图15所示，根据本发明一个实施例的射频双工器模块1500包括发射通道压电声波滤波器1510、接收通道压电声波滤波器1520和阻抗匹配网络1530。

在双工器和多工器中，阻抗匹配网络用于消除负载效应，使工作在不同频段的带通滤波器之间的影响最小化。阻抗匹配网络的形式也不限于图中所示，可以采用无源器件(电感、电容)构成多种结构。双工器中的发射通道滤波器和接收通道滤波器可以是薄膜体声波滤波器、固态装配声波滤波器或表面声波滤波器中的一种，结构可以参照上述图7、图10、图12、图13中的任意一种或几种，也可以由其他方式实现。

其中，在发射通道压电声波滤波器1510采用图12所示的射频滤波器1200时，优选地，可以将图12中平衡-不平衡转换电路1220的第二端口和第三端口连接至Tx端，构成平衡输入端，以便与上游具有平衡输出端的功率放大器(PA)相连接，而将图12中压电声波滤波器1210的第一端口连接至图15中发射通道压电声波滤波器1510的第二端口。另一方面，在接收通道压电声波滤波器1520采用图12所示的射频滤波器1200时，可以将图12中平衡-不平衡转换电路1220的第二端口和第三端口连接至Rx端，构成平衡输出端，以便与下游具有平衡输入端的低噪声放大器(LNA)相连接，而将图12中压电声波滤波器1210的第一端口连接至图15中接收通道压电声波滤波器1520的第一端口。

此外，在发射通道压电声波滤波器1510采用图13所示的射频滤波器1300时，优选地，可以将图13中平衡-不平衡转换电路1320的第一端口连接至阻抗匹配网络，而将图13中压电声波滤波器1310的第三端口和第四端口连接至Tx端。另一方面，在接收通道压电声波滤波器1520采用图13所示的射频滤波器1300时，可以将图13中平衡-不平衡转换电路1320的第一端口连接至阻抗匹配网络，而将图13中压电声波滤波器1310的第三端口和第四端口连接至Rx端。

此外，如图15所示，阻抗匹配网络1530包括一个电感L1531。发射通道压电声波滤波器1510的第二端口与接收通道压电声波滤波器1520的第一端口均连接到射频双工器模块1500的天线端，并通过阻抗匹配网络1530中的电感L1531接地。

电感L1531采用IPD工艺、并由高阻衬底制成，因此，阻抗匹配网络1530也可称为IPD芯片1530。高阻衬底材料是高阻硅、玻璃、蓝宝石中的一种。该IPD芯片1530中所包含的电感结构通过高阻衬底的一个或多个金属层构成。该IPD芯片1530与发射通道压电声波滤波器芯片1510和/或接收通道压电声波滤波器1520组合时可以采用上述如图3a、图3b、图3c、图4、图6a、图6b所示的组合方式。

如图16所示，根据本发明另一个实施例的射频双工器模块1600包括发射通道压电声波滤波器1610、接收通道压电声波滤波器1620和阻抗匹配网络1630。

发射通道压电声波滤波器1610和接收通道压电声波滤波器1620是薄膜体声波滤波器、固态装配声波滤波器或表面声波滤波器中的一种。

其中，在发射通道压电声波滤波器1610采用图12所示的射频滤波器1200时，优选地，可以将图12中平衡-不平衡转换电路1220的第二端口和第三端口连接至Tx端，而将图12中压电声波滤波器1210的第一端口连接至图16中的阻抗匹配网络1630的第一端口。另一方面，在接收通道压电声波滤波器1620采用图12所示的射频滤波器1200时，可以将图12中平衡-不平衡转换电路1220的第二端口和第三端口连接至Rx端，而将图12中压电声波滤波器1210的第一端口连接至图16中的阻抗匹配网络1630的第二端口。

此外，在发射通道压电声波滤波器1610采用图13所示的射频滤波器1300时，优选地，可以将图13中平衡-不平衡转换电路1320的第一端口连接至阻抗匹配网络1630的第一端口，而将图13中压电声波滤波器1310的第三端口和第四端口连接至Tx端。另一方面，在接收通道压电声波滤波器1620采用图13所示的射频滤波器1300时，可以将图13中平衡-不平衡转换电路1320的第一端口连接至阻抗匹配网络1630的第二端口，而将图13中压电声波滤波器1310的第三端口和第四端口连接至Rx端。

阻抗匹配网络1630包括电感L1631、电容C1631、电容C1632。电感L1631串联于阻抗匹配网络1630的第一端口与第二端口之间，电容C1631并联于阻抗匹配网络1630的第一端口与地之间，电容C1632并联于阻抗匹配网络1630的第二端口与地之间。发射通道压电声波滤波器1610的第二端口与阻抗匹配网络1630的第一端口相连接，并与射频双工器模块1600的天线端相连接。接收通道压电声波滤波器1620的第一端口与阻抗匹配网络1630的第二端口相连接。

电感L1631、电容C1631和C1632采用IPD工艺、并由高阻衬底制成，因此，阻抗匹配网络1630也可称为IPD芯片1630。高阻衬底材料是高阻硅、玻璃、蓝宝石中的一种。该IPD芯片1630中所包含的电容、电感结构通过高阻衬底的多个金属层和绝缘层构成并通过金属层及通孔相互连接。该IPD芯片1630与发射通道压电声波滤波器芯片1610和/或接收通道压电声波滤波器1620组合时可以采用上述如图3a、图3b、图3c、图4、图6a、图6b所示的组合方式。

应当注意，图15和图16虽然示出了射频双工器模块的具体结构，但是这并不用于限定本发明，在实际应用中，射频双工器模块不仅可以采用其他形式的滤波器模块，并且可以采用其他多种形式的阻抗匹配网络，本文不再一一列举。

本发明实现了在射频滤波器模块和射频多工器模块中片上集成无源器件辅助功能电路，从而减少了模块中的引脚焊盘数，使封装尺寸减小，从而达到了降低产品成本的目的。

综上所述，本发明考虑到针对具有无源器件辅助功能电路的射频滤波器模块和射频多工器模块提出了集成化方案，能够降低无源器件安装成本，减小封装尺寸，有效减少焊点和连接线数量，简化芯片外围电路的设计复杂度，提高产品可靠性，并有助于降低整个产品的成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (13)

1.一种射频滤波器，其特征在于，包括：

声波滤波器芯片，用于对接收的信号进行滤波；

无源器件辅助功能网络，与所述声波滤波器芯片连接，用于提高滤波器的性能和/或实现端口阻抗转换功能，所述无源器件辅助功能网络通过集成无源器件IPD工艺制成；以及

所述声波滤波器芯片和所述无源器件辅助功能网络均固定在单层封装基底上。

2.根据权利要求1所述的射频滤波器，其特征在于，所述声波滤波器芯片为薄膜体声波滤波器芯片、固态装配声波滤波器芯片、或表面声波滤波器芯片。

3.根据权利要求1所述的射频滤波器，其特征在于，所述无源器件辅助功能网络由高阻衬底制成，所述高阻衬底为高阻硅、玻璃、或蓝宝石。

4.根据权利要求1所述的射频滤波器，其特征在于，所述无源器件辅助功能网络具有用于构成所述无源器件辅助功能网络的内部元件及实现内部元件互连的金属层、绝缘层和通孔。

5.根据权利要求1所述的射频滤波器，其特征在于，所述无源器件辅助功能网络包括以下至少之一：

辅助电感网络、辅助电容网络、平衡-不平衡转换电路。

6.根据权利要求1所述的射频滤波器，其特征在于，所述声波滤波器芯片由一高阻衬底制成，所述无源器件辅助功能网络由另一高阻衬底制成。

7.根据权利要求6所述的射频滤波器，其特征在于，所述声波滤波器芯片与无源器件辅助功能网络均固定在封装基底上，并通过键合线和/或所述封装基底的金属层走线实现电学连接。

8.根据权利要求6所述的射频滤波器，其特征在于，所述声波滤波器芯片与无源器件辅助功能网络采用倒装方式固定在封装基底上，并通过所述封装基底的金属层走线和/或通孔进行连接。

9.根据权利要求1所述的射频滤波器，其特征在于，所述声波滤波器芯片采用晶圆级封装，所述晶圆级封装包括第一晶圆和第二晶圆，其中，所述第一晶圆与所述第二晶圆表面相对，并且通过环状导电或非导电材料密封圈键合形成空腔，所述声波滤波器芯片制作于所述第一晶圆面向所述空腔的表面，所述无源器件辅助功能网络制作于所述第二晶圆面向所述空腔的表面、或制作于所述第二晶圆的另一表面，所述声波滤波器芯片和无源器件辅助功能网络通过晶圆间的金属柱状物和/或金属通孔实现互联，并通过所述金属通孔将电学连接引出到所述晶圆级封装外界，并形成金属焊球，其中，所述金属通孔位于所述第一晶圆和/或所述第二晶圆。

10.根据权利要求1所述的射频滤波器，其特征在于，所述声波滤波器芯片与所述无源器件辅助功能网络由同一高阻衬底制成。

11.根据权利要求10所述的射频滤波器，其特征在于，所述声波滤波器芯片与无源器件辅助功能网络通过所述高阻衬底上的多个金属层和/或通孔相连接。

12.一种射频多工器，其特征在于，包括阻抗匹配网络以及至少一个根据权利要求1-11中任一项所述的射频滤波器，所述阻抗匹配网络与所述射频滤波器连接。

13.根据权利要求12所述的射频多工器，其特征在于，所述阻抗匹配网络通过集成无源器件IPD工艺制成，并属于无源器件辅助功能网络的一部分。