CN1128436A

CN1128436A - 端面反射型表面波谐振器

Info

Publication number: CN1128436A
Application number: CN95104540A
Authority: CN
Inventors: 吾乡纯也; 门田道雄
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1994-03-25
Filing date: 1995-03-25
Publication date: 1996-08-07
Anticipated expiration: 2015-03-25
Also published as: JP3206285B2; KR0155437B1; JPH07263998A; CN1080028C; US5684437A; TW255074B

Abstract

一种利用SH型表面波的端面反射型表面波谐振器30的构成是；通过在构成一IDT的压电衬底22的一个主表面22a上形成梳状电极23和24，和形成槽25和26以致从该表面22a延伸到另一个主表面，以形成一对端面22b和22c，在端面上表面波被反射，并具有在槽25和26外边的压电板部分22d和22e。

Description

端面反射型表面波谐振器

本发明一般涉及一种利用SH型表面波例如BGS波(Bleusfein-Gulyaev-Shimizi波)或LOVe波的表面波谐振器，更具体地说，涉及一种端面反射型表面波谐振器，其中表面波是由一对相互对置的端面反射的。

已经周知一种利用SH型表面波例如BGS波或LOVe波的端面反射型表面波谐振器。图1表示一种通常的端面反射型表面波谐振器的一个例子的透视图。

表面波谐振器1是使用以正方形平面压电衬底2构成的。该压电衬底2是由压电材料，例如锆酸钛酸铅族压电陶瓷，LiNbO₃压电单晶或LiTaO₃压电单晶组成的。如果压电衬底2由压电陶瓷构成的，则压电衬底2以由箭头P表示的指示方向受到极化处理。

一对梳状电极3和4形成在压电衬底2的上表面2a上。该梳状电极3和4构成一又指式变换器(下文缩写为IDT)。梳状电极3和4分别具有指形电极3a至3c和4a至4c。

在端面反射型表面波谐振器1中，从梳状电极3和4加AC电压，由此激励BGS波，并且该BGS波以所示的箭头X表示的方向传播。BGS波由压电衬底2的两个端面2b和2c反射。

在上述的端面反射型表面波谐振器1中，由IDT确定的频谱和由在两端面2b和2c之间的尺寸确定的频率是相互匹配的，从而得到有效的谐振特性。在表面波谐振器1中，表面波在两端面2b和2c之间反射，由此，如上所述可取得谐振特性。因此，端面2b和2c的光滑度和两端面2b和2c之间的尺寸必须保持高的精度。表面波谐振器1一般通过下列步骤制造。

具体地说，如图2的透视图所示，制备压电板5，和上述梳状电极3和4形成在压电板5的上表面，即构成IDT。此后，从压电板5的上表面向下形成槽6和7，由此，形成了上述的端面2b和2c。也就是说，为了精确地形成端面2b和2c，槽6和7是通过压电板5经受高精度的槽处理形成的。此后，在槽6和7的底6a和7a下面的压电板部分是切开的，由此就获得表面波谐振器1。

在表面波谐振器1中，沿在指形电极3a到3c和4a至4c以外的端面2b和2c形成在两侧边上的指形电极3a和4c宽度设定为其它指形电极宽度的1/2。也就是说，假设λ是表面波的波长，指形电极3a和4c的宽度是λ/8，其它指形电极的宽度是λ/4，指形电极3a和4c是由先前形成的具有λ/4宽度的多个指形电极形成，然后形成槽6和7，以致最外的电极宽度是宽度λ/4的1/2，即λ/8。

端面反射型表面波谐振器1具有上面所述的结构。如果构成IDT指形电报的对数减少，则表面波谐振器1的宽度W也就减小，当表面波谐振器1装在外壳衬底、密封封口外壳的基座、印制电路板等等上时，它便容易发生不稳定。如果构成IDT的一个梳状电极13具有二个指形电极13a和13b和另一梳状电极14只具有单个指形电极14a，如图3所示，例如，表面波谐振器11的宽度W变得比压电衬底12的厚度要小。因此，如果表面波谐振器11以所示的方向配置在压电衬底12上，则它变得不稳定，结果，表面波谐振器11易于落下，以致端面12b或12c直接向下，以及电连接操作例如，芯片焊接变得困难。

本发明的目的是提供一种端面反射型表面波谐振器及其制造的方法，其中即使少量指形电极的对数，也能增强芯片的稳定，由此，使它稳定和可靠进行芯片焊接操作是可能的。

根据本发明的端面反射型表面波谐振器是利用SH型的表面波的端面反射型表面波谐振器，它包括一压电衬底和形成在压电衬底的一个主表面上的IDT。一个槽，它是这样构成的，从压电衬底的一个主表面延伸到另一个主表面并与表面波传播方向垂直，以便构成一个端面，在其上表面波在IDT的至少一侧上被反射。

如前面所描述的，在根据本发明的端面反射型表面波谐振器，在形成IDT的压电衬底的主表面上形成槽，以便向另一主表面并垂直于表面波传播的方向延伸，并且由形成的槽来形成至少一个表面波被反射的端面。在压电衬底中，压电衬底部分接到槽的外面，因此，在表面波谐振器的表面波传播方向上的尺寸，也就是表面波谐振器的宽度是随保留在该槽外边的压电衬底部分来增加的，由此使表面波谐振器稳定。

根据本发明，通过在压电衬底中形成至少一个槽来形成在其上表面波被反射的至少一个端面。因此，为了获得谐振特性，控制在槽外的压电衬底部分，而与端面之间的尺寸无关，由此，使它提供一种稳定形式的端面反射型表面波谐振器成为可能。因此，在包括电连接工作例如芯片焊接的表面波谐振器的操作方面，提高表面波谐振器的稳定性是可能的，由此，使它可能提高使用端面反射型表面波谐振器的装置或元件的生产率。

此外，端面反射型表面波谐振器具有在IDT两边的二个端面。于是，一对槽优选地形成，以使在IDT的两边构成端面。利用本发明，仅仅两端面中的一个端面可以由槽的格式形成，其中外壳另一个端面可按照一般的方法切割压电衬底来形成。因此，利用本发明，至少一个端面由形成的至少一个槽来形成。

据证实，如果上述的表面波谐振器的宽度W要比压电衬底的厚度t小2/3时，芯片焊接工作就变得困难了。因此，槽外压电衬底部分尺寸要优选地确定，以使表面波谐振器的宽度W比压电衬底的厚度t大2/3。

根据本发明的一种表面波谐振器的制造方法就是端面反射型表面波谐振器的制造方法。其包括步骤：在压电板上形成IDT，形成从压电板的一个主表面延伸至另一主表面并垂直于表面波传播方向的方向的槽，以便构成一个表面波在IDT的至少一边上在表面波传播方向被反射的端面，并在槽外区域中分割压电板，由此得到端面反射型表面波谐振器。

在根据本发明的表面波谐振器的制造方法中，IDT在压电板上形成的IDT和在IDT的至少一边上形成的槽，如上所述，由此构成端面，在端面上表面波被反射。在形成槽后，在槽外区域中分割压电板。因此，根据本发明可能制造具有槽外的压电衬底部分的端面反射型表面波谐振器。在根据本发明的制造方法中，该区优选地做成，以使由该区域所得的压电衬底的宽度W比压电衬底的厚度t大2/3，如上面所述的。

在根据本发明的端面反射型表面波谐振器的制造方法中，至少形成一个槽，以形成表面波被反射的端面，如上所述，仅在槽外分割压电板以后，由此，根据本发明使它可能提供端面反射型表面波谐振器。因此，有可能提供端面反射型表面波谐振器的优良的稳定性，而没有增加步骤数目。

更优先地，分割槽外边的压电板使得从压电板的至少一个主表面延伸到另一个主表面形成第二个槽，即，在已形成槽外边进一步形成第二槽，以便在IDT的至少一个边上构成端面，并且通过施加一外力分割在最新形成的第二槽的底面和另一主表面之间的压电衬底部分或通过机械加工分割压电衬底部分。因而，采用了一种分割压电板部分形成第二槽的方法，因此，如通常的例子所述的，使它可能制备一种结构，其中许多IDT构成在主压电板的一个主表面上，用于隔开表面波谐振器的第二槽进一步在形成端面的槽处理之后形成。换言之，可能获得一种结构，其中许多表面波谐振器通过最新形成的第二槽相互连接。因此就可能在主压电板中表面波谐振器被相互连接的状态下测量每个表面波谐振器的特性。

根据本发明的表面波谐振器，至少一个表面波被反射的端面是通过形成上述的槽来构成的，并且在槽外边还提供压电衬底部分。

本发明的上述和其它目的、特征、方面和优良根据下面本发明的详细描述以及参照附图将变得十分明显。

图1是表示通常的端面反射型表面波谐振器的透视图；

图2是用于说明通常的端面反射型表面波谐振器的制造步骤的透视图；

图3是用于说明通常的端面反射型表面波谐振器的问题的透视图；

图4是根据一个实施例用于说明端面反射型表面波谐振器制造步骤的透视图；

图5是表示根据一个实施例的端面反射型表面波谐振器的透视图；和

图6是根据一个实施例用于说明端面反射型表面波的改进例子的透视图。

将参照附图来描述一个实施例，从而阐明本发明。

图4是根据本发明一个实施例，用于说明表面波谐振器的制造方法的透视图。

首先制备一压电板21。该压电板21是由压电陶瓷，例如，锆酸钛酸铅族压电陶瓷或压电单晶，例如LiNbO₃压电单晶或LiTaO₃压电单晶构成。如果压电板21是由压电陶瓷构成的，则压电板21以由箭头P表示的方向受到极化处理。也说是，压电板21以平行于压电板21的主表面21a的方向受到极化处理。

一对梳状电极23和24形成在压电板21的主表面上。该梳状电极23和24由导电材料如铝或铜构成。此外，梳状电极23和24可以用适当的方法，例如，通过一种例如蒸发、电镀或溅射处理将由导电材料构成的薄膜形成在压电板21的表面上，然后制造薄膜图案来构成。

梳状电极23具有指形电极23a和23b，而梳状电极24具有单电极24a。假定λ是表面波的波长，电极指24a的宽度是λ/4，而相邻电极指之间间距也是λ/4。配置在两边的指形电极23a和23b的宽度是λ/8。

指形电极23a和23b的宽度λ/8是在形成的槽25和26中调节的，如后面所要描述的。具体地说，指形电极具有与首先在电极指23a和23b被形成的区域中形成电极指24a宽度相同的宽度λ/4。然后从压电板2的主表面21a向另一个主表面21b延伸形成槽25和26，形成的槽25和26以便形成端面22b和22c，在端面上加AC电压激励的BGS波，从梳状电极23和24反射。因此，槽25和26是使用小片等形成，以致端面22b和22c处于这样的位置，使指形电极23a和23b的宽度减少一半，由此如上面所述，确定了指形电极23a和23b的宽度。

由于提供有槽25和26以便形成如上述的端面22b和22c，延伸槽25和26的方向就是垂直于表面波传播方向的方向，也是平行于指形电极23a、23b和24a的方向。

此外，如图4显见，槽25和26的底25a和26a是不通到另一个主表面21b的深度。槽25和26必须具有某个深度，以致由端面22b和22c能够可靠地进行反射已激励的BGS波。由于SH型表面波靠近压电衬底的表面传播，槽25和26不必具有通到另一个主表面21b的深度。在本实施例中，槽25和26的深度近似为压电板21厚度t的一半。如所示。为了形成在其上可靠地反射SH型例如BGS波的表面波的端面22b和22c，然后最好是，槽25和26的深度，即端面22b和22c的高度是根据波λ在1λ至7λ的范围中。

然后，在槽25和26外边形成第二槽27和28。该第二槽27和28提供，以致使在本实施例中所得的表面波谐振器与压电板21的其它部分分开。虽然槽27和28平行于槽25和26延伸，槽27和28不必平行于槽25和26形成。由于最好是按照产品形状的标准化，最后所得的平面形表面波谐振器呈矩形的形状，然后在本发明中，槽27和28最好平行于槽25和26形成。

此外，槽27和28的底27a和28a不通到主表面21b。具体地说，根据本实施例的表面波谐振部分29由形成接到压电板21的其它部分的槽27和28构成的。如果许多表面波谐振部分，其每个具有如图4所示的结构，形成在主压电板21中，因此，例如在主压电板21上，没有切割每个表面波谐振部分就能够测量其特性。

上述表面波谐振部分29在槽27和28的底27a和28a下面部分切割，由此使它可能得到如图5所示的表面波谐振器30。

在端面反射型表面波谐振器30中，压电衬底22由上述切割构成。由上述梳状电极23和24构成的IDT形成在压电衬底22的一个主表面上。此外，端面22b和22C由形成上述的槽25和26构成，由此表面波在端面22b和22c之间反射。更准确地说，谐振特性是由IDT的尺寸和端面22b和22c之间的尺寸确定的。另一方面，表面波谐振器30的宽度变成存在于槽25和26外边的压电衬底部分22d和22e的外边表面之间的尺寸W。因此，谐振器30的总宽度W能做得比压电衬底22的厚度d要大，即使在IDT中指形电极对的数目是很小和为此在端面22b和22C之间的尺寸d是小的，如在根据本实施例的表面波谐振器30中所示的。

为了稳定地进行例如芯片焊接的操作，表面波谐振器30的宽度W必须比压电衬底22的厚度t大2/3。因此，优选确定宽度W，以使比压电衬底22的厚度t大2/3。在根据本实施例的制造方法中，宽度W可以通过使在上述槽27和28与在形成槽27和28中的宽度W之间的距离相匹配来确定，由此使它可能容易地控制宽度W。

虽然在上述实施例中，第二槽27和28在形成槽25和26之后形成，在槽27和28的底27a和28a下面的压电衬底部分是进一步切割以获得压电谐振器30，表面波谐振器30也可通过切割压电板21来获得，以致压电衬底部分具有保持在槽25和26外面的一定度度，而没有形成槽27和28。

此外，虽然上述实施例中，其中形成一个IDT的结构已作了描述，根据本发明的端面反射型表面波谐振器可以有三组或更多组IDT。

因此，虽然在上述实施例中，已描述了一种结构：其中槽27和28形成在IDT的两边，以便形成在其上BGS波被反射的端面，在本发明中的槽可形成仅在IDT的一边。具体地说，可以使用其中槽26形成仅在IDT一边上的表面波谐振器31，如图6所示。也在这种情况下，就能得到与上述实施例相同的效果。也就是，控制在槽26外面的压电衬底部分22e的宽度，由此使它可能得到一种稳定形状的端面反射型表面波谐振器。

图6所示的表面波谐振器31，除了槽26和压电衬底部分22e提供仅在IDT的一边上之外，是与图5所示的表面波谐振器30相同。因此，相同部分都给定相同的标号，并且不再重复对其描述。

虽然本发明已进行了详细描述和说明，显然可以明白，上述情况仅作为说明和实施例的方法，但并不受其限制，本发明的精神和范围仅受到各项附加权利要求的限制。

Claims

1.一种利用SH型表面波的端面反射型表面波谐振器，包括：

一个压电衬底；和

一个叉指式变换器，形成在所述压电衬底的主表面上，

一个槽，它被如此形成，以致从所述的压电衬底的一个主表面延伸到另一个主表面，并垂直于表面波传播方向的方向，以便构成一个表面波在所述的叉指式变换器的至少一边上反射的端面。

2.根据权利要求1的端面反射型表面波谐振器，其特征在于：

所述的槽被如此形成，以致从所述的压电衬底的一个主表面延伸到另一个主表面，并垂直于表面波传播方向的方向，以便构成一个表面波在所述的叉指式变换器的两边上反射的端面。

3.根据权利要求1的端面反射型表面波谐振器，其特征在于：

所述的槽被如此形成，以致从所述的压电衬底的一个主表面延伸到另一个主表面，并垂直于表面波传播方向的方向，以便构成一个表面波在所述的叉指式变换器的仅在一边上反射的端面。

4.根据权利要求1的端面反射型表面波谐振器，其特征在于：

所述的端面反射型表面波谐振器的宽度W要比所述的压电衬底t大2/3。

5.根据权利要求1的端面反射型表面波谐振器，其特征在于：

当λ取作表面波波长时，所述槽的深度在λ至7λ范围内。

6.一种端面反射型表示波谐振器的制造方法，包括步骤：

在压电板上形成一个叉指式变换器；

从压电板的一个主表面延伸到另一个主表面并垂直于表面波传播方向的方向，形成第一槽，以便构成一个表面波在表面波传播的方向在所述的叉指式变换器的至少一边上反射的端面；和

分割在所述的槽外面区域中的所述压电板，由此获得端面反射型的表面波谐振器。

7.根据权利要求6的方法，其特征在于：

所述的槽是如此形成的，以致从压电板的一个主表面延伸到另一个主表面并垂直于表面波传播方向的方向，以便构成一个表面波在所述的叉指式变换器的两边上反射的端面。

8.根据权利要求6的方法，其特征在于：

所述的槽被如此形成，以致从压电板的一个主表面延伸到另一个主表面，并垂直于表面波传播方向的方向，以便构成一个表面波在所述的叉指式变换器的仅一边上反射的端面。

9.根据权利要求6的方法，其特征在于：

所述端面反射型表面波谐振器的宽度W要比所述的压电板的厚度t大2/3。

10.根据权利要求6的方法，其特征在于：

当λ取作表面波波长时，所述的槽的深度是在λ至7λ的范围中。

11.根据权利要求6的方法，其特征在于：

分割在所述槽外边的区域中的所述压电板的所述步骤是通过从在所述槽外边的区域中所述压电板的一个主表面延伸到另一个主表面形成的第二槽和分割在所述第二槽下面部分的压电板来完成的。

12.根据权利要求11的方法，其特征在于：所述的第二槽是平行于所述第一槽形成的。