用于封装包括在集成电路(IC)中的声学器件的系统和方法与流程

用于封装包括在集成电路(ic)中的声学器件的系统和方法
1.优先权要求
2.本技术要求于2020年4月6日提交的题为“systems and methods for packaging an acoustic device in an integrated circuit(ic),”的美国临时专利申请序列号63/005,760的优先权，其内容通过引用全部并入本文中。
3.本技术还要求于2020年8月31日提交的题为“systems and methods for packaging an acoustic device in an integrated circuit(ic)”的美国专利申请序列号17/007,454的优先权，其内容通过引用全部并入本文中。
技术领域
4.本公开的技术总体上涉及包封集成电路(ic)，更具体地，涉及包封其中具有声学器件的ic。


背景技术：

5.大多数移动通信设备包括由多个集成电路(ic)形成的射频前端。这些ic可以具有不同的功能，诸如放大器、滤波器、双工器、天线共用器等。双工器和天线共用器特别地用于在不同频段工作或将发送信号与接收信号分离。在当前感兴趣的频率下分离信号的最有效设备中的一种是声波器件，诸如表面声波(saw)器件。声学器件通常是脆弱的，因此总是需要改进声学器件的封装选择。


技术实现要素：

6.在详细描述中公开的方面包括用于将声学器件封装在集成电路(ic)中的系统和方法。在示例性方面，提供了一种包括ic芯片的ic，该ic芯片包括声学器件。ic耦合到布线基板，以提供与ic芯片及其声学器件的连接。例如，声学器件可以用作滤波器。ic芯片被封装。在示例性方面，ic芯片包括形成在布线基板上的壁。壁的高度比焊料回流后声学器件上焊料凸块的预期高度短。壁定位在声学器件的任一侧并且小部分位于声学器件的外边缘下方，使得在壁的上表面和声学器件的下表面之间形成相对小的间隙。通过在壁和声学器件之间提供小间隙，封装材料对声学器件的禁止区的侵入被最小化。侵入的减少允许声学器件内的更多区域用于声学元件，这减小了声学器件的整体尺寸。
7.在这方面，一方面，公开了一种ic。ic包括ic芯片。ic还包括定位在基板上的壁，该壁至少部分地在ic芯片下方。ic还包括形成在壁和ic芯片之间的间隙。
8.在另一方面，公开了一种形成ic的方法。该方法包括在布线基板上形成壁。该方法还包括将包含声波器件的ic芯片接合到布线基板，使得在ic芯片的下表面和壁的上表面之间保持间隙。
9.在另一方面，公开了一种ic。ic包括具有第一表面和外边缘的金属化结构。ic还包括包含声学器件的芯片，该芯片具有第二表面。ic还包括从金属化结构的第一表面延伸到芯片的第二表面的至少一个焊料凸块，该至少一个焊料凸块具有第一高度。ic还包括从金
属化结构的第一表面向上延伸的至少一个壁，该至少一个壁具有比第一高度短并且比焊料凸块更靠近外边缘的第二高度。壁至少部分地位于第二表面和第一表面之间并且在至少一个壁和第二表面之间保持间隙。ic还包括围绕芯片并切耦合到金属化结构的第一表面的至少一部分的包封材料。
附图说明
10.图1是常规集成电路(ic)的程式化图的俯视图，该常规集成电路具有定位在金属化结构(诸如布线基板)之上的声学器件；
11.图2是沿着图1的线2-2截取的图1的ic的截面侧视图；
12.图3是沿着图1的线3-3截取的图1的ic的另一截面侧视图；
13.图4是根据本公开的示例性方面的具有定位在使用壁的布线基板之上的声学器件的ic的程式化图的俯视图；
14.图5是沿着图4的线5-5截取的图4的ic的截面侧视图；
15.图6是说明用于形成图4的ic的示例性工艺的流程图；
16.图7a-图7e示出了在图6的工艺的不同阶段根据图6的工艺形成的ic；
17.图8是类似于图4的ic但具有中间支撑壁的ic的备选示例性方面的截面侧视图；
18.图9是类似于图4的ic但具有两层包封材料的ic的备选示例性方面的截面侧视图；
19.图10是类似于图4的ic但与壁相比具有较小的横向尺寸以便于在制造期间对ic进行切割的ic的备选示例性方面的截面侧视图，；
20.图11是类似于图7e但具有图10的ic以示出如何促进切割的截面侧视图；
21.图12是类似于图4的ic但具有l形壁的ic的备选示例性方面的截面侧视图；
22.图13是示例性基于处理器的系统的框图，该系统可以包括具有诸如图4和图8-12的ic的声学器件的ic；
23.图14是无线收发器的框图，该无线收发器可以包括具有诸如图4和图8-12的ic的声学器件的ic；
24.图15是具有射频前端的示例性移动终端的框图，该射频前端可以包括具有诸如图4和图8-12的ic的声学器件的ic。
具体实施方式
25.现在参考附图，描述本公开的若干示例性方面。词语“示例性”在本文中用于表示“作为示例、实例或说明”。本文中描述为“示例性”的任何方面不必被解释为优先于或优于其他方面。
26.在详细描述中公开的方面包括用于在将声学器件封装集成电路(ic)中的系统和方法。在示例性方面，提供了一种包括ic芯片的ic，该ic芯片包括声学器件。ic耦合到布线基板，以提供与ic芯片及其声学器件的连接性。例如，声学器件可以用作滤波器。ic芯片被包封。在示例性方面，ic芯片包括形成在布线基板上的壁。壁的高度比焊料回流后声学器件上焊料凸块的预期高度短。壁定位在声学器件的任一侧并且小部分位于声学器件的外边缘下方，使得在壁的上表面和声学器件的下表面之间形成相对小的间隙。通过在壁和声学器件之间提供小间隙，包封材料对声学器件的禁止区的侵入被最小化。侵入的减少允许声学
器件内的更多区域用于声学元件，这减小了声学器件的整体尺寸。
27.在阐述本公开的示例性方面之前，参考图1-图3提供具有声学器件的常规ic的概述，使得可以将这种常规设备与本公开的优点进行对比。下面参考图4开始讨论ic中的声学器件的示例性方面。
28.在该方面，图1是常规ic 100的俯视图，该常规ic具有定位在作为金属化结构的布线基板104之上的ic芯片102。布线基板104可以包括呈金属迹线形式的导线，该金属迹线在由所示的x轴和y轴限定的多个平面中延伸。ic芯片102包含具有声波元件108a-108d的声学器件106，这是众所周知的。声学器件106可以是表面声波(saw)器件、温度补偿表面声波(tc-saw)器件、薄膜体声谐振器(fbar)、体声波(baw)器件和薄膜表面声波(tf-saw)器件。在此上下文中，器件的类型可以是滤波器、双工器、多路复用器、提取器或包括至少一个声学元件的其他射频前端(rffe)产品。
29.ic芯片102可以是通过互连110a-110d连接到布线基板104的倒装芯片设备。ic芯片102还可以具有禁止区112(ic芯片102的实线和虚线之间的空间)，其在ic芯片102内，但是不具有声波元件108。顾名思义，禁止区是ic芯片内或靠近处理器或设备(在此情况下为声学器件)上或附近的区域，由于热管理组件、冷却、安装约束和/或操作约束，电路板布局设计无法使用这些区域。对于声学器件，禁止区是需要不使用以避免改变声学元件的性能特征(例如，这可能会改变声学滤波器的中心频率)的区域。
30.ic芯片102可以以晶片的形式制造，然后将其单片化以成为芯片并且可以包括压电基板，诸如以钽酸锂(litao3)或铌酸锂(linbo3)为例。作为备选，ic芯片102可以由硅或硅基基板与诸如沉积在顶部上的氮化铝(aln)的压电材料制成。又一个备选方案将是复合晶片，诸如键合litao3-si或键合litao3-蓝宝石。
31.布线基板104可以设置为将声学器件106连接到计算设备的印刷电路板(pcb，未示出)，并且可以包括多个金属层、电感器和/或电容器(未示出)。布线基板104可以由诸如高温共烧陶瓷(htcc)或低温共烧陶瓷(ltcc)的陶瓷材料、诸如fr4、roger或液晶聚合物(lcp)的有机材料或诸如模制引线框架的模制基板制成。如图2和图3中更好地所见，布线基板104可以具有约80到500微米(μm)的厚度104t。
32.作为命名的注释，如本文中所用的“约”被定义为意为在基本范围或数字的百分之三(3％)内。因此，约80到500μm覆盖77.6-515μm。
33.声波元件108a-108d是声学器件106的功能组件，并且可以例如是saw器件中的叉指换能器或夹在baw器件中的顶部电极和底部电极之间的压电材料。声波元件108a-108d有时可以被称为有源元件，并且通常布置在ic芯片102的与布线基板104平行且面向布线基板104的一侧上。也就是说，ic芯片102的在z轴上最靠近布线基板104的一侧。
34.互连110a-110d可以是由焊膏印刷、焊球安装或电镀制成的焊料材料(诸如无铅焊料凸块)。作为备选，互连110a-110d可以由金(au)柱形凸块或铜(cu)柱形凸块制成。
35.常规ic 100中的禁止区112可以是约35到60μm。如果有东西撞击到该禁止区112上，则声学器件106的性能可能会受到负面影响。下文将更详细地讨论其后果。
36.图2是沿着图1的线2-2截取的图1的ic 100的截面侧视图。如上所述，ic芯片102与布线基板104间隔互连(示出的互连110a和110b)的高度114(如定义在z轴上)。为了保护声波元件108a-108d免受诸如颗粒、湿度和冲击力的环境因素的影响，设置包封材料116，以围
绕(封装)ic芯片102并且将ic芯片102刚性连接到布线基板104。特别地，在ic芯片102和布线基板104之间形成腔118，并且通过包封材料116将任何外部环境因素密封。
37.包封材料116可以由环氧树脂基材料制成，该环氧树脂基材料可以包含诸如二氧化硅的填料。当将包封材料116施加于覆盖ic芯片102时，包封材料116的某些部分可能会在ic芯片102下方蠕变(creep)，如图3更好地所见。
38.图3是沿着图1的线3-3截取的图1的ic 100的截面侧视图。如上所述，当施加于包封材料116以覆盖ic芯片102时，包封材料116的一些部分可以在ic芯片102下方(在z轴上)蠕变距离120a和120b(沿着y轴)。也就是说，在将包封材料116施加到ic芯片102的过程中，包封材料116缓慢地流入(“蠕变”)到ic芯片102下方的空间中。位于ic芯片102下方的所得材料可以被称为侵入或“蠕变”。距离120a、120b可以超过禁止区112的宽度(w)并且分别接触诸如用于一些部分122a或122b的元件108c的声波元件108。声波元件108c上的包封材料116的这种物理接触改变了在声波元件108c上传播的波的物理特性，并且因此改变(并且可能降低)声学器件106的性能。
39.通常，ic芯片102下方的包封材料116的蠕变或侵入已经通过扩大禁止区112来解决，这增大了ic芯片102的整体尺寸并且因此同样增大了ic 100的尺寸。一般而言，因为存在减小任何给定ic的尺寸并且特别是减小其中可以找到ic芯片102的rffe ic的行业压力，所以这种尺寸增大在商业上是不切实际的。作为备选，ic芯片102和布线基板104之间的间隙的高度114可以通过使用用于互连110a-110d的黄金凸块来减小。较小的间隙意味着在硬化之前更少的包封材料116可以流入间隙，这意味着更少的侵入或蠕变。虽然黄金凸块可以提供相同的电气连接特性同时比焊料凸块或铜柱短，但是黄金价格昂贵且更难制造。因此，黄金不是侵入问题的最佳解决方案。又一解决方案是使用将腔118与包封材料密封的收缩包装聚合物膜。然而，当施加包封材料116时，聚合物膜可能会拉伸，从而导致一些侵入。此外，难以控制拉伸量，导致不均匀的蠕变。当规划禁止区112时，这种不均匀的蠕变需要最坏的情况假设，这再次导致ic芯片102的尺寸增大。
40.如以下从图4开始更详细地讨论的，本公开的示例性方面通过在ic的布线基板的顶部上引入壁来减少或消除ic芯片下方的封装材料的侵入。该壁比互连的高度短，使得即使该壁从刚好在芯片的外边缘内侧的区域延伸到从芯片下方向外的位置，该壁也不接触芯片的下表面。芯片的下表面和壁的顶表面之间的剩余间隙足以防止壁影响波元件的物理特性，但是也足够接近以防止包封材料在芯片下方的显著蠕变或侵入。
41.在这方面，图4是具有ic芯片的ic 400的程式化图的俯视图，ic芯片这里被称为芯片402，该芯片402(在z轴上)定位于金属化结构(诸如布线基板404)之上，该布线基板404使用在图4中示出为交叉阴影线的壁405并且在下面参考图5更详细地解释。特别地，ic 400类似于图1-图3的ic 100，其中，芯片402包含具有声波元件408a-408d的声学器件406。虽然示出了四个声波元件408a-408d，但是应当理解，可以存在更多或更少的声波元件，并且精确的数量不是本公开的中心。芯片402可以是通过互连410a-410d连接到布线基板404的倒装芯片设备。尽管示出了四个互连410a-410d，但是应当理解，可以存在更多或更少的互连，并且精确的数量不是本公开的中心。芯片402还可以具有禁止区412(芯片402的实线和虚线之间的空间)(在x轴和y轴形成的平面内)，即在芯片402内，但是不具有声波元件408。
42.应当理解，声波元件408a-408d在结构和用途上类似于声学器件106并且可以是
saw器件、tc-saw设备、fbar、baw器件和tf-saw器件。还应当理解，这种声学器件由在腔中操作或振动的机械元件形成。在该上下文中，设备的类型可以是滤波器、双工器、多路复用器、提取器或包括至少一个声学元件的其他rffe产品。
43.芯片402可以以晶片的形式制造，然后将其切单以成为芯片并且可以包括压电基板(诸如litao3或linbo3)。备选地，芯片可以由其中在顶部上沉积有诸如aln的压电材料的硅或硅基基板制成。又一个备选方案是复合晶片，诸如键合litao
3-si或键合litao
3-蓝宝石。
44.布线基板404可以设置为将声学器件406连接到计算设备的印刷电路板(pcb，未示出)，并且可以包括多个金属层、电感器和/或电容器(未示出)。布线基板404可以由陶瓷材料(诸如htcc或ltcc)、有机材料(诸如fr4、roger或液晶聚合物(lcp))或模制基板(诸如模制引线框)制成。如图5中更好地所见，布线基板404可以具有约80到500μm的厚度。
45.声学器件406可以是saw器件、tc-saw设备、fbar、baw器件和tf-saw器件。在该上下文中，设备的类型可以是包括至少一个声学元件的滤波器、双工器、多路复用器、提取器或其他rffe产品。
46.声波元件408a-408d是声学器件406的功能组件，并且可以例如是saw器件中的叉指换能器或夹在baw器件中的顶部电极与底部电极之间的压电材料。声波元件408a-408d有时可以被称为有源元件并且通常布置在芯片402的面向布线基板404的一侧。
47.图5是沿着图5的线5-5截取的图4的ic 400的截面侧视图，并且更好地示出了根据本公开的壁405。通过设计，壁405具有均匀的截面并且从恰好在芯片402的外边缘502内的一点横向向外到布线基板404的外边缘504环绕芯片402，其中，横向方向由箭头506指示。壁405和芯片402之间的横向重叠量由箭头508指示。应当理解，这种重叠小于禁止区412的百分之十。壁405可以具有从布线基板404的上表面512向上延伸的高度510(在z轴上)。同样，互连410可以具有从布线基板404的上表面512向上延伸的高度514(在z轴上)。通过保持壁405的高度510比互连410的高度514短，在壁405和芯片402之间保持间隙516。在示例性方面，高度510在约二十(20)μm与三十(30)μm之间，高度514为在约三十(30)μm与五十(50)μm之间。在示例性方面，间隙516具有一(1)μm与二十一(21)μm之间的高度，该高度足够小，以减少和/或消除来自芯片402下方的包封材料518的蠕变。在包封材料518存在时，芯片402下方的腔520被密封。在特别考虑的方面，间隙516具有十一(11)μm的高度。通过减少包封材料518的蠕变或侵入，可以将声波元件408放置得更靠近芯片402的外边缘502。同样避免使用昂贵的黄金柱形凸块。
48.在示例性方面，壁405可以由聚合物或环氧树脂基材料(诸如阻焊剂或永久光致抗蚀剂)制成。作为备选，壁405可以由陶瓷材料(诸如htcc或ltcc)制成，以匹配布线基板404的相应材料(例如，如果布线基板404是htcc材料，那么壁405同样可以由htcc制成材料)。
49.图6是示出用于形成图4的ic 400的示例性工艺600的流程图，参考图7a-7e，以示出在工艺600的中间制造步骤进行中的工作。在这方面，工艺600以布线基板404的制造(块604)和芯片402的相对同时制造(块602)的分支方式开始。如常规的，芯片402的制造可以分解为通过光刻和钝化在晶片上制造声波元件408(块602a)。接下来，如常规的，在晶片上形成凸块或互连410(块602b)。然后将晶片切单成单独的芯片402(块602c)，诸如通过切割。
50.继续参考图6，基本上同时，布线基板402的制造开始于布线基板700，该布线基板
700具有层702和夹在其间的金属层704(块604a，也参见图7a)。如所述的，这可以是陶瓷或其他材料的叠层。然后制造壁405(块604b，也参见图7b)，以形成中间结构710，这可以通过干膜阻焊剂的层压随后由图案化步骤来完成。壁405可以具有均匀的截面并且围绕芯片402。考虑到焊料凸块的高度514，高度510被小心地控制到期望的高度。
51.如本文中所使用的，基本上同时意味着块602和块604二者在块606可以开始之前完成(可能是异步的)。对芯片402和布线基板404在同一地点、同一时间、同一天等制作没有严格的要求。唯一的要求是在块606可以开始之前完成这两个步骤。
52.继续参考图6，然后将芯片402接合到具有壁405的布线基板404(即，中间结构710)(块606，也参见图7c)，以形成中间结构720。芯片402可以通过拾取和放置机器作为倒装芯片。接合可以通过倒装芯片接合和回流焊接来完成。
53.然后利用包封材料518(有时被称为封装材料)包封中间结构720(块608，也参见图7d)，以形成中间结构730。这种包封形成腔520。间隙516保留在壁405和芯片402之间。
54.然后通过将包封的基板切单成单独的ic 400(块610，也参见图7e)来形成ic 400，诸如用切割刀片740切割。可以对ic 400进行后续测试和封装(块612)。虽然许多步骤是已知的，但是壁405的使用提供了对包封材料518的侵入的差异并且防止或减少了声学器件的性能退化。
55.尽管ic 400在大多数方面是足够的，但是存在参考图8-图12阐述的本公开的备选示例性方面。
56.图8是类似于图4的ic 400但具有形成在腔520中的中间支撑壁802的ic 800的备选示例性方面的截面侧视图。在大多数其他方面，ic 800与ic 400相同，并且可比较的元件的标号相同。中间支撑壁802可以设置在声波元件408的正下方，但是保持间隙516。中间支撑壁802可以用作用于由声波元件408产生的热量的次要散热器。此外，中间支撑壁802可以在制造过程中起到帮助作用，使得壁802可以防止芯片402在拾取和放置活动期间过度弯曲。注意的是，中间壁结构802的使用是可选的。
57.图9是类似于图4的ic但具有两层包封材料的ic 900的备选示例性方面的截面侧视图。具体地，顶层902可以设置在底层904之上(相对于z轴)。层902和层904二者可以是基于环氧树脂的材料并且可以填充有填料(诸如二氧化硅)。与底层904相比，顶层902在低温下可以具有相对较低的储能模量，使得在包封工艺(例如，块608)期间，顶层902的分布可以在整个布线基板404上更加均匀，以使得ic 900的高度更均匀。底层904可以具有良好的伸长率的特性，以减少进入腔520的蠕变。在其他方面，ic 900与ic 400相同。
58.图10是ic 1000的备选示例性方面的截面侧视图，ic 1000类似于图4的ic 400但是对于壁1002具有较小的横向(如y轴所示)尺寸以便于如图11所示在制造期间对ic 1000进行切割。特别地，壁1002在内部与布线基板404的外边缘1004间隔开，以在中间结构1102中形成断口1100(参见图11)，从而使切割刀片1104在断口1100处切穿，以减少切穿壁1002的相对硬材料的需要，并且进而降低切割刀片1104的磨损率。而包封材料1006示出为与图9的ic 900类似的两层，应当理解，较小的壁1002也可以与单层包封材料一起使用。
59.图12是类似于图4的ic 400但具有l形壁1202的ic 1200的备选示例性方面的截面侧视图。在ic 1200中，壁1202的相关部分仍然较短并且在芯片402下方并且具有先前描述的间隙516，但是已经建立了间隙516，壁1202的一些部分比芯片402的下表面高。对此，相对
于壁405，这种结构没有已知的优势，但是为了完整起见，它被包括在内。
60.根据本文公开的方面的用于将声学器件封装在ic中的系统和方法可以设置在或集成到任何基于处理器的设备中。示例但不限于包括机顶盒、娱乐单元、导航设备、通信设备、固定位置数据单元、移动位置数据单元、全球定位系统(gps)设备、移动电话、蜂窝电话、智能电话、会话发起协议(sip)电话、平板电脑、平板手机、服务器、计算机、便携式计算机、移动计算设备、可穿戴计算设备(例如，智能手表、健康或健身追踪器、眼镜等)、台式电脑、个人数字助理(pda)、监视器、计算机监视器、电视机、调谐器、收音机、卫星收音机、音乐播放器、数字音乐播放器、便携式音乐播放器、数字视频播放器、视频播放器、数字视频光盘(dvd)播放器、便携式数字视频播放器、汽车、车辆组件、航空电子系统、无人机和多旋翼飞行器。
61.在这方面，图13示出了基于处理器的系统1300的示例，该系统可以采用具有图4和图8-图12中示出的声学器件的ic。在该示例中，基于处理器的系统1300包括一个或多个中央处理单元(cpu)1302，每个中央处理单元包括一个或多个处理器1304。cpu 1302可以具有耦合到(多个)处理器1304的高速缓存存储器1306，用于快速访问临时存储的数据。(多个)cpu 1302耦合到系统总线1308并且可以将包括在基于处理器的系统1300中的主设备和从设备相互耦合。众所周知，(多个)cpu 1302在系统总线1308上通过交换地址、控制和数据信息与这些其他设备通信。例如，(多个)cpu 1302可以将总线事务请求传送到作为从设备的示例的存储器控制器1310。
62.其他主设备和从设备可以连接到系统1308。如图13所示，作为示例，这些设备可以包括存储器系统1312、一个或多个输入设备1314、一个或多个输出设备1316、一个或多个网络接口1318以及一个或多个显示控制器1320。(多个)输入设备1314可以包括任何类型的输入设备，包括但不限于输入键、开关、语音处理器等。(多个)输出设备1316可以包括任何类型的输出设备，包括但不限于不限于音频、视频、其他视觉指示符等。(多个)网络接口设备1318可以是被配置为允许向网络1322和从网络1322交换数据的任何设备。在示例性方面中，网络接口设备1318中的一些可以包括图4和/或图8-图12的ic。网络1322可以是任何类型的网络，包括但不限于有线或无线网络、私有或公共网络、局域网(lan)、无线局域网(wlan)、广域网(wan)、bluetooth
tm
网络和互联网。(多个)网络接口设备1318可以被配置为支持所需的任何类型的通信协议。存储器系统1312可以包括一个或多个存储器单元1324(0-n)。
63.(多个)cpu 1302还可以被配置为通过系统总线1308访问(多个)显示控制器1320，以控制发送到一个或多个显示器1326的信息。(多个)显示控制器1320将信息发送到(多个)显示器1326，以经由一个或多个视频处理器1328显示，该视频处理器将要显示的信息处理成适合(多个)显示器1326的格式。(多个)显示器1326可以包括任何类型的显示器，包括但不限于液晶显示器(lcd)、等离子显示器、发光二极管(led)显示器等。
64.图14示出了示例性无线通信设备1400，其包括由ic 1402形成的射频(rf)组件，其中，其中的任何组件可以包括图4和/或图8-图12的ic，并且根据任何本文中公开的方面。作为示例，无线通信设备1400可以包括或设置在任何上述设备中。如图14所示，无线通信设备1400包括收发器1404和数据处理器1406。数据处理器1406可以包括用于存储数据和程序代码的存储器。收发器1404包括支持双向通信的发送器1408和接收器1410。通常，无线通信设
备1400可以包括用于任何数量的通信系统和频带的任何数量的发送器1408和/或接收器1410。收发器1404的全部或部分可以在一个或多个模拟ic、rf ic(rfic)、混合信号ic等上实施。
65.发送器1408或接收器1410可以以超外差架构或直接转换架构来实施。在超外差架构中，信号在多个阶段中在rf和基带之间进行频率转换，例如，在一个阶段中从rf到中频(if)，然后在接收器1410的另一阶段中从if到基带。在直接变频架构中，信号在一个阶段中在rf和基带之间进行频率转换。超外差和直接转换架构可以使用不同的电路块和/或具有不同的要求。在图14中的无线通信设备1400中，发送器1408和接收器1410以直接转换架构来实施。
66.在发送路径中，数据处理器1406处理待发送的数据并且向发送器1408提供i和q模拟输出信号。在示例性无线通信设备1400中，数据处理器1406包括数模转换器(dac)1412(1)、1412(2)，用于将通过数据处理器1406产生的数字信号转换成i和q模拟输出信号、例如i和q输出电流，以供进一步处理。
67.在发送器1408内，低通滤波器1414(1)、1414(2)分别对i和q模拟输出信号进行滤波，以去除由先前的数模转换引起的不期望的信号。放大器(amp)1416(1)、1416(2)分别放大来自低通滤波器1414(1)、1414(2)的信号，并且提供i和q基带信号。上变频器1418用来自tx lo信号发生器1422的通过混频器1420(1)、1420(2)的i和q发送(tx)本地振荡器(lo)信号对i和q基带信号进行上变频，以提供上变频信号1424。滤波器1426对上变频信号1424进行滤波，以去除由上变频引起的不期望的信号和接收频带中的噪声。功率放大器(pa)1428放大来自滤波器1426的上变频信号1424，以获得期望的输出功率电平并且提供发送的rf信号。发送的rf信号通过双工器或开关1430路由并且经由天线1432发送。
68.在接收路径中，天线1432接收通过基站发送的信号并且提供接收的rf信号，该rf信号路由通过双工器或开关1430并且提供给低噪声放大器(lna)1434。双工器或开关1430设计用于以特定的接收(rx)到tx双工器频率分离操作，使得rx信号与tx信号隔离。接收的rf信号通过lna 1434放大并且通过滤波器1436滤波，以获得期望的rf输入信号。下变频混频器1438(1)、1438(2)将滤波器1436的输出与来自rxlo信号发生器1440的i和q rx lo信号(即，lo_i和lo_q)混合，以生成i和q基带信号。i和q基带信号通过amp 1442(1)、1442(2)放大并且进一步通过低通滤波器1444(1)、1444(2)滤波，以获得i和q模拟输入信号，该i和q模拟输入信号被提供给数据处理器1406。在该示例中，数据处理器1406包括adc 1446(1)、1446(2)，用于将模拟输入信号转换成要由数据处理器1406进一步处理的数字信号。
69.在图14的无线通信设备1400中，tx lo信号发生器1422产生用于上变频的i和q tx lo信号，而rx lo信号发生器1440产生用于频率下变频的i和q rx lo信号。每个lo信号是具有特定基频的周期性信号。tx锁相环(pll)电路1448接收来自数据处理器1406的时序信息并且产生用于调整来自tx lo信号发生器1422的tx lo信号的频率和/或相位的控制信号。类似地，rx pll电路1450从数据处理器1406接收时序信息并且产生用于调整来自rx lo信号发生器1440的rx lo信号的频率和/或相位的控制信号。
70.图15是诸如智能电话、移动计算设备平板电脑等并且可以包括射频前端的示例性移动终端1500的系统级框图，该射频前端可以包括根据本公开的ic中的一个或多个声学器件。在该方面，移动终端1500包括通过通用闪存(ufs)总线1508与大容量存储元件1506通信
的应用处理器1504(有时称为主机)。应用处理器1504还可以通过显示器串行接口(dsi)总线1512连接到显示器1510以及通过相机串行接口(csi)总线1516连接到相机1514。诸如麦克风1518、扬声器1520和音频编解码器1522的各种音频元件可以通过串行低功率芯片间多媒体总线(slimbus)1524耦合到应用处理器1504。另外，音频元件可以通过声音线(soundwire)总线1526相互通信。调制解调器1528也可以耦合到slim总线1524和/或声音线总线1526。调制解调器1528还可以通过外围组件互连(pci)或高速pci(pcie)总线1530和/或系统电源管理接口(spmi)总线1532连接到应用处理器1504。
71.继续参考图15，spmi总线1532还可以耦合到局域网(lan或wlan)ic(lan ic或wlan ic)1534、电源管理集成电路(pmic)1536、配套ic(有时称为桥接芯片)1538和射频ic(rfic)1540。应当理解，单独的pci总线1542和1544也可以将应用处理器1504耦合到配套ic 1538和wlan ic 1534。应用处理器1504还可以通过传感器总线1548连接到传感器1546。调制解调器1528和rfic 1540可以使用总线1550进行通信。
72.继续参考图15，rfic 1540可以通过rffe总线1558耦合到一个或多个rffe元件，诸如天线调谐器1552、开关1554和功率放大器1556。此外，rfic 1540可以通过总线1562耦合到包络跟踪电源(etps)1560，etps 1560可以与功率放大器1556通信。总的来说，包括rfic 1540在内的rffe元件可以被认为是rffe系统1564。应当理解，rffe总线1558可以由时钟线和数据线(未示出)形成。rffe系统1564的元件并且特别是天线调谐器1552可以包括具有根据本公开的示例性方面的声学元件的ic。
73.本领域技术人员将进一步理解，结合本文中公开的方面描述的各种说明性逻辑块、模块、电路和算法可以实施为电子硬件、存储在存储器或另一计算机可读介质中的指令并且通过处理器或其他处理设备或两者的组合执行。作为示例，本文中描述的设备可以用于任何电路、硬件组件、ic或ic芯片中。本文公开的存储器可以是任何类型和大小的存储器，并且可以被配置为存储所需的任何类型的信息。为了清楚地说明这种可互换性，各种说明性组件、块、模块、电路和步骤已在上面大体上根据它们的功能进行了描述。如何实施这种功能取决于特定应用程序、设计选择和/或施加在整个系统上的设计约束。熟练的技术人员可以针对每个特定应用以不同的方式实施所描述的功能，但是这样的实施决策不应被解释为导致背离本公开的范围。
74.结合本文中公开的方面描述的各种说明性逻辑块、模块和电路可以用设计为执行本文中所述的功能的处理器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)或其他可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立硬件组件或其任何组合来实施或执行。处理器可以是微处理器，但在备选方案中，处理器可以是任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可以实施为计算设备的组合(例如，dsp和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器与dsp核结合，或任何其他这样的配置)。
75.本文中公开的方面可以体现在硬件和存储在硬件中的指令中，并且可以驻留在例如随机存取存储器(ram)、闪存、只读存储器(rom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom或本领域已知的任何其他形式的计算机可读介质。示例性存储介质耦合到处理器，使得处理器可以从存储介质读取信息和将信息写入存储介质。作为备选，存储介质可以集成到处理器中。处理器和存储介质可以驻留在asic中。asic可以驻留在远程站中。作为备选，处理器和存储介质可以作为分立组件驻留在远程
站、基站或服务器中。
76.还注意到，在本文中的任何示例性方面中描述的操作步骤被描述以提供示例和讨论。所描述的操作可以以除了所示顺序之外的许多不同顺序来执行。此外，在单个操作步骤中描述的操作实际上可以在多个不同步骤中执行。此外，可以组合示例性方面中讨论的一个或多个操作步骤。应当理解的是，流程图中所示的操作步骤可以进行许多不同的修改，这对于本领域技术人员来说是显而易见的。本领域技术人员还将理解的是，可以使用多种不同技术和工艺中的任何一种来表示信息和信号。例如，在整个以上描述中可以引用的数据、指令、命令、信息、信号、位、符号和芯片可以通过电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子或其任何组合来表示。
77.提供本公开的先前描述以使本领域的任何技术人员能够制作或使用本公开。对于本领域的技术人员来说，对本公开的各种修改将是显而易见的，并且本文中定义的一般原理可以应用于其他变型。因此，本公开不旨在限制本文中描述的示例和设计，而是要被赋予与本文中公开的原理和新颖特征一致的最广泛的范围。