表面声波装置制造方法及图纸

一种表面声波装置有一块压电材料基片，基片性质包括利于展宽通频带宽度的机电耦合系数，利于使表面声波装置结构紧凑的ＳＡＷ速度。压电材料基片由属于点集３２化学式为Ｓｒ↓［３］ＴａＧａ↓［３］Ｓｉ↓［２］Ｏ↓［１４］的单晶体构成。如其切割角度和表面声波传播方向均在区域１－１内，由欧拉角度（Φ，θ，Ψ）表示的区域１－１，满足Φ＝２５°～３５°，θ＝２０°～９０°，Ψ＝－４０°～４０°，也可在区域１－２内，其满足Φ＝２５°～３５°，θ＝２０°～９０°，Ψ＝－２５°～２５°。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种将叉指式电极配置在一块压电材料基片上的表面声波装置。近年来，包括移动电话在内的移动通讯终端已经得到广泛使用。从轻便性的观点来看，这些终端所要求的最重要的特性之一，是结构紧凑和重量轻。为了使终端结构紧凑和重量轻，该终端使用的每一个电子元件都必需结构紧凑和重量轻。一种能很好地满足上述要求的表面声波装置-所谓表面声波滤波器，已经广泛地在终端的中频或高频电路中，作为滤波器使用。为了激发、接收、反射和传播表面声波，该表面声波装置具有一块压电材料制成的基片，和在该压电材料基片的一个主要表面上形成的一个叉指式电极。用于该表面声波装置的压电材料基片的材料的重要性质之一，是表面声波的表面波速(SAW速度)。该材料的其他二个重要性质是在该表面声波装置用作滤波器情况下的中心频率作用下的温度系数，或在该表面声波装置用作谐振器情况下的共振频率作用下的温度系数(TCF)；和该材料的机电耦合系数(K2)。附图说明图1表示一般用在表面声波装置中的，先前技术的压电材料基片的每一种成分的表。一般，可将图1所示的先前技术的压电材料基片分成二组。一组是机电耦合系数高的128 LN，64 LN和36LT；另一组是机电耦合系数小的LT 112和ST石英。SAW速度高和机电耦合系数大的压电材料基片128LN、64 LN和36 LT，可用作终端高频电路中的表面声波滤波器。SAW速度低和机电耦合系数小的压电材料基片LT 112和ST石英，可以用作终端中频电路中的表面声波滤波器。上述这些压电材料基片这样使用的理由是表面声波滤波器的中心频率，与所用的压电材料基片的SAW速度成正比；而与在该压电材料基片上形成的叉指式电极的电极指的宽度成反比。因此，SAW速度高的基片，适合于用作高频电路中的滤波器。在终端的高频电路中所用的滤波器，需要使用SAW速度高和机电耦合系数也大的压电材料基片；这是因为该终端要求通频带的宽大于20MHz的宽带滤波器。一方面，移动式终端的中频电路使用的频带范围为70～300MHz。当将该表面声波装置用作中心频率在上述频带以内的滤波器时，需要与该中心频率的减小值成比例地增大该压电材料基片上形成的叉指式电极的电极指的宽度，通常，中频电路中的滤波器的中心频率，与高频电路中的滤波器的中心频率比较，是相当高的。这就引出了使该表面声波装置本身的尺寸变大的问题，因此，一般在该终端的中频电路中，使用SAW速度低的LT 112或ST石英，作为表面声波滤波器。特别是，由于ST石英在中心频率作用下的正常温度系数近似为零，因此，ST石英是制造压电材料基片的合适材料。但由于ST石英的机电耦合系数小，因此它只适用于通频带窄的滤波器。然而，到目前为止，上述ST石英的这些性质还几乎没有造成什么问题，因为中频电路中的滤波器，只有一个窄通道的信号通过。近年来，为了有效地利用频率资源，和适应数字式数据通讯，已经开发出和实际上已经建立了一种数字式移动通讯系统，并正日益获得广泛的应用。该数字式移动通讯系统要求从数百KHz至几个MHz的极宽的通频带宽度。当将该表面声波装置用于要求这样宽的频带宽度的中频滤波器中时，不可能用ST石英制造一块合适的压电材料基片。另外，为了得到轻便性更好的、更小的移动式终端，该中频用的表面声波滤波器的安装面积必需更小。虽然，一般认为ST石英和LT 112，是用于制造中频电路的表面声波滤波器的压电材料基片的合适材料，但由于其SAW速度超过3000米/秒，因此，几乎不可能将该压电材料基片做得更小。本专利技术的目的，是要提供一种使用机电耦合系数大，可以展宽通频带宽度，而SAW速度低，可以使表面声波装置做得更小的压电材料基片的表面声波装置。这个目的可用下述方法达到，本专利技术的压电材料基片采用属于点集(pointgroup)32，化学式为Sr3TaGa3Si2O14的单晶体。这种材料是在俄罗斯开发的，具有langasite式结构的，压电材料基片中的一种替代材料，在“日本晶体生长协会杂志，第25卷，第3期1998(目录号14aA7)”中，被Tomohiko Kato等称为新替代的langasite式压电材料基片。本专利技术的专利技术者，对这种晶体作了研究，结果发现，在晶体切割角度和表面声波传播方向，均在一个预先确定的区域内的情况下，可以得到作为表面声波装置的压电材料基片所希望的性质。因此，最后，本专利技术采用了这种晶体。根据本专利技术的第一个实施例，该压电材料基片的晶体切割角度，和表面声波的传播方向，均在由Φ＝25°～35°，θ＝20°～90°，ψ＝-40°～40°的欧拉角度(φ，θ，ψ)表示的区域1-1内。在第二个实施例中，该晶体切割角度和表面声波传播方向，均在Φ＝25°～35°，θ＝20°～90°，ψ＝-25°～25°的欧拉角度(φ，θ，ψ)表示的区域1-2内。在第三个实施例中，该晶体切割角度和表面声波的传播方向，均在Φ＝-5°～5°，θ＝10°～170°，ψ＝0°～50°的欧拉角度(Φ，θ，ψ)表示的区域2-1内。在第四个实施例中，该晶体切割角度和表面声波传播方向，均在Φ＝-5°～5°，θ＝25°～120°，ψ＝0°～30°的欧拉角度(Φ，θ，ψ)表示的区域2-2内。在第五个实施例中，该晶体切割角度和表面声波传播方向，均在Φ＝-5°～5°，θ＝130°～160°，ψ＝15°～45°的欧拉角度(Φ，θ，ψ)表示的区域2-3内。在区域1-1内具有上述欧拉角度的晶体基片的SAW速度，在3000米/秒以下，比ST石英的SAW速度低；而其机电耦合系数却足够高，大于0.2％。具有区域1-2内的上述欧拉角度的晶体基片的SAW速度，也在3000米/秒以下；而其机电耦合系数却大于0.4％。具有区域2-1内的上述欧拉角度的晶体基片的性质，与在区域1-1内的性质相同，其SAW速度在3000米/秒以下，而其机电耦合系数大于0.2％。具有在区域2-2和区域2-3内的上述欧拉角度的晶体基片的性质，与在区域1-2内的性质相同，其SAW速度在3000米/秒以下，而其机电耦合系数大于0.4％。单晶体Sr3TaGa3Si2O14为三维晶体，并具有对称的晶体结构，因此，其欧拉角度的配置是等效的。例如，在区域1-1内的欧拉角度(Φ，θ，ψ)的配置(30°，90°，0°)与(90°，90°，0°)的配置是等效的。在区域2-1内的欧拉角度(Φ，θ，ψ)的配置(0°，90°，17°)与(0°，90°，-17°)，(60°，90°，±17°)或(120°，90°，±17°)的配置是等效的。另外，在区域2-1内的(0°，90°，17°)欧拉角度配置，与(240°，90°，±17°)或(360°，90°，±17°)的配置是等效的。因此，应当理解，根据对称的晶体结构性质作出的每一种等效的欧拉角度配置，都包括在本专利技术的范围内。图1为表示用于表面声波装置中的先前技术的压电材料基片及其性质的表；图2为表示根据本专利技术的表面声波装置的一个实施例的立体图；图3为表示用于根据本专利技术的表面声波装置中的压电材料基片的性质的表；图4为表示用于根据本专利技术的表面声波装置中的压电材料基片的另一个实施例的性质的表；图5为表示在图3所示的实施例中的压电材料基片上的SAW速度的图；图6为表示在图3所示实施例中的压电材料基片上的机电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有一块压电材料基片，和放置在该压电材料基片的多个主要表面中的一个主要表面上的一叉指式电极的表面声波装置，该装置包括：所述压电材料基片由属于点集３２，化学式为Ｓｒ↓［３］ＴａＧａ↓［３］Ｓｉ↓［２］Ｏ↓［１４］的单晶体构成，所述单晶 体具有预先确定的切割角度，和所述表面声波有预先确定的传播方向；所述单晶体的所述预先确定的切割角度，和所述表面声波的所述预先确定的传播方向，均在区域１－１内，其中，由欧拉角度（Φ，θ，Ψ）表示的所述区域１－１，满足Φ＝２５°～３５°，θ＝ ２０°～９０°，Ψ＝－４０°～４０°。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：井上宪司，佐藤胜男，守越広树，川嵜克己，内田清志，
申请(专利权)人：TDK股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]