專利名稱：聲表面波諧振器集成芯片及由其構(gòu)成的聲表面波振蕩器模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聲表面波諧振器集成芯片及由其構(gòu)成的聲表面波振蕩器模塊。
背景技術(shù)：
聲表面波諧振器已廣泛用于射頻發(fā)射電路中，作為穩(wěn)頻元件。聲表面波射頻發(fā)射 電路絕大部分采用了有外封裝的分立聲表面波諧振器，阻礙了小型化的進(jìn)展。即使有一些 聲表面波諧振器模塊，實(shí)現(xiàn)了振蕩用晶體管芯片和聲表面波諧振器芯片的集成，但沒有采 用微電子工藝實(shí)現(xiàn)無源元件的集成化。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明公開了一種聲表面波諧振器集成芯片及由其 構(gòu)成的聲表面波振蕩器模塊，其技術(shù)方案為一種聲表面波諧振器集成芯片，其特征在于它采用微電子工藝集成聲表面波諧 振器管芯、電阻、電容和電感等。上述的聲表面波諧振器集成芯片，其中所述聲表面波諧振器是單端對(duì)諧振器或 雙端對(duì)諧振器；在壓電基片上，用金屬薄膜圖形制作無源元件；在壓電基片上，用薄膜介質(zhì) 電容和高電阻率薄膜電阻制作無源元件。本發(fā)明還提出了一種采用聲表面波諧振器集成芯片的聲表面波振蕩器模塊，其特 征在于在模塊內(nèi)利用標(biāo)準(zhǔn)微電子封裝技術(shù)集成了編碼芯片、振蕩晶體管芯片和聲表面波 諧振器集成芯片。采用小型表面貼裝陶瓷封裝的內(nèi)含聲表面波諧振器集成芯片的聲表面波振蕩器 模塊。采用聲表面波諧振器集成芯片的聲表面波振蕩器模塊，模塊內(nèi)利用標(biāo)準(zhǔn)微電子封 裝技術(shù)集成了微處理器芯片、振蕩晶體管芯片和聲表面波諧振器集成芯片。采用聲表面波諧振器集成芯片的聲表面波振蕩器模塊，模塊內(nèi)利用標(biāo)準(zhǔn)微電子封 裝技術(shù)集成了振蕩晶體管芯片和聲表面波諧振器集成芯片。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)集成度高、可靠性好、不需調(diào)試和使用簡(jiǎn)單。


圖1、本發(fā)明實(shí)施例的集成有無源元件的聲表面波諧振器芯片；圖2、本發(fā)明實(shí)施例的433. 92MHz聲表面波諧振器振蕩器電路；圖3、本發(fā)明實(shí)施例的電子束蒸發(fā)臺(tái)淀積的鋁膜電阻率與其厚度的關(guān)系；圖4、本發(fā)明實(shí)施例的集成無源元件的聲表面波諧振器芯片；圖5、本發(fā)明實(shí)施例的聲表面波諧振器芯片的布局示意；圖6、本發(fā)明實(shí)施例的一 433. 92MHz聲表面波諧振器振蕩器模塊；
3
圖7、本發(fā)明實(shí)施例的采用本款模塊的外部電路。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)地說明。本發(fā)明公開了一種聲表面波諧振器集成芯片。聲表面波諧振器集成芯片上采用微 電子工藝集成了聲表面波諧振器管芯、電阻、電容和電感等元件，諧振器可以是單端對(duì)諧振 器，也可以是雙端對(duì)諧振器，如圖1示意。圖1中，A為壓電基片，B為聲表面波諧振器，C為薄膜叉指電極電容，D為高電阻 率金屬薄膜電阻，E為薄膜介質(zhì)電容，F(xiàn)為條狀低阻值金屬薄膜電阻，G為螺旋電極電感。其 間可采用金屬條連接實(shí)施電路應(yīng)用。 本發(fā)明同時(shí)公開了一種采用聲表面波集成芯片的聲表面波振蕩器模塊。模塊采用 通用聲表面波諧振器振蕩器電路拓?fù)?，模塊內(nèi)利用標(biāo)準(zhǔn)微電子封裝技術(shù)集成了編碼芯片、 振蕩晶體管芯片和聲表面波諧振器集成芯片，體現(xiàn)了集成度高、可靠性好、不需調(diào)試和使用 簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。采用小型小型表面貼裝陶瓷封裝模塊，適合現(xiàn)代PCB板表面貼裝工藝。聲表面波射頻振蕩電路中，需要多個(gè)電容、電阻和電感無源元件。利用微電子技術(shù) 直接在聲表面波諧振器的基片上制作電阻和電容和電感等無源元件，不但提高了集成度， 而且可以提高聲表面波諧振器的振蕩優(yōu)值，減小了模塊外部元件數(shù)量和調(diào)試難度。在壓電基片上，選用金屬薄膜圖形制作無源元件是簡(jiǎn)易的，如叉指電極陣做電容， 微細(xì)電極條做電阻，螺旋電極做電感，只要微電子工藝正常，其精度有保證。一般，可得到的 電容值為1 10pF，電感值為級(jí)nH，電阻值為千歐姆以下。若電容和電阻的值更大時(shí)，可采 用薄膜介質(zhì)電容和高電阻率薄膜電阻，但具有較大值的電感難以集成，采用外接更方便。目前，世界各國無線電頻率管理規(guī)定小功率遙控用頻段有315MHz，434MHz、869MHz 和915MHz等，各國不盡相同。但目前這些頻段的聲表面波諧振器的性能基本相同，所以聲 表面波諧振器振蕩電路的結(jié)構(gòu)是通用的。聲表面波諧振器振蕩器的一種電路如圖2所示。圖中Cl，C2，C3，Ll和天線L3確 定了振蕩頻率，L2和C6為天線匹配元件。圖示元件值是振蕩頻率為433. 92MHz時(shí)的聲表 面波振蕩器電路值，不同振蕩頻率時(shí)元件值應(yīng)變化，但量級(jí)不變。由此可見，除了退耦電容、大電感和天線外，利用微電子技術(shù)在壓電基片上制作大 部分無源元件是可行的。聲表面波工藝中最常用的金屬是鋁，采用長(zhǎng)L(urn)寬W(um)的條狀鋁薄膜電阻的 阻值R是R= pm(h)*L/W式中pm(h)為厚度為h的鋁膜電阻率(歐)，它與鋁膜厚度h相關(guān)，因?yàn)殇X膜厚度 越薄，其值越大。我們采用電子束蒸發(fā)臺(tái)淀積的鋁膜電阻率曲線如圖3，圖的橫坐標(biāo)是膜電 阻率(πιΩ)，縱坐標(biāo)是鋁膜厚(um)，可以由此曲線設(shè)計(jì)需要的條狀薄膜鋁電阻。上列計(jì)算對(duì) 其他金屬也適用，當(dāng)然需采用該金屬的薄膜電阻率來計(jì)算。采用基片上淀積金屬叉指電極對(duì)做電容，一級(jí)近似下，N對(duì)孔徑為W(cm)的叉指對(duì) 的電容值為
C = ε NW式中ε為壓電襯底材料的介電常數(shù)，單位為pF/cm，可從壓電襯底材料性質(zhì)表中 查到。例如聲表面波諧振器最采用的石英，ε =0.55。采用標(biāo)準(zhǔn)介質(zhì)膜電容和高電阻率膜電阻及螺旋電感工藝在壓電襯底基片上的應(yīng) 用是常規(guī)的。振蕩器模塊制作采用了標(biāo)準(zhǔn)微電子封裝技術(shù)，有源編碼芯片、微處理器芯片和振 蕩晶體管芯片采用標(biāo)準(zhǔn)外購件。聲表面波諧振器芯片是采用塑性黏膠固定在管座內(nèi)，以避 免板波干擾，其他有源芯片采用銀漿粘接。模塊底座內(nèi)基面有構(gòu)成振蕩器電路的鍍金圖形， 并有外引出端。芯片與電路圖形壓點(diǎn)的連接均采用硅鋁絲鍵合方式實(shí)現(xiàn)。下面介紹一實(shí)施例。圖4為集成無源元件的聲表面波諧振器芯片的元件拓?fù)?，在一個(gè)石英基片上一共 集成了 一個(gè)433. 92MHz單端對(duì)諧振器，三個(gè)鋁膜條狀電阻和三個(gè)叉指電極電容，其值如圖 示，實(shí)際測(cè)試標(biāo)明實(shí)際元件值誤差在10%內(nèi)。芯片共有五個(gè)壓點(diǎn)，其中E，B，C分別用于連 接晶體管芯，一個(gè)接封裝管座引出端，以連接天線回路，最后一個(gè)連到管座地。圖5為聲表面波諧振器集成芯片的布局示意。振蕩器模塊為采用滾動(dòng)碼編碼芯片的聲表面波振蕩器，封裝引出端為10個(gè)，其中 五個(gè)為編碼輸入端，如圖6所示。振蕩器模塊制作采用了標(biāo)準(zhǔn)微電子封裝技術(shù)，有源編碼芯 片、微處理器芯片和振蕩晶體管芯片采用標(biāo)準(zhǔn)外購件。聲表面波諧振器芯片是采用塑性黏 膠固定在管座內(nèi)，以避免板波干擾，其他有源芯片采用銀漿粘接。模塊底座內(nèi)基面有構(gòu)成振 蕩器電路的鍍金鍍金圖形，并有外引出端。芯片與電路圖形壓點(diǎn)的連接均采用硅鋁絲鍵合 方式實(shí)現(xiàn)。圖7為采用本款模塊的外部電路。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例公開如上，但它們并不是用來限定本發(fā)明，任何熟悉 此技藝者，在不脫離本發(fā)明之精神和范圍內(nèi)，自當(dāng)可作各種變化或潤(rùn)飾，同樣屬于本發(fā)明之 保護(hù)范圍。因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本申請(qǐng)的權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種聲表面波諧振器集成芯片，其特征在于它采用微電子工藝集成聲表面波諧振器管芯、電阻、電容和電感。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲表面波諧振器集成芯片，其特征在于所述聲表面波諧振 器是單端對(duì)諧振器或雙端對(duì)諧振器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲表面波諧振器集成芯片，其特征在于在壓電基片上，用金 屬薄膜圖形制作無源元件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲表面波諧振器集成芯片，其特征在于在壓電基片上，用薄 膜介質(zhì)電容和高電阻率薄膜電阻制作無源元件。
5.一種采用權(quán)利要求1-3之一所述的聲表面波諧振器集成芯片的聲表面波振蕩器模 塊，其特征在于在模塊內(nèi)利用標(biāo)準(zhǔn)微電子封裝技術(shù)集成了編碼芯片、振蕩晶體管芯片和聲 表面波諧振器集成芯片。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的聲表面波振蕩器模塊，其特征在于采用小型表面貼裝陶瓷 封裝，內(nèi)含聲表面波諧振器集成芯片。
7.一種采用權(quán)利要求1-3之一所述的聲表面波諧振器集成芯片的聲表面波振蕩器模 塊，其特征在于在模塊內(nèi)利用標(biāo)準(zhǔn)微電子封裝技術(shù)集成了微處理器芯片、振蕩晶體管芯片 和聲表面波諧振器集成芯片。
8.一種采用權(quán)利要求1-3之一所述的聲表面波諧振器集成芯片的聲表面波振蕩器模 塊，其特征在于在模塊內(nèi)利用標(biāo)準(zhǔn)微電子封裝技術(shù)集成了振蕩晶體管芯片和聲表面波諧 振器集成芯片。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種聲表面波諧振器集成芯片。聲表面波諧振器集成芯片上采用微電子工藝集成了聲表面波諧振器管芯、電阻、電容和電感等元件。本發(fā)明同時(shí)公開了一種采用聲表面波集成芯片的聲表面波振蕩器模塊。模塊內(nèi)利用標(biāo)準(zhǔn)微電子封裝技術(shù)集成了聲表面波諧振器集成芯片和編碼芯片、振蕩晶體管芯片等，體現(xiàn)了集成度高、可靠性好、不需調(diào)試和使用簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H03H9/25GK101977029SQ201010294578
公開日2011年2月16日 申請(qǐng)日期2010年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月28日
發(fā)明者方強(qiáng), 曹金榮, 朱衛(wèi)俊, 李勇, 陳培杕 申請(qǐng)人:中國電子科技集團(tuán)公司第五十五研究所