具有更好声音效果的电声器件制造技术

本发明专利技术说明了一种具有更好声音效果的电声器件。所述器件包括矩形芯片，其侧边沿相对于压电轴存在偏转。

Electroacoustic devices with better sound effects

The invention describes an electroacoustic device with better sound effects. The device includes a rectangular chip, and its side edge is deflected relative to the piezoelectric axis.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有更好声音效果的电声器件本专利技术涉及具有更好声音效果的、尤其是受在基片边沿上反射的声波的干扰更少的电声器件。此外，本专利技术涉及通过这种器件实现的高频滤波器、用于制造这种器件的晶片以及制造的工艺。在电声器件内，转换器结构转换高频信号与声波(AW)。转换器结构包括电极结构，例如叉指电极，并且在此与一种压电材料，例如压电晶片相结合。AW在利用表面声波(SAW＝SurfaceAcousticWave＝akustische)工作的器件内优选地在压电材料的表面上传播。问题在于，离开转换器结构的波在压电材料的边沿或者表面上被反射，并且-随着错误的相位-重新回到转换器结构上。利用AW工作的器件通常被用作带通滤波器或者带阻滤波器。那么，转换器结构和反射元件就具有空间周期性，这种空间周期性基本取决于带通频率所对应的波长λ或者说λ/2。问题在于，AW所对应的频率将近超出带通频率，因为这些波能够相对容易地克服反射元件。为了减少反射的波的负面作用，可以将SAW芯片背面的表面粗糙化，以使得AW散射。但这提高了相应基片的破碎率。此外也可以用吸收AW的物质包裹基片边沿。另外，使用非矩形底面的芯片也是可行的。另一种可行方案在于，将叉指电极倾斜，使其连同-不变的-汇流排(busbars)一起不再具有矩形底面。但在这些旨在减少反射AW引起的干扰的方案中，其中每一个都存在缺点，例如在器件本身的制造方面或者在其封装方面。因此期望制造出通过另一种更有利的方式改进声音效果的电声器件。为此，独立的权利要求说明了加以改进的器件、加以改进的晶片、加以改进的制造工艺和加以改进的高频滤波器。从属的权利要求说明了对应的有利的设计方案。电声器件包括载波芯片，其包含具有压电轴的压电材料。该器件另外包括具有叉指电极的AW转换器结构，其被布置在载波芯片上。其中，AW转换器结构适合并且被设计用于转换声波(AW)与高频信号。叉指电极被定向为与压电轴成直角。压电轴与基片边沿不成直角地相交。如果要减少反射，直角就是不利的。但在制造电声器件时，直角是有利的，因为在制造时非直角定向的边沿会导致更高的花费。上述器件通过叉指电极与压电轴的直角布置而具有最佳的励磁强度，以及具有最佳的电声耦合。若载体芯片采用可行的矩形截面，在分割时只需制造出成直角的切割边沿，这就使器件制造的过程变得简单。但边沿非强制性笔直成型的芯片也是可行的。不规律的结构化边沿有助于避免相干反射，从而使不期望的信号散射开来。由于压电轴并没有被定向为与矩形载波基片的基片边沿成直角或相平行，因此反射AW的干扰就得到了改善，并且由此获得一种加以改进的电声器件。因而指出这样一种电声器件，在该电声器件中，叉指电极相对于基片边沿是倾斜的。但随之而来的也提出了更高的面积需求，因为通常矩形成型的器件结构，例如电声转换器结构，与矩形的载波芯片相对于彼此存在偏转，器件结构就不能最佳地填满芯片。在载波芯片的边沿上，出现了无法被叉指电极利用到的区域，因为-与已知的、仅仅只有叉指电极发生倾斜的方式相反-汇流排也相对于基片边沿存在偏转。这样一种器件具有更好的电声特性，尤其是在频率将近超过带通频率的情况下。这样就形成了一种插入损耗降低4.5dB的实施方式。同时，无论声学特性还是电学特性-由模型计算和实际所架构的试验器件证明-都不会降低。可行的是，载波芯片具有矩形截面。通常，被优选需要的是矩形的零部件。例如在裸芯片封装(BareDie＝Nachkchip)或晶圆级封装(WaferLevelPackages)中，非矩形的基片在实践中必须花费极大代价进行调整，否则就无法兼容。同样可行的是，载波芯片具有基本呈矩形的截面并且边沿被结构化。边沿可这样被结构化，即边沿至少在为此所规定的区域内不被定向为与压电轴相垂直。可行的是，压电轴与基片边沿围绕形成的角度处于[80°,…,87°]的区间内。换言之：转换器结构可偏转一定角度，该角度介于3°(90°-87°)(含)和10°(90°-80°)(含)之间。这样，反射AW的干扰作用已经减小得相当多，而额外的面积需求仍然保持得相当少。其他偏转角度，例如介于1°和30°之间、介于5°和20°之间同样是可行的。可行的是，压电材料是一种压电的单晶体。叉指电极能够用于生成SAW(表面声波)或者GBAW(GBAW＝GuidedBulkAcousticWave＝导向体声波)。这样，叉指电极以及转换器结构的其他元件就能够被直接布置在晶体的压电材料上。其中，AW的传播方向被优选定向为与压电轴相平行，由此获得良好的电声耦合。可行的是，压电材料是LiTaO3(钽酸锂)或者LiNbO3(铌酸锂)。可使用常见的用于钽酸锂或者铌酸锂的晶体切割。可行的是，转换器结构具有两个汇流排(英文：busbars)，其被定向为与叉指电极成直角。此外还可行的是，转换器结构包括DMS结构(DMS＝双模表面声波)。对此的替选方案或者补充方案是，转换器结构可包括梯式结构。其中，梯式结构由具有并行谐振器和串行谐振器的基本部分构成。DMS结构通常对于反射AW的反应尤其灵敏。梯式结构则相当稳定。因此，梯式结构与DMS结构的结合就形成了一种非常稳定的高频滤波器，其尤其明显受益于声波干扰的减少。因此尤其可行的是，通过上述电声器件实现一种高频滤波器电路或者说高频滤波器电路的一部分。其中，具有相应器件结构的高频滤波器本身就可以是一种电声工作的双工器。在其上布置有用于电声器件的转换器结构的常见晶片包括侧面的标记、尤其是具有直线走向的边沿。这种边沿被称为“主平面”(primaryflat)或者被称为“次平面”(secondaryflat)。标记用于说明晶片、晶片材料的晶体轴以及被布置在其上的器件结构的定向。因此，用于制造电声器件的常见过程步骤要以标记的定向为准。通常，电声器件以重复阵列的形式被结构化。接着，单个的器件被分割开来。其他结构，例如用于与外部电路环境布线的接触结构也被布置在压电材料上。无论是进行分割的过程步骤，还是布置其他结构的过程步骤，都需要精确定向的晶片。如果之后的单个芯片的边沿和用于外部电路环境的布线结构相对于压电轴存在偏转，而其定向是通过晶片的标记说明的，那么就需要对过程步骤进行繁琐的调整。因此可行的是，设计一种晶片，其包括具有压电轴的压电材料和第一个标记。第一个标记，例如“主平面”，被设计用于指示晶片的定向。标记包括直线延伸的边沿段。与需要繁琐地改变过程步骤的常见晶片相比，压电轴与标记的边沿段以一定的角度相交，该角度与直角存在偏差。其中，与直角的偏差可等同于器件结构、尤其是叉指电极相对于基片边沿所偏转的角度。这就意味着，之后的切割边沿和用于外部连接的接合元件与常见的过程步骤一致根据标记进行定向。其中，偏转所带来的问题转移到了类似于被偏转的标记的设置上，这实施起来更加容易。可行的是，与直角的偏差|α3-90|处于介于3°和10°之间的区间内，其中，区间限值本身也是可行的角度偏差。而且，可使用上面对器件指定的偏转角度。一种用于制造电声器件或多个电声器件的工艺可包括以下步骤：-提供晶片，在该晶片中，标记并没有垂直于压电轴，而是偏转了一定角度，例如介于3°和10°之间；-在晶片上构造器件的转换器结构；-通过将晶片分割为芯片，来分割器件，器件的边沿被定向为与晶片本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电声器件(EAB)，包括：‑载波芯片(CH)，其包含具有压电轴(PA)的压电材料；‑具有叉指电极(EF)的AW转换器结构(EAWS)，其被布置在所述载波芯片(CH)上；其中‑所述叉指电极(EF)被定向为与所述压电轴(PA)成直角；以及‑所述压电轴(PA)与基片边沿(SK)不成直角地相交。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.22 DE 102015106191.01.一种电声器件(EAB)，包括：-载波芯片(CH)，其包含具有压电轴(PA)的压电材料；-具有叉指电极(EF)的AW转换器结构(EAWS)，其被布置在所述载波芯片(CH)上；其中-所述叉指电极(EF)被定向为与所述压电轴(PA)成直角；以及-所述压电轴(PA)与基片边沿(SK)不成直角地相交。2.根据上述权利要求所述的电声器件，其中，所述载波芯片(CH)具有矩形截面。3.根据上述权利要求中任一项所述的电声器件，其中，所述压电轴(PA)与所述基片边沿(SK)围绕形成角度α2，该角度处于[80°,…,87°]的区间内。4.根据上述权利要求中任一项所述的电声器件，其中，所述压电材料是单晶体。5.根据上述权利要求中任一项所述的电声器件，其中，所述压电材料是LiTaO3(钽酸锂)或者LiNbO3(铌酸锂)。6.根据上述权利要求中任一项所述的电声器件，其中，所述转换器结构(EAWS)具有两个汇流排(BB)，其被定向为与所述叉指电极(EF)成直角。7.根据上述权利要求中任一项所述的电声器件，其中，所述转换器结构(EAWS)包括DMS结构。8.根据上述权利要求中任一项所述的电声器件，其中，所述转换器结构(EAWS)包括梯式结构。9.具有根据上述权利要求中任一项所述的电声器件的高频滤...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯特凡·博尔策，克里斯蒂安·马特，
申请(专利权)人：追踪有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US