[发明专利]堆叠管芯体声波振荡器封装件

说明书

本申请公开堆叠管芯体声波振荡器封装件。堆叠管芯振荡器封装件(100)包括：振荡器电路管芯(130)，其具有内部键合焊盘(130a)和外部键合焊盘(130c、130d)；以及体声波(BAW)谐振器管芯(120)，其具有压电换能器(220)，在相同侧上具有第一BAW键合焊盘和第二BAW键合焊盘(120a)，第一BAW键合焊盘和第二BAW键合焊盘(120a)耦合到横跨压电层的顶部电极层和底部电极层。第一金属凸块(111a)位于第一BAW键合焊盘上，并且第二金属凸块(111b)位于第二BAW键合焊盘上，其倒装键合到振荡器电路管芯的内部键合焊盘。聚合物材料(132)或(133)位于BAW和振荡器电路管芯之间的间隙的一部分中。

技术领域

本公开涉及封装的体声波振荡器器件。

背景技术

由于施加的射频(RF)电压，体声波(BAW)器件使用压电效应将电能转换成机械能。BAW器件通常以其机械谐振频率操作，该机械谐振频率被定义为，对于该频率，针对压电材料中的给定声速，在器件中传播的声波的半波长等于总压电层厚度。在GHz范围内(例如，在大约2GHz下)操作的BAW谐振器通常具有直径为几十微米且厚度为几微米的物理尺寸。

为了功能性，BAW器件的压电层在声学上与衬底隔离。存在两种用于声学隔离的常规器件结构。第一种被称为薄膜体声波谐振器(FBAR)器件。在FBAR器件中，通过从电极压电谐振组件底下移除衬底或适当的牺牲层以提供空气间隙腔来实现压电层的声学隔离。

用于提供声学隔离的第二种已知器件结构被称为固态安装谐振器(SMR)器件。在SMR器件中，通过将压电谐振器置于衬底上的高效声学布拉格反射器的顶部上来实现声学隔离。声学布拉格反射器包括具有交替的高声学阻抗层和低声学阻抗层的多个层。这些层中的每一层的厚度被固定为谐振频率的四分之一波长。SMR器件的一种变体在BAW谐振器的压电谐振器的顶部上添加了第二布拉格镜。常规BAW振荡器引线框封装件包括与振荡器电路管芯并排(side-by-side)的BAW管芯，振荡器电路管芯具有通过键合线(bond wire)进行管芯到管芯(die-to-die)耦合的键合焊盘(bond pad)。金(Au)键合线可以用于该管芯到管芯耦合。

发明内容

提供本发明内容是为了以简化的形式介绍所公开的概念的简要选择，这些概念将在下面在包括所提供的附图的详细描述中进一步描述。本发明内容不旨在限制所要求保护的主题的范围。

所公开的方面认识到常规BAW振荡器封装件具有通过键合线耦合在一起的并排的BAW谐振器管芯和振荡器电路管芯，键合线通常增加显着的寄生电容，并且此外该电容的变化可以降低BAW振荡器封装件的性能。通过消除键合线来减小这种寄生电容，同时为BAW谐振器管芯提供良好的应力隔离，可以通过改善BAW谐振器管芯的性能来改善整个BAW振荡器封装件的性能。还通常通过消除用于所公开的BAW管芯-振荡器电路管芯耦合的键合线来改善组装件制造公差。

本公开包括堆叠管芯BAW振荡器封装件，其在顶部BAW谐振器管芯和较大面积底部振荡器电路管芯之间具有凸块耦合，该顶部BAW谐振器管芯被倒装(flip chip)附接到较大面积底部振荡器电路管芯，凸块耦合取代将BAW谐振器管芯耦合到振荡器电路管芯的常规键合线。所公开的方面包括堆叠管芯振荡器封装件，该堆叠管芯振荡器封装件包括具有内部键合焊盘和外部键合焊盘的振荡器电路管芯，以及在其上具有压电换能器的BAW谐振器管芯，该BAW谐振器管芯在BAW谐振器管芯的相同侧上具有第一BAW键合焊盘和第二BAW键合焊盘，该第一BAW键合焊盘和第二BAW键合焊盘耦合到横跨(across)压电层的顶部电极层和底部电极层。第一金属凸块位于第一BAW键合焊盘上，并且第二金属凸块位于第二BAW键合焊盘上，第一金属凸块和第二金属凸块倒装键合到振荡器电路管芯的内部键合焊盘。

附图说明

现在将参考附图，附图不一定按比例绘制，其中：