声表面波滤波器制造技术

一种声表面波滤波器，通过发现实现其宽带和低损耗的叉指型换能器和反射器电极的电极宽度的最佳值，从而使其不包含由阻抗失配所引起的任何损耗。声表面波滤波器包括叉指型换能器以及位于该换能器两侧的反射器。压电基片所具有的电极厚度ｈ与声表面波的波长λ的比值ｈ／λ位于０．０５≤ｈ／λ≤０．１５的范围内，且压电基片具有的反射器电极宽度ｗｒ与电极间距ｐｒ的电极宽度比ｗｒ／ｐｒ位于０．５≤ｗｒ／ｐｒ≤０．６的范围内，且压电基片具有的叉指型换能器的叉指电极宽度ｗｉ与间距ｐｉ的电极宽度比ｗｉ／ｐｉ位于０．６≤ｗｉ／ｐｉ≤０．９的范围内。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
1.专利
本专利技术一般涉及声表面波滤波器，特别是，涉及具有加宽了带宽以及较低的插入损耗的声表面波滤波器，它在应用于无线电设备的高频电路时很有优势。2.相关技术的说明无线电装置的高频电路一般都使用滤波器。对于作为滤波器中所不可缺少的关键器件的SAW(声表面波)器件，需要其具有宽带滤波器的性能。由这种SAW(声表面波)器件构成的一个声表面波滤波器包括一个压电基片，在该基片上，形成有叉指型换能器(IDT)，该叉指型换能器具有叉指电极和具有栅电极的反射器。众所周知，是通过增加电极的厚度来实现声表面波滤波器的宽带的。但是，增大的电极厚度可能会损害作为滤波器的一个关键特性的插入损耗。如此，到目前位置，电极厚度被增大以便能实现宽带，而不管插入损耗的恶化，也不管阻抗失配而产生的附加通带。因此一个本质问题是，实现声表面波滤波器的宽带以及低插入损耗。专利技术概述以上述问题的观点来看，本专利技术的一个目的是基于这样一种假设而实现的，所使用的电极厚度能加宽带宽，而且具有对压电基片的最佳的切割方向。本专利技术的另一个目的是提供一种声表面波滤波器，它不包含由阻抗失配而产生的任何损耗，这是通过为叉指型换能器的电极以及反射器电极的宽度选择一个最佳值，从而实现宽带以及低损耗而实现的。依据本专利技术的一个方面，为实现上述目的，提供了一种声表面波滤波器，它在压电基片上形成有叉指电极，这种声表面波滤波器包括一个叉指型换能器，在该换能器两侧安装有叉指电极和反射器，其中，厚度h与声表面波波长λ的比值h/λ位于0.05≤h/λ≤0.15的范围内，其中，压电基片具有反射器电极宽度wr与反射器电极间距pr的一个电极宽度比wr/pr，该比值位于0.5≤wr/pr≤0.6的范围内，其中压电基片具有叉指型换能器的电极宽度wi与叉指型换能器的电极间距pi的一个电极宽度比wi/pi，该比值位于0.6≤wi/pi≤0.9的范围内。最好是，为实现上述目的，当换能器的叉指电极的电极宽度wi与电极间距pi的比值wi/pi位于0.62≤wi/pi≤0.9的范围内时，叉指电极的电极宽度wi与反射器的电极宽度wr之间的关系被给定为wi＞wr，叉指电极的电极间距pi与反射器的电极间距pr之间的关系被给定为pi＜pr。最好是，为实现上述目的，当叉指电极的相邻电极指的中心与反射器电极之间的距离被给定为(1/2+HD1)×λi时，其中λi为叉指电极内的波长，系数HD1被定义在0＞HD1≥-0.04的范围内。最好是，为实现上述目的，通过在Z轴方向上，将Y轴围绕X轴旋转40°到44°，而得到LiTaO3的旋转的Y片，从而形成压电基片，换能器的叉指电极以及反射器的电极都是由一种电极材料构成的，该材料主要是Al。附图的简要说明通过以下参照附图所作的详细的说明，可以使本专利技术的上述的以及其它的目的、方面、特征以及优点将变得明显，其中附图说明图1是一张图，它通过本专利技术所采用的例子，显示了多路复用模式的声表面波滤波器的电极结构；图2图示了与电极宽度比wr/pr相关的反射系数的电极厚度的相关性，该电极宽度比是反射器4和5的电极宽度wr与电极间距pr的比值；图3图示了比带宽相对于反射器电极宽度比wr/pr的变化；图4图示了依据电极宽度比wi/pi而对最小插入损耗以及特定带宽进行测量的结果，其中电极宽度比wi/pi是叉指型换能器的电极宽度wi与电极间距pi的比值；图5图示了与电极宽度比wr/pr以及wi/pi的变化相对应的声表面波的具体速度；图6是一个史密斯圆图，它显示了依赖于叉指电极的宽度比wi/pi的幅度的阻抗变化；图7是一个史密斯圆图，用于说明依据叉指电极的孔径长度AP，而图6的阻抗变化进行校正；图8图示了系数HD1与通带波动之间的关系；图9图示了依据本专利技术来设定条件，从而获得的声表面波的特性，与由传统滤波器所得到的那些特性的比较结果；图10是一张频率特性图，它显示了在本专利技术的一个实施例中，反射器电极宽度比wr/pr的改变所带来的插入损耗的变化；图11是一张频率特性图，它显示了在本专利技术的一个实施例中，叉指型换能器的电极宽度比wi/pi的改变所带来的插入损耗的变化；图12是一张频率特性图，它显示了系数HD1的改变所引起的插入损耗的变化；以及图13是一张史密斯圆图，它显示了系数HD1的改变所引起的阻抗变化。最佳实施例的说明现在，将参照附图对本专利技术进行说明，这些附图以非限制方式解释了当前的最佳实施例。应当注意，图示的实施例仅仅是用于理解本专利技术的目的，本专利技术的应用并不受这些实施例的限制。图1图示了多路复用模式的声表面波滤波器的电极结构，作为本专利技术所采用的一个例子。所示结构包括表现为由压电基片上的薄膜电极所构成的三个叉指电极形式的叉指型换能器(IDT)1、2和3，以及位于该换能器外侧的两个栅状反射器4和5(以下简称为反射器)。叉指型换能器1、2和3中的每一个都具有若干叉指电极，反射器4和5中的每一个都具有若干以预定间隔平行排列的电极。这里，为了获得具有良好通带特性的声表面波滤波器，建议本专利技术LiTaO3基片作为压电基片，这种压电基片是由42° YX(在Z轴方向上，将Y轴围绕X轴旋转42°)形成的，且本专利技术还建议将比值h/λ设定在0.05≤h/λ≤0.15的范围内，其中h是电极厚度，λ是声表面波的波长，对于叉指型换能器来说，它是由压电基片上的薄膜电极构成的，对于反射器来说，它位于该换能器的两侧。这样，假定使用了这样的设定，则由本专利技术可以直接获得这样一种声表面波滤波器，即它能发现可以确保宽带和低损耗的叉指型换能器和反射器的电极宽度的最佳值，且不会有由阻抗失配而引起的任何损耗。如果多路复用模式的声表面波滤波器的使用模式是这样的，例如是将叉指型换能器1和3用于输入，叉指型换能器1和3中每一个叉指型换能器的一个电极都与一个输入端相连，而相对的叉指电极接地。叉指型换能器2的用于输出的一个电极与一个输出端相连，而相对的叉指电极接地。由叉指型换能器1、2和3所激励的若干声表面波被限制在反射器4和5之间，作为叉指型换能器1、2和3之间相互耦合的结果，着重激励一些谐振模式，这样，谐振模式的终止显示出作为多路复用模式的声表面波滤波器的功能。声表面波滤波器的频率带宽特性是由反射器4和5所限定的任意的带宽特性以及叉指型换能器1、2和3的通带特性的交迭来确定的。在图1中，λi表示叉指型换能器1、2和3的声表面波的波长，wi表示叉指型换能器1、2和3的电极宽度，pi表示叉指型换能器的电极间距。同样，wr表示反射器4和5的电极宽度，pr表示反射器的电极间距。图2图示了反射系数相对于反射器4和5的电极宽度wr与电极间距pr的电极宽度比wr/pr的关系对电极厚度的依赖程度。在图2中，曲线I表示对于电极厚度为h的h/λi＝4.9％的反射系数特性，曲线II表示对于h/λi＝8.5％的反射系数特性。横坐标轴表示电极宽度比wr/pr，纵坐标轴表示反射系数值。从上述图中，可以了解，较大的电极厚度产生了较大的反射器4和5的反射系数的峰值(最大值)。还可以进一步看到，提供了峰值的反射器4和5的电极宽度也向较大值一方移动。这可以使带宽加宽。图3图示了用于反射器4和5的电极宽度wr与电极间距pr的电极宽度比wr/pr的比(specific)带宽。从图3本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有形成于压电基片之上的叉指电极的声表面波滤波器，所述声表面波滤波器包括：具有叉指电极的一个叉指型换能器；以及位于所述换能器外侧的反射器，其中叉指电极的厚度ｈ与波长λ的比值ｈ／λ位于０．０５≤ｈ／λ≤０．１５的范围内，反 射器电极宽度ｗｒ与电极间距ｐｒ的比值ｗｒ／ｐｒ位于０．５≤ｗｒ／ｐｒ≤０．６的范围内；以及叉指电极宽度ｗｉ与间距ｐｉ的比值ｗｉ／ｐｉ位于０．６≤ｗｉ／ｐｉ≤０．９的范围内。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：兼田泰文，上田政则，川内治，阿部卓也，
申请(专利权)人：富士通媒体装置株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]