开关切换型双通道声表面波滤波器制造技术

本实用新型专利技术为一种开关切换型双通道声表面波滤波器，包括设置于压电晶体片上的两个输入端叉指换能器、共用的输出端叉指换能器以及两者之间的屏蔽条，两个输入端叉指换能器的包络线分别从其声表面波传输通道的中心开始沿着一侧叉指汇流条向两端倾斜延伸，第一个输入端叉指换能器在其声表面波传输通道中心的叉指重叠区域要大于向两端倾斜延伸的叉指重叠区域；第二个输入端叉指换能器在其声表面波传输通道中心的叉指重叠区域可能不是最大的，其向两端倾斜延伸的叉指重叠区域重叠于第一个输入端叉指换能器的声表面波传输通道内。通过开关切换方式，使本实用新型专利技术实现不同的滤波器功能。本实用新型专利技术占用的芯片面积有效减小，并且加权设计时更加容易实现补偿。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及带通滤波器，具体涉及集成于压电晶体材料上的声表面波 带通滤波器。
技术介绍
当电压加载在具有压电特性的基片材料(例如铌酸锂单晶材料)的电极上， 会在压电晶体材料的晶格中形成机械畸变。当加载在压电晶体材料电极上的电 压为输入的电信号，会在压电晶体材料表面的晶格中形成声表面波，该声表面 波是一种在压电晶体材料表面传播、振幅随深入基片材料深度的增加而迅速减 少的弹性机械波。声表面波滤波器具有带通滤波器的特性。声表面波滤波器带通滤波功能的 实现便是基于上述晶格中形成的声表面波。声表面波滤波器的基本结构是在具 有压电特性的基片材料(例如铌酸锂单晶材料)的抛光面上制作一定厚度的铝 膜，在该铝膜层上通过光刻工艺形成交叉成对的梳状铝电极结构，在该梳状电 极结构上施加电信号，便在两梳状电极的叉指间形成声表面波，因此该梳状电 极结构起着电声换能器的作用，称其为叉指换能器。两梳状电极的叉指间形成 换能器的激励区域，两梳状电极的连接各叉指指条的梳柄部分称为汇流条，信 号电压施加于交叉梳状电极的两汇流条上，各汇流条通过电接点与外电路连 接。叉指换能器又分为输入 换能器及输出换能器输入换能器将电信号转换成 声表面波信号，沿晶体表面传播，输出换能器再将接收到的声表面波信号转换 成电信号输出。所述输入换能器与输出换能器构成声表面波的传输通道，所述 传输通道根据叉指换能器的不同加权结构，具有不同的声表面波传输特性或带 通特性。现有技术中，存在开关切换型双通道声表面波滤波器，其可以将输入端叉 指换能器的电极通过开关切换来实现其声表面波传输通道不同的传输功能。如参考文献1992 IEEE发表的论文《开关型滤波器的设计和二阶效应的补偿 "Design of Switchable Inline Filter and Compensation of Second Order Effects", 1992 IEEE ULTRASONICS SYMP00SIUM-15》。该论文提出的一种设计方法如图1所示，首先将双通道滤波器看成是两个独立的单通道滤波器A及A1 来设计。叉指换能器的声波传输通道是由其交叉重叠部分的包络线的外沿决定 的，如图1中叉指换能器A的声波传输通道为TDA,叉指换能器B的声波传输 通道为TDB。两个叉指换能器A和B的声波传输通道TDA和TDB是完全分开的。 其中叉指换能器B是这样设计的，首先分别设计两个单通道的叉指换能器A和 Al，通过将两个叉指换能器的脉冲技术指标相加或者相减，进行加权设计得到 叉指换能器B，如图1所示，使得图1中叉指换能器B的声波传输通道TDB的 宽度(声孔径)小于叉指换能器A或A1的声波传输通道的宽度(声孔径)。见 图2，芯片的宽度主要决定于两个声波传输通道宽度TDA和TDB的和，如此就 能縮小芯片面积，降低成本。上述设计方法的缺点是单独设计的输入端叉指换能器A及Al都是中间 部分叉指的交叉重叠长度较大(如图1中的DA和DA1)，而两端交叉重叠长度 较小。由于第二个通道B是经过将两个单独设计的输入端叉指换能器通过脉冲 技术指标相加或者相减得到的，为了减小芯片的面积，必须使第二通道的宽度 TDB尽可能地小，如此进行加权设计时的补偿空间狭小，变得异常困难，甚至无 法达到设计要求，使滤波器性能变坏。为了达到设计要求，只能加大第二通道 B的宽度，这又使芯片面积增加，成本增加。 技术的内容本技术针对现有开关切换型双通道声表面波滤波器的上述缺点，提供 另一种开关切换型双通道声表面波滤波器，其占用的芯片面积更小，并且更容 易实现加权设计的补偿。本技术的技术方案如下一种开关切换型双通道声表面波滤波器，包括封装外壳，封装外壳中装置 开关切换型双通道声表面波滤波器的管芯，两者电连接，所述开关切换型双通 道声表面波滤波器的管芯包括设置于压电晶体片上的两个输入端叉指换能器、 共用的输出端叉指换能器以及两者之间的屏蔽条，所述两个输入端叉指换能器 分别设置叉指汇流条，其特征是第一个输入端叉指换能器的包络线从其声表 面波传输通道的中心开始，沿着一侧叉指汇流条向两端倾斜延伸，第二个输入 端叉指换能器的包络线的倾斜延伸方法与第一个输入端叉指换能器的倾斜延 伸方法一致；第一个输入端叉指换能器在其声表面波传输通道中心的叉指重叠 区域要大于向两端倾斜延伸的叉指重叠区域；第二个输入端叉指换能器在其声5表面波传输通道中心的叉指重叠区域可能不是最大的，其向两端倾斜延伸的叉 指重叠区域重叠于第一个输入端叉指换能器的声表面波传输通道内。所述两个输入端叉指换能器中，第一个输入端叉指换能器始终处于工作状 态，第二个输入端叉指换能器根据需要用开关切换的方式，处于工作或不工作 状态，以达到不同的声表面波滤波器功能；可以通过与设置于外电路的切换开 关连接，使第一个输入端叉指换能器始终处于工作状态，第二个输入端叉指换 能器根据需要处于工作或不工作状态。其进一步的技术方案是所述两个输入端叉指换能器可以共用中间的一根汇流条，也可以将各自处 于中间的汇流条电连接；所述两个输入端叉指换能器之间共用的汇流条是曲折 或者倾斜的，其利用部分指条以及进行分段连接构成；或者所述两个输入端叉 指换能器的共用汇流条靠近输出叉指换能器的一端，可以分开成两根倾斜或者 弯曲的汇流条，分别靠近两个输入端叉指换能器的包络线，该两根倾斜或者曲 折的汇流条之间的叉指与该两根所述汇流条断开并接地；所述第二个输入端叉 指换能器一侧的汇流条靠近输出叉指换能器的倾斜或者曲折的一端尽可能地 靠近其包络线，并将所述汇流条该端以外的叉指与所述汇流条该端断开并接 地；在输入端叉指换能器和输出叉指换能器之间设置有倾斜于叉指电极的金 属屏蔽条D，该金属屏蔽条D通过外电极接地；至少有一个输入端叉指换能器 的其中一根汇流条与所述金属屏蔽条D电连接并接地；本技术的有益技术效果是由于第二个输入端叉指换能器在其声表面波传输通道中心的叉指重叠区 域可能不是最大的，其向两端倾斜延伸的叉指重叠区域重叠于第一个输入端叉 指换能器的声表面波传输通道内，从而可以使本技术的芯片面积进一步縮 小。而且可以将第二个输入端叉指换能器递减出的区域的叉指条与其汇流条断 开并与屏蔽条D连接，如此使得叉指换能器B2在进行加权设计时，补偿的空间变得很大，可以很容易地达到滤波器的带通特性要求。附图说明图1为参考文献的声表面波滤波器设计方法的示意图，即叉指换能器A与 叉指换能器A1的电学特性相加或者相减，得到叉指换能器B的示意图。 图2为按图1设计方法得到的双通道声表面波滤波器的平面示意图。图3为本技术的平面示意图，图中处于第一个传输功能工作状态。 图4为本技术中两个输入端叉指换能器的声波传输通道TDA和TDB相 重叠的示意图。图5为本技术处于第二个传输功能工作状态的示意图。 图6为本技术实现第一个传输功能时，带宽为7.0MHz的带通滤波器 的频谱曲线图。图7为本技术实现第二个传输功能时，带宽为8.0MHz的带通滤波器 的频谱曲线图。具体实施方式以下结合附图对本技术的具体实施方式做进一步说明。 本技术包括封装外壳，封装外壳中装置开关切换型双通道声表面波滤 波器的管芯，两者电连接。图3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关切换型双通道声表面波滤波器，包括封装外壳，封装外壳中装置开关切换型双通道声表面波滤波器的管芯，两者电连接，所述开关切换型双通道声表面波滤波器的管芯包括设置于压电晶体片上的两个输入端叉指换能器、共用的输出端叉指换能器以及两者之间的屏蔽条，所述两个输入端叉指换能器分别设置叉指汇流条，其特征是：第一个输入端叉指换能器的包络线从其声表面波传输通道的中心开始，沿着一侧叉指汇流条向两端倾斜延伸，第二个输入端叉指换能器的包络线的倾斜延伸方法与第一个输入端叉指换能器的倾斜延伸方法一致；第一个输入端叉指换能器在其声表面波传输通道中心的叉指重叠区域要大于向两端倾斜延伸的叉指重叠区域；第二个输入端叉指换能器在其声表面波传输通道中心的叉指重叠区域可能不是最大的，其向两端倾斜延伸的叉指重叠区域重叠于第一个输入端叉指换能器的声表面波传输通道内。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：倪山林，王为标，
申请(专利权)人：无锡市好达电子有限公司，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]