CN108880503A - 一种声表面波薄膜空腔谐振器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种声表面波薄膜空腔谐振器，包括基板、设置于所述基板上部的压电材料层以及处于该所述压电材料层上部的换能器组件；所述基板上开设有用于增强换能器组件产生的声表面波反射性能的表面波反射空腔；所述换能器组件包括发送换能器单元以及接收换能器单元；且该发送换能器单元包括用于形成反压电效应、产生弹性形变、生成声表面波的第一金属电极组件以及与所述第一金属电极组件电性连接的信号源单元，利用表面波反射空腔对压电材料层生产的声表面波进行反射，最终使得声表面波能够有效的通过压电材料层进行传播，避免了传统结构中声表面波被基板吸收的不良效果，更有利于滤波器功能的实现，效果突出。
Description
[技术领域]
本发明涉及滤波器产品技术领域，尤其涉及一种结构设计合理，滤波效果突出的声表面波薄膜空腔谐振器。
[背景技术]
随着通信技术的快速发展，微波通讯系统(例如雷达及通信系统)对滤波器性能的要求越来越高，这些滤波器需要实现高Q值、低插入损耗、带外抑制下降陡峭、体积小等特性。现有技术中的滤波器，往往不能满足这些要求，传统滤波器在窄带情况下，滤波器的损耗会很高，另一方面，传统滤波器若想得到较高的性能，一般会导致体积进一步增加，而且滤波效果较差。
基于此，本领域的技术人员进行了大量的研发与实验，从表面滤波器产的具体构造部分入手进行改进和改善，并取得了较好的成绩。
[发明内容]
为克服现有技术所存在的问题，本发明提供一种结构设计合理，滤波效果突出的声表面波薄膜空腔谐振器。
本发明解决技术问题的方案是提供一种声表面波薄膜空腔谐振器，包括基板、设置于所述基板上部的压电材料层以及处于该所述压电材料层上部的换能器组件；所述基板上开设有用于增强换能器组件产生的声表面波反射性能的表面波反射空腔；所述换能器组件包括发送换能器单元以及接收换能器单元；且该发送换能器单元包括用于形成反压电效应、产生弹性形变、生成声表面波的第一金属电极组件以及与所述第一金属电极组件电性连接的信号源单元；所述接收换能器单元包括用于形成正压电效应、产生电信号的第二金属电极组件以及与所述第二金属电极组件电性连接的单元组件。
优选地，所述压电材料层两端还设置有用于吸收部分声表面波的吸声材料单元。
优选地，所述第一金属电极组件、第二金属电极组件都包括呈叉指状设置的正向金属电极单元和负向金属电极单元。
优选地，所述压电材料层的厚度范围为0.1-250um。
优选地，所述基板与压电材料层之间还设置有用于增强压电材料层强度、控制滤波器带宽的金属材质层。
优选地，所述金属材质层的厚度范围为0.02-300um。
优选地，所述表面波反射空腔的深度范围为1-200um。
优选地，所述换能器组件的厚度范围为0.1-30um。
优选地，所述压电材料层包括但不限于LiTaO3、LiNiO3、石英晶体、ALN或ZnO。
与现有技术相比，本发明一种声表面波薄膜空腔谐振器通过同时设置基板11、设置于所述基板11上部的压电材料层12以及处于该所述压电材料层12上部的换能器组件13，且在基板11上开设用于增强换能器组件13产生的声表面波反射性能的表面波反射空腔111，利用表面波反射空腔111对压电材料层12生产的声表面波进行反射，最终使得声表面波能够有效的通过压电材料层12进行传播，避免了传统结构中声表面波被基板11吸收的不良效果，更有利于滤波器功能的实现，效果突出，由于减薄了压电材料层12的厚度，减小了声波在压电材料层12中的传播速度，所以在设计高频段产品的时候，产品的最小尺寸就变大了，从而降低了晶元的曝光和镀膜工艺难度。
[附图说明]
图1是本发明第一实施例一种声表面波薄膜空腔谐振器的截面状态结构示意图。
图2是本发明第一实施例一种声表面波薄膜空腔谐振器中第一金属电极组件、第二金属电极组件的平面状态结构示意图。
图3是本发明第二实施例一种声表面波薄膜空腔谐振器的截面状态结构示意图。
[具体实施方式]
为使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定此发明。
请参阅图1至图3，本发明一种声表面波薄膜空腔谐振器1包括基板11、设置于所述基板11上部的压电材料层12以及处于该所述压电材料层12上部的换能器组件13；所述基板11上开设有用于增强换能器组件13产生的声表面波反射性能的表面波反射空腔111；所述换能器组件13包括发送换能器单元以及接收换能器单元；且该发送换能器单元包括用于形成反压电效应、产生弹性形变、生成声表面波的第一金属电极组件以及与所述第一金属电极组件电性连接的信号源单元；所述接收换能器单元包括用于形成正压电效应、产生电信号的第二金属电极组件以及与所述第二金属电极组件电性连接的单元组件。
本申请通过同时设置基板11、设置于所述基板11上部的压电材料层12以及处于该所述压电材料层12上部的换能器组件13，且在基板11上开设用于增强换能器组件13产生的声表面波反射性能的表面波反射空腔111，利用表面波反射空腔111对压电材料层12生产的声表面波进行反射，最终使得声表面波能够有效的通过压电材料层12进行传播，避免了传统结构中声表面波被基板11吸收的不良效果，更有利于滤波器功能的实现，效果突出。
本申请由于减薄了压电材料层12的厚度，减小了声波在压电材料层12中的传播速度，所以在设计高频段产品的时候，产品的最小尺寸就变大了，从而降低了晶元的曝光和镀膜工艺难度。
优选地，所述压电材料层12两端还设置有用于吸收部分声表面波的吸声材料单元。吸声材料单元可以吸收压电材料层12产生的背向接收换能器单元方向的声表面波。
优选地，所述第一金属电极组件、第二金属电极组件都包括呈叉指状设置的正向金属电极单元131和负向金属电极单元132。电性效果突出。
优选地，所述压电材料层12的厚度范围为0.1-250um。
优选地，所述第二实施例一种声表面波薄膜空腔谐振器2包括基板21、设置于所述基板21上部的压电材料层22以及处于该所述压电材料层22上部的换能器组件23，且在该基板21与压电材料层22之间还设置有用于增强压电材料层22强度、控制滤波器带宽的金属材质层24。金属材质层24的加入可以进一步提高产品性能，增强滤波频选效果和精确度。
优选地，所述金属材质层24的厚度范围为0.02-300um。
优选地，所述表面波反射空腔111的深度范围为1-200um。采用本设计结构方式的滤波器，可以有效的减小压电材料层12的厚度以及第一金属电极组件、第二金属电极组件中正向金属电极单元131和负向金属电极单元132的间隙，增大正向金属电极单元131和负向金属电极单元132的电极宽度，降低电极的加工难度，提高精确度。
优选地，所述换能器组件(13/23)的厚度范围为0.1-30um。
优选地，所述压电材料层12包括但不限于LiTaO3、LiNiO3、石英晶体、ALN或ZnO。
与现有技术相比，本发明一种声表面波薄膜空腔谐振器1通过同时设置基板11、设置于所述基板11上部的压电材料层12以及处于该所述压电材料层12上部的换能器组件13，且在基板11上开设用于增强换能器组件13产生的声表面波反射性能的表面波反射空腔111，利用表面波反射空腔111对压电材料层12生产的声表面波进行反射，最终使得声表面波能够有效的通过压电材料层12进行传播，避免了传统结构中声表面波被基板11吸收的不良效果，更有利于滤波器功能的实现，效果突出。
以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (9)
1.一种声表面波薄膜空腔谐振器，其特征在于：包括基板、设置于所述基板上部的压电材料层以及处于该所述压电材料层上部的换能器组件；所述基板上开设有用于增强换能器组件产生的声表面波反射性能的表面波反射空腔；所述换能器组件包括发送换能器单元以及接收换能器单元；且该发送换能器单元包括用于形成反压电效应、产生弹性形变、生成声表面波的第一金属电极组件以及与所述第一金属电极组件电性连接的信号源单元；所述接收换能器单元包括用于形成正压电效应、产生电信号的第二金属电极组件以及与所述第二金属电极组件电性连接的单元组件。
2.如权利要求1所述的一种声表面波薄膜空腔谐振器，其特征在于：所述压电材料层两端还设置有用于吸收部分声表面波的吸声材料单元。
3.如权利要求1所述的一种声表面波薄膜空腔谐振器，其特征在于：所述第一金属电极组件、第二金属电极组件都包括呈叉指状设置的正向金属电极单元和负向金属电极单元。
4.如权利要求1所述的一种声表面波薄膜空腔谐振器，其特征在于：所述压电材料层的厚度范围为0.1-250um。
5.如权利要求1至4中任意一项权利要求所述的一种声表面波薄膜空腔谐振器，其特征在于：所述基板与压电材料层之间还设置有用于增强压电材料层强度、控制滤波器带宽的金属材质层。
6.如权利要求5所述的一种声表面波薄膜空腔谐振器，其特征在于：所述金属材质层的厚度范围为0.02-300um。
7.如权利要求1所述的一种声表面波薄膜空腔谐振器，其特征在于：所述表面波反射空腔的深度范围为1-200um。
8.如权利要求1或7所述的一种声表面波薄膜空腔谐振器，其特征在于：所述换能器组件的厚度范围为0.1-30um。
9.如权利要求1所述的一种声表面波薄膜空腔谐振器，其特征在于：所述压电材料层包括LiTaO3、LiNiO3、石英晶体、ALN或ZnO。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112857276A (zh) * | 2021-03-21 | 2021-05-28 | 中北大学 | 声表面波应变传感器及其制备方法 |
| CN112994645A (zh) * | 2019-12-17 | 2021-06-18 | 三安日本科技株式会社 | 弹性波器件封装结构 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106961258A (zh) * | 2017-05-04 | 2017-07-18 | 杭州左蓝微电子技术有限公司 | 一种空腔型声表面波谐振器及其加工方法 |
| CN107733393A (zh) * | 2017-11-22 | 2018-02-23 | 中国科学院微电子研究所 | 一种声子晶体声表面波滤波器及制作方法 |
-
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106961258A (zh) * | 2017-05-04 | 2017-07-18 | 杭州左蓝微电子技术有限公司 | 一种空腔型声表面波谐振器及其加工方法 |
| CN107733393A (zh) * | 2017-11-22 | 2018-02-23 | 中国科学院微电子研究所 | 一种声子晶体声表面波滤波器及制作方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112994645A (zh) * | 2019-12-17 | 2021-06-18 | 三安日本科技株式会社 | 弹性波器件封装结构 |
| CN112994645B (zh) * | 2019-12-17 | 2024-05-07 | 三安日本科技株式会社 | 弹性波器件封装结构 |
| CN112857276A (zh) * | 2021-03-21 | 2021-05-28 | 中北大学 | 声表面波应变传感器及其制备方法 |
| CN112857276B (zh) * | 2021-03-21 | 2023-05-16 | 中北大学 | 声表面波应变传感器及其制备方法 |
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