CN106569351A - 抗静电的高频声光器件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗静电的高频声光器件，包括声光介质、换能器、表电极、匹配印制板、匹配网络和高频插座，匹配网络安装于匹配印制板上，匹配印制板通过导线与表电极连接；换能器通过焊接层安装于声光介质上，表电极设于换能器表面。连接表电极和匹配印制板的导线为第一金带，第一金带两端分别通过导电胶与表电极与匹配印制板连接。还包括防止换能器积累电荷的静电放电回路，静电放电回路的一端与表电极电导通，另一端与焊接层电导通。本发明用导电胶把金带固定在表电极与匹配印制板之间，确保超薄换能器不会被焊接损坏；在器件内部设置静电放电回路，消除巨脉冲静电放电问题的发生，防止超薄换能器被静电损伤。

Description

抗静电的高频声光器件
技术领域
本发明涉及一种激光系统用的声光器件，尤其是用于声光时频处理器的高频声光器件，属于光电器件技术领域。
背景技术
声光器件是利用声光互作用理论制作的光电器件，主要由声光介质、焊接层、换能器、表电极、匹配印制板和匹配网络等构成。射频信号经匹配网络、金丝传输到表电极上，换能器把射频信号转化为超声振动，超声振动经焊接层传输到声光介质内,在介质内形成折射率光栅，入射光与折射率光栅发生声光互作用，产生衍射光。
常用声光器件的工作频率一般都在160MHz以内，换能器厚度在15微米以上，其击穿电压高，抗静电能力强，因此我们常常认为声光器件是静电不敏感器件。
但随着科学技术的发展，声光时频处理器的信息处理量越来越大，这就需要制作工作带宽更宽的高频声光器件。提高工作带宽的最好办法是提高声光器件工作的中心频率。声光器件工作的中心频率由换能器的厚度决定，频率越高，换能器厚度越薄。当中心频率达到1.6GHz时，X切铌酸锂换能器的厚度只有1.5微米；当中心频率达到3GHz时，X切铌酸锂换能器的厚度只有0.8微米，这些高频声光器件的超薄换能器厚度不到常规声光器件的十分之一。
随着换能器厚度的减薄，换能器的击穿电压越来越低，因此不能再把高频声光器件当作静电不敏感器件了。高频声光器件在生产、运输和使用过程中，不可避免的将遭受到来自人和周围环境的静电，这些静电往往都在数千伏以上。静电放电产生的电磁脉冲不仅会对高频声光器件造成严重损伤，还会造成潜在性损害，这种潜在性损害具有极强隐蔽性，无论是通过实验或者筛选的方法都很难被检测到或者被剔除，因此必须对高频声光器件进行抗静电设计，防止静电放电（Electrostatic Discharge，ESD）问题的发生。
为了把射频信号输入到表电极上，常用的办法有两种：（1）超声点焊法，在表电极与匹配印制板之间超声焊接金丝或硅铝丝；（2）低温烙铁焊接法，在表电极上用烙铁焊接银丝的一个端头（常用的焊料是铟锡合金等低温焊料）， 银丝的另一个端头用烙铁焊接在匹配印制板上（常用的焊料是焊锡丝, Sn63/Pb37）。随着换能器的厚度越来越薄，这两种方法都容易造成换能器损坏（被超声波击穿或被烙铁烧坏等），因此它们都不适合在高频声光器件上使用了。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种抗静电的高频声光器件，它用导电胶把金带固定在表电极与匹配印制板之间，确保超薄换能器不会被焊接损坏；在器件内部设置静电放电回路，消除巨脉冲静电放电问题的发生，防止超薄换能器被静电损伤。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
抗静电的高频声光器件，包括声光介质、换能器、表电极、匹配印制板、匹配网络和高频插座，高频插座通过引线与匹配网络连接，匹配网络安装于匹配印制板上，匹配印制板通过导线与表电极连接；换能器通过焊接层安装于声光介质上，表电极设于换能器表面，其特征在于：连接表电极和匹配印制板的导线为第一金带，第一金带两端分别通过导电胶与表电极与匹配印制板连接。
具体地，所述第一金带的两端分别通过导电胶与表电极和匹配印制板正极连接。
进一步地，本发明还包括防止换能器积累电荷的静电放电回路，静电放电回路的一端与表电极电导通，另一端与焊接层电导通。所述静电放电回路的一端依次通过匹配印制板正极和第一金带与表电极导通，静电放电回路的另一端依次通过匹配印制板地和第二金带与焊接层连接；该静电放电回路的一端焊接在匹配印制板正极上，静电放电回路的另一端焊接在匹配印制板地上，匹配印制板地通过第二金带与焊接层连接；第二金带两端分别通过导电胶与匹配印制板地和焊接层连接。
所述静电放电回路是用银丝绕制的电感，银丝直径大于0.2mm。
所述第一金带或/和第二金带的纯度大于99.9%；金带的厚度为25微米，宽度为100微米。
所述导电胶是各向同性中温固化导电胶。
所述换能器材料是铌酸锂晶体；所述声光介质为氧化碲晶体、磷化镓晶体或锗单晶。
相比现有技术，本发明具有如下优点：
1、在表电极上使用导电胶固定输入射频信号的金带，可以避免超薄换能器被焊接（超声焊接或烙铁焊接）损坏；
2、金带的表面积比金丝大，传输高频信号的损耗更低，换能器接收到的高频信号能量更大，器件的衍射效率也就更高，这是因为器件的衍射效率与换能器接收到的高频信号能量成正比；
3、在器件内置防止换能器积累电荷的静电放电回路，能有效消除巨脉冲静电放电问题的发生，防止超薄换能器被静电损伤。
附图说明
图1-本发明抗静电的高频声光器件结构示意图。
图中，1-底座，2-声光介质，3-焊接层，4-换能器，5-表电极，6-第一焊点，7-第一金带，8-第二焊点，9-匹配印制板正极，10-匹配网络，11-高频插座，12-第一螺钉，13-第二螺钉，14-放电回路，15-匹配印制板地，16-第三焊点，17-第二金带，18-第四焊点。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式对本发明进行详细描述。
参见图1，从图上可以看出，本发明抗静电的高频声光器件，主要由底座1、声光介质2、焊接层3、换能器4、表电极5、第一焊点6、第一金带7、第二焊点8、匹配印制板正极9、匹配网络10、高频插座11、第一螺钉12、第二螺钉13、放电回路14、匹配印制板地15、第三焊点16、第二金带17、第四焊点18等组成。声光介质2上安装了换能器4，焊接层3位于声光介质2与换能器4之间。换能器4上镀有表电极5，表电极5上用导电胶制作形成了第一焊点6，匹配印制板正极9上用导电胶制作形成了第二焊点8，第一金带7的两端分别连接第一焊点6和第二焊点8。高频插座11通过第一螺钉12固定在底座1上，匹配印制板地15通过第二螺钉13固定在底座1上，放电回路14的一端焊接在匹配印制板正极9上，放电回路14的另一端焊接在匹配印制板地15上，匹配印制板地15上用导电胶制作形成了第三焊点16，焊接层3上用导电胶制作形成了第四焊点18，第二金带17的两端分别连接第三焊点16和第四焊点18。
所述声光介质2为氧化碲晶体、磷化镓晶体或锗单晶。
所述金带的厚度约为25微米、宽度约为100微米。
所述金带的纯度大于99.9%。
所述导电胶是各向同性中温固化导电胶。实际使用的导电胶型号是EPO-TEKH20E。
第二金带17也可以采用点焊连接，但为了简化工艺流程，第二金带17采用了与第一金带7一样的制造工艺。同时由于金带的高频(大于1GHz)传输性能优于金丝，因此本发明连接匹配印制板地和焊接层的是金带（第二金带）而不是金丝。
工作原理：射频信号从高频插座11、匹配网络10、匹配印制板正极9、第二焊点8、第一金带7和第一焊点6传输到表电极5上，表电极5与焊接层3之间的换能器4吸收射频信号，并把射频信号转化为超声波传输到声光介质2内,在声光介质2内形成折射率光栅，入射光穿过声光介质2与折射率光栅发生声光互作用，产生衍射光，没有衍射的光是0级光。
换能器材料是铌酸锂晶体，它是压电晶体，其工作频率与其厚度有关，每个厚度的换能器只能工作在一定的频率带宽范围内。当铌酸锂换能器（厚度方向为X方向）的厚度为1.5微米时，其中心频率为1.6GHz、工作带宽可达1GHz。
静电放电回路14是用银丝绕制的电感，它的直径大于0.2mm，能承受5A以上的电流。它的一端焊接在在匹配印制板正极9上，另一端焊接在匹配印制板地15上，由于匹配印制板正极9与表电极5通过第一金带7电导通、匹配印制板地15与焊接层3通过第二金带17电导通，因此换能器4上积累的电荷可以通过放电回路14快速释放，防止高压静电脉冲损伤超薄换能器。
增加放电回路后，需要对匹配网络的参数做适当调整，使器件的输入阻抗尽量接近50欧姆，以获得较高的衍射效率和工作带宽。
实施例制作的实验样品，换能器厚度1.5微米，用EPO-TEK H20E型导电胶制作焊点把金带固定在表电极5上，解决了超声焊接或烙铁焊接出现的换能器损坏问题。放电回路用0.2mm直径的银丝绕制（绕制直径1.5mm、共3匝），通过了8000V的静电实验，实验方法按照GJB548B-2005标准执行。
本发明的上述实施例仅仅是为说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (8)

1.抗静电的高频声光器件，包括声光介质、换能器、表电极、匹配印制板、匹配网络和高频插座，高频插座通过引线与匹配网络连接，匹配网络安装于匹配印制板上，匹配印制板通过导线与表电极连接；换能器通过焊接层安装于声光介质上，表电极设于换能器表面，其特征在于：连接表电极和匹配印制板的导线为第一金带，第一金带两端分别通过导电胶与表电极与匹配印制板连接。
2.根据权利要求1所述的抗静电的高频声光器件，其特征在于：所述第一金带的两端分别通过导电胶与表电极和匹配印制板正极连接。
3.根据权利要求1所述的抗静电的高频声光器件，其特征在于：还包括防止换能器积累电荷的静电放电回路，静电放电回路的一端与表电极电导通，另一端与焊接层电导通。
4.根据权利要求3所述的抗静电的高频声光器件，其特征在于：所述静电放电回路的一端依次通过匹配印制板正极和第一金带与表电极导通，静电放电回路的另一端依次通过匹配印制板地和第二金带与焊接层连接；该静电放电回路的一端焊接在匹配印制板正极上，静电放电回路的另一端焊接在匹配印制板地上，匹配印制板地通过第二金带与焊接层连接；第二金带两端分别通过导电胶与匹配印制板地和焊接层连接。
5.根据权利要求3所述的抗静电的高频声光器件，其特征在于：所述静电放电回路是用银丝绕制的电感，银丝直径大于0.2mm。
6.根据权利要求1或4所述的抗静电的高频声光器件，其特征在于：所述第一金带或第二金带的纯度大于99.9%；金带的厚度为25微米，宽度为100微米。
7.根据权利要求1或4所述的抗静电的高频声光器件，其特征在于：所述导电胶是各向同性中温固化导电胶。
8.根据权利要求1所述的抗静电的高频声光器件，其特征在于：所述换能器材料是铌酸锂晶体；所述声光介质为氧化碲晶体、磷化镓晶体或锗单晶。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109508097A (zh) * 2019-01-11 2019-03-22 业成科技（成都）有限公司 触觉反馈模块及其制备方法和触控装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN87107179A (zh) * 1986-10-24 1988-05-04 施乐公司 大面积换能器阵列的静电放电保护网络
JPH06138423A (ja) * 1992-10-29 1994-05-20 Tokin Corp 音響光学変調素子の接着層厚みの測定方法
CN200986635Y (zh) * 2006-12-15 2007-12-05 中国电子科技集团公司第二十六研究所 电极辅助式声光器件
CN201331639Y (zh) * 2009-01-14 2009-10-21 中国电子科技集团公司第二十六研究所 匹配分离式声光器件
CN201955583U (zh) * 2011-03-18 2011-08-31 中国电子科技集团公司第二十六研究所 无背吸收的声光器件
CN203299481U (zh) * 2013-06-09 2013-11-20 中国电子科技集团公司第二十六研究所 一种高可靠声光q开关
CN104597632A (zh) * 2015-01-29 2015-05-06 中国电子科技集团公司第二十六研究所 大孔径声光器件

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN87107179A (zh) * 1986-10-24 1988-05-04 施乐公司 大面积换能器阵列的静电放电保护网络
JPH06138423A (ja) * 1992-10-29 1994-05-20 Tokin Corp 音響光学変調素子の接着層厚みの測定方法
CN200986635Y (zh) * 2006-12-15 2007-12-05 中国电子科技集团公司第二十六研究所 电极辅助式声光器件
CN201331639Y (zh) * 2009-01-14 2009-10-21 中国电子科技集团公司第二十六研究所 匹配分离式声光器件
CN201955583U (zh) * 2011-03-18 2011-08-31 中国电子科技集团公司第二十六研究所 无背吸收的声光器件
CN203299481U (zh) * 2013-06-09 2013-11-20 中国电子科技集团公司第二十六研究所 一种高可靠声光q开关
CN104597632A (zh) * 2015-01-29 2015-05-06 中国电子科技集团公司第二十六研究所 大孔径声光器件

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HENRY W.OTT: "《电磁兼容工程》", 31 May 2013 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109508097A (zh) * 2019-01-11 2019-03-22 业成科技（成都）有限公司 触觉反馈模块及其制备方法和触控装置

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