一個典型濾波器的拓撲結(jié)構(gòu)示意圖

集微網(wǎng)消息，諾思微系統(tǒng)不斷增加技術(shù)革新，堅持布局前沿領(lǐng)域核心技術(shù)，其專利已覆蓋設(shè)計、材料、結(jié)構(gòu)、工藝、封裝等多個領(lǐng)域。

在聲波濾波器工作過程中，諧振器會產(chǎn)生熱量，使器件溫度升高，這一方面會使濾波器的特性發(fā)生變化，嚴重惡化性能，另一方面會導(dǎo)致諧振器產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的損壞，甚至完全失效。因此提高器件的散熱效率至關(guān)重要，尤其在某些高功率應(yīng)用場景?，F(xiàn)有技術(shù)的聲波濾波器中，只有金屬密封環(huán)和兩塊晶圓之間的金屬焊盤是導(dǎo)熱路徑，散熱效率較低。并且，由于封裝晶圓外表面的焊球數(shù)量較少，散熱效率同樣較低，因此器件產(chǎn)生的熱量難以散發(fā)出去。

為此，諾思微系統(tǒng)于2021年9月2日申請了一項名為“濾波器和電子設(shè)備”實用新型專利（申請?zhí)? 202122104631 .6），申請人為諾思（天津）微系統(tǒng)有限責任公司。

圖1 典型濾波器的拓撲結(jié)構(gòu)示意圖

圖1是一個典型濾波器的拓撲結(jié)構(gòu)示意圖。其中IN表示輸入節(jié)點，OUT表示輸出節(jié)點，G1表示第一節(jié)點，G2表示第二節(jié)點，IN_PAD表示輸入焊盤，OUT_PAD表示輸出焊盤，G1_PAD表示第一接地焊盤，G2_PAD表示第二接地焊盤。

圖2 現(xiàn)有的濾波器的剖面示意圖

圖3 本實用新型公開的一種濾波器的剖面示意圖

圖2和圖3分別為現(xiàn)有的濾波器剖面示意圖和本實用新型公開的一種濾波器的剖面示意圖，可以看出兩者的物理連接結(jié)構(gòu)不同。

本實用新型公開的濾波器同樣對應(yīng)圖1所示的拓撲結(jié)構(gòu)，包括上下疊置的wafer1和wafer2，wafer1和wafer2通過金屬密封環(huán)Sealring鍵合。此外，還可以通過四個內(nèi)部焊盤IN、OUT、G1、G2以金屬鍵合的方式進行電學連接。多個諧振器R設(shè)置在wafer1的下表面，然后通過貫穿wafer1的通孔連接到wafer1的上表面的IN_PAD，OUT_PAD，G1_PAD，G2_PAD四個片上焊盤上。在這四個片上焊盤的上表面設(shè)置有多個焊球bump，并且相鄰焊球的間距小于預(yù)設(shè)閾值。

在此濾波器中散熱路徑如圖3中的帶箭頭曲線所示。一方面，由于散熱路徑縮短（直接通過貫穿wafer1的通孔，連接到wafer1上表面的焊盤以及焊球），另一方面諧振器可以通過wafer1可以直接將熱量散發(fā)出去，而不是像現(xiàn)有技術(shù)只可以通過通孔結(jié)構(gòu)以及Sealring和wafer2連接的進行散熱，因此本實用新型提出的濾波器的散熱路徑有明顯改善。同時濾波器由于進一步限定了焊球的間距，這意味著可以增加區(qū)域內(nèi)焊球的數(shù)量，增大焊球的總表面積，從而可以克服焊球處的散熱瓶頸。

簡而言之，諾思微系統(tǒng)的濾波器專利，通過對多個晶圓中設(shè)置諧振器、增加片上焊盤等方式，改善了濾波器散熱效率低，功率容量小等缺點，提高了濾波器的生產(chǎn)良率。

編輯：黃飛

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