一种石墨烯声表面波滤波器结构及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种石墨烯声表面波滤波器结构及其制备方法，涉及到石墨烯声表面波滤波器结构领域，包括压电基片，压电基片的上方固定设置有金属电极层，石墨烯层以镀膜的方式固定在金属电极层的外圈处，两者之间连接结构牢固，代替了贴合在金属电极层表面的方式，不易脱落，使得电流在通过金属电极层时不易因高温而使得石墨烯层脱落，利用石墨烯高热导率及高电导率的特性，根据趋肤效应的原理，高频信号在金属电极层的表面传输，电流集中在表层的石墨烯层，其较高的电导率降低了金属电极层带来的热损耗，从而降低了叉指换能器电阻带来的插入损耗，同时高热导率的石墨烯层也提升了声表面滤波器的散热能力，起到改善功率耐受性的作用。用。用。

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯声表面波滤波器结构及其制备方法


[0001]本专利技术涉及石墨烯声表面波滤波器结构领域，特别涉及一种石墨烯声表面波滤波器结构及其制备方法。

技术介绍

[0002]声表面波滤波器在现代通讯系统中起到越来越重要的作用，基站建设、卫星通讯和个人移动通信设备中都会涉及到几款、乃至几十款的声表面波滤波器。通信频段的不断增加，通讯设备越来越复杂化，同时滤波器模块的体积也在不断压缩，为了同时获得大容量，高速率，要求通讯滤波器具有更低的插入损耗和更高的功率耐受性。
[0003]关于降低声表面波滤波器插入损耗的研究是声表面波器件领域的热门课题，其中村田电子研究所设计的超高效(Incredible High Performance，IHP)结构声表面波滤波器，利用不同声速的压电薄膜材料，制备成叠层结构，通过增强界面的反射，将声表面波束缚在表层压电晶体上，有效地减少了声表面波能量的泄露，器件最小插入损耗可以达到1.0dB，但IHP声表面波基片材料对工艺的要求很高，制作难度较大。
[0004]功率耐受能力也是声表面波滤波器的一个重要指标，随着声表面波器件频率的不断升高、器件尺寸小型化，声表面波器件叉指电极的宽度、汇流条尺寸和封装电极尺寸都在不断缩小，常规声表面波器件的耐功率特性随着频率的升高越来越差，且现代通讯信号功率越来越大，对声表面波器件的功率耐受性提出了更高的要求，因此对声表面波器件功率耐受性的研究也变得越来越重要。
[0005]专利号为：CN202010095465.5，专利名称为：一种石墨烯声表面波滤波器结构及其制备方法的专利中通过将石墨烯包覆在金属电极层的周围，当施加高频信号时，电流集中在表层的石墨烯介质层，其较高的电导率降低了金属电极层带来的热损耗，同时高热导率的石墨烯介质层提升了滤波器的散热能力，起到改善滤波器的功率耐受性的作用。
[0006]但是上述专利中石墨烯介质层是直接覆盖在金属电极层的表面，两者之间在实际贴合时贴合度较差，尤其在导电高热的环境下，石墨烯介质层容易膨胀，从而增加石墨烯介质层和金属电极层表面之间的间隙，使得石墨烯介质层和金属电机层表面接触面积变小，从而降低了声表面滤波器的散热能力。因此，专利技术一种石墨烯声表面波滤波器结构及其制备方法来解决上述问题很有必要。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种石墨烯声表面波滤波器结构及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种石墨烯声表面波滤波器结构，包括压电基片，所述压电基片的上方固定设置有金属电极层，所述金属电极层的外圈处涂覆有石墨烯层，所述金属电极层的外圈处设置有凹槽，所述石墨烯层贴合金属电极层的一面设置有对应填充在凹槽中的凸起，所述金属电极层的上表面左右两侧设置有第一变形组
件，金属电极层的左右两侧中部位置设置有第二变形组件，所述金属电极层的内部设置有内部变形腔室，内部变形腔室中设置有膨胀适应组件；所述膨胀适应组件包括固定贴合在内部变形腔室内壁上的热敏金属层，所述热敏金属层的硬度小于金属电极层的硬度，所述热敏金属层呈矩形框体结构，热敏金属层和金属电极层的内壁之间焊接固定；所述膨胀适应组件还包括设置于内部变形腔室中的第一弹簧，所述第一弹簧的上端固定焊接在热敏金属层的上方内壁，第一弹簧的下端固定焊接在热敏金属层的下方内壁，所述第一弹簧竖直分布，所述第一弹簧在内部变形腔室中呈等距离设置有多组。
[0009]优选的，所述石墨烯层通过镀膜的方式固定在金属电极层的外圈处。
[0010]需要说明的是，石墨烯层以镀膜的方式固定在金属电极层的外圈处，两者之间连接结构牢固，代替了贴合在金属电极层表面的方式，不易脱落，使得电流在通过金属电极层时不易因高温而使得石墨烯层脱落，利用石墨烯高热导率及高电导率的特性，根据趋肤效应的原理，高频信号在金属电极层的表面传输，电流集中在表层的石墨烯层，其较高的电导率降低了金属电极层带来的热损耗，从而降低了叉指换能器电阻带来的插入损耗，同时高热导率的石墨烯层也提升了声表面滤波器的散热能力，起到改善功率耐受性的作用。
[0011]优选的，所述凹槽呈截面为半圆形的槽体结构，凹槽沿着金属电极层的长度方向分布，所述凹槽在金属电极层的上下左右四个面等距离分布有多组。
[0012]进一步的，石墨烯层内圈形成一体连接的凸起，凸起固定在凹槽中，增加了金属电极层和石墨烯层之间的接触面积，进一步增加两者之间连接结构的稳定性，使得石墨烯层不易从金属电极层上脱落，且凹槽在金属电极层的每一表面均匀的设置有多组，方便石墨烯层的每一侧面均与金属电极层的对应面之间牢固的固定，使得金属电极层和石墨烯层之间不易受电流影响而脱离，保证了接触面积足够，从而增加石墨烯层对金属电极层的保护效果。
[0013]优选的，所述第一变形组件和第二变形组件均包括弹性金属片、弹性金属板和橡胶层，所述弹性金属板设置有一对，一对弹性金属板固定焊接在金属电极层的表面，所述弹性金属片呈曲线板状结构，弹性金属片的两端固定在两组弹性金属板之间，一对弹性金属板之间的外缘处通过橡胶层固定连接保持密封。
[0014]具体的，第一变形组件和第二变形组件的设置，使得金属电极层和石墨烯层在导热时，石墨烯层膨胀变形下可压缩第一变形组件或者第二变形组件，使得石墨烯层内部具有足够的空隙供其热胀冷缩，避免了无可供石墨烯层变形的空间时出现石墨烯层膨胀过度从金属电极层上逐渐脱离的现象，使得石墨烯层覆盖在金属电极层上的使用寿命增加。
[0015]优选的，所述弹性金属片呈压缩状态。
[0016]其中，弹性金属片呈压缩状态，使得石墨烯层在膨胀变形时可进一步压缩一对弹性金属板，使得弹性金属片进一步被压缩，而当石墨烯层恢复形变时，为了避免弹性金属板与石墨烯层接触位置松动时弹性金属板不能复位的现象，在一对弹性金属板之间设置有弹性金属片，此时，呈压缩状态的弹性金属片可扩撑在一对弹性金属板之间，使得弹性金属板也随着石墨烯层恢复。
[0017]优选的，所述第一弹簧呈拉伸状态。
[0018]装置中，在内部变形腔室中设置有膨胀适应组件，电流在通过金属电极层产生热
量，使得热量带动金属电极层变形时，膨胀适应组件能够辅助金属电极层内圈向内部变形腔室内部收缩变形，而减少金属电极层外圈处的形变量，保证了金属电极层和石墨烯层连接处的结构稳定性，使得金属电极层、石墨烯层之间不易脱落。
[0019]优选的，所述第一变形组件在金属电极层的上下表面两端位置均设置有一组，位于金属电极层上表面的第一变形组件中的弹性金属板垂直焊接在金属电极层的上表面，位于金属电极层下表面的第一变形组件中的弹性金属板固定焊接在金属电极层的下表面。
[0020]工作时，第一变形组件可适应金属电极层上下方位置的石墨烯层膨胀变形进行补充。
[0021]优选的，所述第二变形组件在金属电极层的左右侧面中部均设置有一组，位于金属电极层左侧面的第二变形组件中的弹性金属板垂直焊接在金属电极层的左侧面，位于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯声表面波滤波器结构，包括压电基片（1），其特征在于：所述压电基片（1）的上方固定设置有金属电极层（2），所述金属电极层（2）的外圈处涂覆有石墨烯层（3），所述金属电极层（2）的外圈处设置有凹槽（5），所述石墨烯层（3）贴合金属电极层（2）的一面设置有对应填充在凹槽（5）中的凸起（4），所述金属电极层（2）的上表面左右两侧设置有第一变形组件（6），金属电极层（2）的左右两侧中部位置设置有第二变形组件（7），所述金属电极层（2）的内部设置有内部变形腔室（8），内部变形腔室（8）中设置有膨胀适应组件；所述膨胀适应组件包括固定贴合在内部变形腔室（8）内壁上的热敏金属层（10），所述热敏金属层（10）的硬度小于金属电极层（2）的硬度，所述热敏金属层（10）呈矩形框体结构，热敏金属层（10）和金属电极层（2）的内壁之间焊接固定；所述膨胀适应组件还包括设置于内部变形腔室（8）中的第一弹簧（9），所述第一弹簧（9）的上端固定焊接在热敏金属层（10）的上方内壁，第一弹簧（9）的下端固定焊接在热敏金属层（10）的下方内壁，所述第一弹簧（9）竖直分布，所述第一弹簧（9）在内部变形腔室（8）中呈等距离设置有多组。2.根据权利要求1所述的一种石墨烯声表面波滤波器结构，其特征在于：所述石墨烯层（3）通过镀膜的方式固定在金属电极层（2）的外圈处。3.根据权利要求2所述的一种石墨烯声表面波滤波器结构，其特征在于：所述凹槽（5）呈截面为半圆形的槽体结构，凹槽（5）沿着金属电极层（2）的长度方向分布，所述凹槽（5）在金属电极层（2）的上下左右四个面等距离分布有多组。4.根据权利要求3所述的一种石墨烯声表面波滤波器结构及其制备方法，其特征在于：所述第一变形组件（6）和第二变形组件（7）均包括弹性金属片（11）、弹性金属板（12）和橡胶层（13），所述弹性金属板（12）设置有一对，一对弹性金属板（12）固定焊接在金属电极层（2）的表面，所述弹性金属片（11）呈曲线板状结构，弹性金属片（11）的两端固定在两组弹性金属板（12）之间，一对弹性金属板（12）之间的外缘处通过橡胶层（13）固定连接保持密封。5.根据权利要求4所述的一种石墨烯声表面波滤波器结构，其特征在于：所述弹性金属片（11）呈压缩状态。6.根据权利要求5所述的一种石墨烯声表面波滤波器结构，其特征在于：所述第一弹簧（9）呈拉伸状态。7.根据权利要求6所述的一种石...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宜国，
申请(专利权)人：广州科慧健远医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：