一种水晶不开槽高阻带抑制声表面波滤波器制造技术

一种水晶不开槽高阻带抑制声表面波滤波器，包括水晶基片以及设置于水晶基片上的发射端叉指换能器和接收端叉指换能器，其特点是：所述水晶基片为薄片，厚度介于０．３－０．３５ｍｍ之间，基片背面无需开槽工艺处理。本实用新型专利技术适用于基片材料为水晶、叉指换能器指条数多、体声波辐射方向性强和阻带抑制要求高的声表面波滤波器，采用上述水晶薄片，省掉了原有的水晶厚基片开槽工艺，能够较好的抑制体声波寄生效应对滤波器性能的影响，使滤波器阻带抑制得到明显改善。本实用新型专利技术具有阻带抑制性好、可靠性高、易于批量生产和一致性好的优点。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及滤波器领域，尤其是一种声表面波滤波器。技术背景声表面波滤波器属于滤波器的一种，简称为SAW滤波器，其原理为在压电基片上采用微电子工艺技术制作电声叉指换能器，利用基片材料的压电效应，通过发射端叉指换 能器将电信号转换成声信号，并局限在基片表面传播，输出端叉指换能器将声信号恢复成 电信号，实现电-声-电的变换过程，完成电信号处理过程。随着电子对抗与通讯技术的发展，信号频段越来越多，噪声信号影响越来越严重， 为了提高电子设备的可靠性和抗干扰能力，对声表面波滤波器的性能要求也越来越高。SAff 滤波器的发射端叉指换能器在激发声表面波的同时会激发体声波，根据体声波的传输特 性，有一部分体声波经基片背面反射后，被接收端叉指换能器检测到，因而产生寄生响应信 号，使阻带抑制变差，影响了滤波器的性能，这就叫体声波寄生效应。体声波激励有一定的 方向，滤波器的指条数越多，体声波激励的方向性越强，因此体声波寄生效应越明显。在现有技术中，水晶是SAW滤波器常用的基片材料，0. 5mm的厚度是生产线上一贯 采用的水晶基片厚度，由于水晶材料体声波寄生效应比较强，特别是对于一些叉指换能器 指条数多、阵列长的滤波器，体声波寄生效应更加突出，在0. 5mm厚度水晶基片上制作的滤 波器对于那种阻带抑制要求高的指标，往往达不到设计要求，为解决这个的问题，以前是通 过基片背面开槽工艺来抑制体声波，但开槽工艺容易导致基片开裂，使滤波器可靠性降低， 经实验验证开槽工艺会造成滤波器约40%的损伤率；且开槽工艺耗费工时，滤波器成品率 低，极不利于批量生产。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是为了克服上述现有工艺技术的不足，而提供 一种新型的水晶不开槽高阻带抑制声表面波滤波器，可有效抑制体声波寄生效应对器件高 端带外的影响。为解决上述技术问题，本技术采用了如下的技术方案—种水晶不开槽高阻带抑制声表面波滤波器，包括水晶基片和设置于水晶基 片上的发射端叉指换能器和接收端叉指换能器，其特点是水晶基片为薄片，厚度介于 0. 3-0. 35mm之间，基片背面无需开槽工艺处理。本技术特别适用于基片材料为水晶、叉 指换能器指条数多、体声波辐射方向性强和阻带抑制要求高的声表面波滤波器，采用上述 水晶薄片，基片背面无需开槽工艺处理，省掉了原有的水晶厚基片开槽工艺，就能够较好的 抑制体声波寄生效应对滤波器性能的影响，使滤波器阻带抑制得到明显改善。本技术所依据的原理为SAW滤波器的发射端叉指换能器激发的体声波有一 定的方向，为了满足相位关系，只有在某些频率下，才能向θ方向激励体声波，其关系为 XtlCose =mV0/f，其中λ。为叉指的空间周期，θ为体声波与表面的夹角，V0为体声波在θ方向的速度，m为正整数。体声波激励能量沿瓣状分布，滤波器指对数越多，激励的体 声波方向性就越强，在θ方向上，体声波的辐射最强。对于在基片中向特定角度θ方向辐射的体声波，体声波需要在基片内部一次或 多次反射后才能到达接收端叉指换能器，在发射端叉指换能器和接收端叉指换能器之间同 等距离下，随着基片厚度减小，体声波需要反射的次数增多，而体声波每次反射都有损耗， 一方面反射次数增多削弱了体声波寄生效应对接收端叉指换能器的影响；另一方面由于基 片厚度发生变化，体声波在基片内部一次或多次反射后，到达接收端叉指换能器上的位置 发生变化，被接收端叉指换能器响应信号的主瓣接收量变少。综合以上两个方面的影响，使 得在水晶薄片中的体声波寄生效应对接收端叉指换能器信号的干扰变弱，滤波器的阻带抑 制变好。综上所述，本技术与水晶厚片开槽的技术相比，制作的SAW滤波器具有阻带 抑制性好、可靠性高、易于批量生产和一致性好的优点。附图说明图1为本技术结构示意图以及基片内部体声波辐射路径示意图。图中标号所代表的名称为1为发射端叉指换能器(+表示火电极，-表示地电 极)，2为接收端叉指换能器(+表示火电极，-表示地电极)，3为水晶基片，4为在水晶薄片 (厚度为h')的体声波(实线)，5为在水晶厚片(厚度为h)的体声波(虚线)。具体实施方式以下结合附图和本技术工作原理以及实验对本技术性能作进一步详细 说明。本技术的结构和阻带抑制原理如图1所示，一种水晶不开槽高阻带抑制声表 面波滤波器，包括水晶基片3以及设置于水晶基片3上的发射端叉指换能器1和接收端叉 指换能器2，其中所述水晶基片3为薄片，厚度以0. 3-0. 35mm为宜，且水晶基片3背面无需 开槽工艺处理。图1中所示本技术水晶基片内体声波辐射路径示意图，由图1可知，对于在两 种厚度水晶基片3中向特定角度θ方向辐射的体声波4和5，在发射端叉指换能器1和接 收端叉指换能器2之间同等距离下，随着水晶基片3厚度减小，体声波4比体声波5在基片 内部由发射端叉指换能器1到达接收端叉指换能器2需要反射的次数增多，一方面增加了 体声波4在基片3内部传输过程中的损耗；另一方面，水晶基片3厚度减小，改变了体声波 4到达接收端叉指换能器2上的位置，体声波4被接收端叉指换能器响应信号的主瓣接收量 变少。综合以上两个方面的影响，使得在水晶薄片中的体声波寄生效应对接收端插指换能 器2信号的干扰变弱，滤波器的阻带抑制变好。为验证水晶基片厚度对这类叉指换能器指条数多、体声波辐射方向性强的水晶声表面波滤波器阻带抑制的影响，我们选用LBS07073型SAW滤波器为研究对象，LBS07073型 SAW滤波器的特点为基片为水晶，叉指换能器指条数比较多，器件尺寸比较长，阻带抑制 要求高，且体声波辐射方向性强造成的体声波寄生效应严重。实验中我们选用不同厚度的 水晶基片，实验结果如下表所示<table>table see original document page 5</column></row><table>从上表可以看出，在不改变滤波器其它性能的条件下，未使用开槽工艺，随着水晶 基片厚度的减小，阻带抑制变好，当厚度为0. 35mm时，阻带抑制达到50dB以上，当基片厚度 更薄时，滤波器的阻带抑制效果会更好，但如果厚度低于0. 3mm会造成加工成本的提高以 及基片自身强度的降低，容易引起裂片，故选用不低于0. 3mm的水晶基片为宜。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水晶不开槽高阻带抑制声表面波滤波器，包括水晶基片和设置于水晶基片上的发射端叉指换能器和接收端叉指换能器，其特征在于，所述水晶基片为薄片，厚度介于０．３－０．３５ｍｍ之间，基片背面无需开槽工艺处理。

【技术特征摘要】
一种水晶不开槽高阻带抑制声表面波滤波器，包括水晶基片和设置于水晶基片上的发射端叉指换能器和接收端叉指...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈小兵，蒋道军，杨增涛，曹亮，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十六研究所，
类型：实用新型
国别省市：85[中国|重庆]