一种拆分结构谐振器制造技术

本发明专利技术公开了一种拆分结构谐振器，所述拆分结构谐振器由若干个子谐振器构成谐振器群，所述谐振器群的等效阻抗等同于原单一谐振器的阻抗；每两个相邻所述子谐振器之间至多只存在电学连接，而声学上保持隔离；每个所述的子谐振器都包括下电极、压电层、上电极；本发明专利技术不仅增大了等效面积，而且还能增加谐振器的周长面积比，从而提高谐振器的散热性能和电子器件整体的功率容量。

【技术实现步骤摘要】
一种拆分结构谐振器
本专利技术涉及一种谐振器，具体涉及一种拆分结构谐振器。
技术介绍
利用压电薄膜在厚度方向的纵向谐振所制成的薄膜体波谐振器，在手机通讯和高速串行数据应用等方面已经成为声表面波器件和石英晶体谐振器的一个可行的替代。射频前端体波滤波器/双工器提供优越的滤波特性，例如低插入损耗，陡峭的过渡带，较强的抗静电放电(ESD)能力。随着目前通讯等领域对滤波器和谐振器等电子器件功率容量要求的不断提高，滤波器和谐振器的发热量显著增大。高发热带来的高温会造成器件Q值和机电耦合系数大幅下降；此外高温还会造成由谐振器的频率发生漂移；另外高温还会降低器件整体寿命。以上诸多问题最终导致有谐振器构成的滤波器的性能参数如带宽，插入损耗，滚降特性，带外抑制等发生严重劣化。应对发热问题的传统手段是增大谐振器的面积。这种方法在一定功率范围内可有效降低谐振器中的功率密度，从而降低谐振器的工作温度。但单纯依靠增加面积的方法已不能满足当前的谐振器对功率容量的要求，需要对传统结构进一步改进。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种拆分结构谐振器，不仅增大了等效面积，而且还能增加谐振器的周长面积比，从而提高谐振器的散热性能和电子器件整体的功率容量。一种拆分结构谐振器，所述拆分结构谐振器是由若干个子谐振器构成的谐振器群，所述谐振器群的等效阻抗等同于原单一谐振器的阻抗；每两个相邻所述子谐振器之间至多只存在电学连接，而声学上保持隔离；每个所述的子谐振器都包括下电极、压电层、上电极。可选地，所述谐振器群上设置有两个引脚，且两个引脚分别占据第一电位点和第二电位点，并与其他电子元件连接。可选地，所述子谐振器的上电极和/或下电极与其相邻的子谐振器的上电极和/或下电极电学连接。可选地，所述子谐振器压电层的C轴从一个电位点指向另一个电位点；可选地，一部分谐振器压电层的C轴可由第一电位点指向第二电位点；另一部分谐振器压电层的C轴可由第二电位点指向第一电位点。可选地，所述谐振器群的电路由若干个单元串联而成；在每个所述单元中并联入n个(n＞1)的子谐振器和/或所述电路串联入m个(m＞1)单元。可选地，所述单元具有一定的谐振器压电层‘C轴指向构成’，所述C轴指向构成要求：所述单元内某一子谐振器与其余子谐振器的C轴指向相同或所述单元内某一子谐振器与其余子谐振器中至少一个的C轴指向相反。可选地，某个所述单元与其余所述单元具有一定的‘单元C轴构成’关系，所述关系要求：某个所述单元和其余所述单元具有相同单元C轴构成关系或某个所述单元和其余所述单元中至少一个单元具有相反单元C轴构成关系。可选地，所述单元由至少两个相邻的子谐振器并联并与另外至少一个子谐振器串联而成。可选地，所述上电极与所述下电极由金属、金属的多层复合材料或合金制成；所述金属包括以下至少之一：钼、钌、金、镁、铝、钨、钛、铬、铱、锇。可选地，所述压电层的材料包括以下至少之一：氮化铝，氧化锌，钛锆酸铅(PZT)，所述压电材料中掺杂稀土元素。本专利技术的有益效果在于：在等效阻抗相同的前提下，将一个谐振器拆分为多个可提高功率容量。采用单纯串联拆分的方式会使每个子谐振器面积变大，虽然面积变大带来功率密度的减小，但如果谐振器面积过大则每个谐振器内热梯度和温度分布更为不均匀，导致谐振器在高功率输入下性能急剧下降；同时面积增大还造成谐振器刚性变差，加剧谐振器在应力作用下的形变，从而导致谐振器Q值下降，最终造成器件性能劣化，稳定性变差，寿命缩短、滤波器整体尺寸过大等问题；而单纯采用并联拆分方式，又会使每个子谐振器面积变小，使谐振器的周长面积比过大，导致每个谐振器的能量损耗率上升，从而降低每个谐振器的Q值，同样会影响谐振器的性能。因此，本专利技术为了克服上述问题，采用了并联串联拆分形式结合的电路构成方式，使每个子谐振器面积适中，同时提升了谐振器的功率容量。附图说明图1为本专利技术实施例1俯视示意图；图2为本专利技术实施例1的电路图；图2a为本专利技术实施例1的电路图另一种方式；图2b为本专利技术实施例1的电路图另一种方式；图2c为本专利技术实施例1的电路图另一种方式；图3为本专利技术实施例2的电路图；图4为本专利技术实施例2的电路图另一种方式；图5为说明例1a；图6为说明例1b；图7为说明例1c；图8为说明例1d；图9为说明例1e。图中下电极100，压电层120和上电极130。具体实施方式以下为本专利技术的较佳实施方式，但并不因此而限定本专利技术的保护范围。实施例1：A100将传统的单一谐振器分裂为4个谐振器R101、R102、R103和R104，其抽象电路图为图2所示。A100的谐振器分裂原则为等效阻抗分裂，即确保分裂后谐振器群的等效阻抗等同于原单一谐振器的阻抗。图1给出了4谐振器的基本结构示意图和的具体相连方式：每个谐振器(以R101为例)都具有下电极100，压电层120和上电极130。R101的上电极具有引脚C100，且R101的上电极与R102的上电极发生电学连接C101，R101的下电极与R102的下电极发生电学连接C103；R102的下电极与R103的下电极发生电学连接C104；且R103的上电极与R104的上电极发生电学连接C102，R103的下电极与R104的下电极发生电学连接C105，R104的上电极具有引脚C106。此处将R101和R102进行并联保证两个谐振器输入电压绝对相同，从而保证这两个谐振器的电学响应完全相同或相反，从而消除谐振器非线性造成的影响或者增强谐振特性；同样的，将R103和R104进行并联也可以达到相同效果。此处需要说明的是，上述的上电极与所述下电极由钼的多层复合材料或镁制成；每两个相邻谐振器之间至多只存在电学连接，而声学上保持隔离。此外图2的电路结构可进一步拓展为：(1)在每个并联单元中(如R101和R103构成的并联单元U101)并联入更多的子谐振器(如图2a所示)；(2)在每个并联单元的每个支路上串连如更多谐振器；或(3)在图2的基础上串联入更多的并联单元(如R101和R103构成的并联单元)(如图2b所示)；或(4)将(1)、(2)和(3)的方式进行结合。对于图2所示电路及按上述方式拓展的电路，其中谐振器C轴的指向和构成方式可采用如下形式：(1)全部谐振器的C轴均由第一电位指向第二电位；或由第二电位指向第一电位。(2)部分谐振器的C轴由第一电位指向第二电位；另一部分谐振器的C轴由第二电位指向第一电位。在情况(2)下，可选的，某个单元内(如U101)的任意两个谐振器的C轴均呈现S1或S2构成。其余的拓展单元中至少有一个与上述单元成AU或SU关系；进一步的，若存在p个单元相互之间为SU关系，而q个单元与上述p个单元呈AU关系，那么p可以等于q，且电路在空间排布上可具有某种对称性(例如周期性或轴对称性等)。或者可选的，某个单元内(如U101)的至少存在两个谐振器的C轴呈现A1或A2构成，进一步的，在某个单元内C轴方向相反的谐振器的数量可对等，且电路在空间排布上可具有某种对称性(例如周期性或轴对称性等)。其余的拓展单元中至少有一个与上述单元成AU或SU关系；进一步的，若存在p个单元相互之间为SU关系，而q个单元与上述p个单元呈AU关系，那么p可以等于q，且电路在空间排布上可具有某种对称性(例如周期性或轴对称性等)。采用A1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种拆分结构谐振器，其特征在于：所述拆分结构谐振器是由若干个子谐振器构成的谐振器群，所述谐振器群的等效阻抗等同于原单一谐振器的阻抗；每两个相邻所述子谐振器之间只存在电学连接，而声学上保持隔离；每个所述的子谐振器都包括下电极、压电层、上电极。

【技术特征摘要】
1.一种拆分结构谐振器，其特征在于：所述拆分结构谐振器是由若干个子谐振器构成的谐振器群，所述谐振器群的等效阻抗等同于原单一谐振器的阻抗；每两个相邻所述子谐振器之间只存在电学连接，而声学上保持隔离；每个所述的子谐振器都包括下电极、压电层、上电极。2.根据权利要求1所述的一种拆分结构谐振器，其特征在于：所述谐振器群上设置有两个引脚，且两个引脚分别占据第一电位点和第二电位点，并与其他电子元件连接。3.根据权利要求1所述的一种拆分结构谐振器，其特征在于：所述子谐振器的上电极和/或下电极与其相邻的子谐振器的上电极和/或下电极电学连接。4.根据权利要求1所述的一种拆分结构谐振器，其特征在于：所述子谐振器压电层的C轴从一个电位点指向另一个电位点。5.根据权利要求4所述的一种拆分结构谐振器，其特征在于：一部分谐振器压电层的C轴可由第一电位点指向第二电位点；另一部分谐振器压电层的C轴可由第二电位点指向第一电位点。6.根据权利要求1所述的一种拆分结构谐振器，其特征在于：所述谐振器群的电路由若干个单元串联而成；在每个所述单元中并联入n个(n＞1)的子谐振器和/或所述电路串联入m个(m＞1)单元。7.根据权利要求4、5或6所述的一种拆分结构谐振器，其特征在于：所述单元具有一定的谐振器压电层‘C轴指向构成’，所述C轴指向构成要求：所述单元内某一子谐振器与其余子谐振器的C轴指向相同或所述单元内某一子谐振器与其余子谐振器中至少一个的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张孟伦，庞慰，杨清瑞，
申请(专利权)人：天津大学，诺思天津微系统有限责任公司，
类型：发明
国别省市：天津,12