CN116073788A - 叉指换能器及谐振器 - Google Patents

Abstract

本申请提供叉指换能器及谐振器，叉指换能器包括压电基板，以及设置于压电基板表面的功能层；功能层包括第一叉指电极和第二叉指电极，第一叉指电极包括第一汇流条，以及多个第一电极指；第二叉指电极包括第二汇流条，以及多个第二电极指；第一汇流条和第二汇流条沿第一方向间隔设置；第一电极指设置于第一汇流条靠近第二汇流条的一侧，相邻的两个第一电极指之间容置一个第二电极指；第一汇流条设置有第一凹槽，在第一方向上，各第二电极指均对应设置于第一凹槽；第二汇流条设置有第二凹槽，在第一方向上，各第一电极指均对应设置于第二凹槽。本申请能够减小叉指换能器内的声表面波出现散射现象以及杂散模态的可能性，提高声表面波的品质因数。

Description

叉指换能器及谐振器

技术领域

本申请涉及声表面波的领域，尤其涉及叉指换能器及谐振器。

背景技术

声表面波滤波器是一种常见的电子元器件，广泛应用于电子电路、无线通信等系统中，可以过滤不必要的讯号及杂讯，以提升收讯品质。其中，声表面波谐振器(Surface-Acoustic-Wave，简称为SAW)是声表面波滤波器基本单元结构，多个声表面波谐振器电连接组成声表面波滤波器，可实现声波和电信号的相互转换。

叉指换能器是声表面波谐振器的重要组成部分，当声表面波在叉指换能器内传输时，叉指换能器能够实现声表面波和电信号相互转换。然而，叉指换能器易出现声表面波散射、不必要的杂散模态、品质因数低等问题，这些都会影响谐振器以及滤波器的电学性能。

发明内容

本申请的目的在于提供一种叉指换能器及谐振器，以减小叉指换能器内的声表面波出现散射现象以及杂散模态的可能性，提高声表面波的品质因数。

第一方面，本申请公开了一种叉指换能器，包括压电基板，以及设置于所述压电基板表面的功能层；

所述功能层包括第一叉指电极和第二叉指电极，所述第一叉指电极包括第一汇流条，以及间隔设置于所述第一汇流条的多个第一电极指；所述第二叉指电极包括第二汇流条，以及间隔设置于所述第二汇流条的多个第二电极指；

所述第一汇流条和所述第二汇流条沿第一方向间隔设置，且所述第一汇流条和所述第二汇流条均沿第二方向延伸；所述第一电极指设置于所述第一汇流条靠近所述第二汇流条的一侧，相邻的两个所述第一电极指之间容置一个所述第二电极指；所述第二电极指设置于所述第二汇流条靠近所述第一汇流条的一侧，相邻的两个所述第二电极指之间容置一个所述第一电极指；

所述第一汇流条设置有第一凹槽，在所述第一方向上，各所述第二电极指均对应设置于所述第一凹槽；所述第二汇流条设置有第二凹槽，在所述第一方向上，各所述第一电极指均对应设置于所述第二凹槽。

基于上述技术内容，当声表面波在第一叉指电极和第二叉指电极之间传输时，当声表面波传输至第一电极指与第二汇流条之间时，声表面波会沿第一方向朝向远离第二汇流条的方向传输，当声表面波传输至第二电极指与第一汇流条之间时，声表面波会沿第一方向朝向远离第一汇流条的方向传输；通过在第一汇流条设置第一凹槽，并在第二汇流条设置第二凹槽，从而能够通过第一凹槽和第二凹槽对声表面波起到一定的拦截作用，以减小声表面波通过第一汇流条和第二汇流条逃逸的可能性，减小叉指换能器内的声表面波出现散射现象以及杂散模态的可能性，提高声表面波的品质因数。

在一种可能的实施方式中，所述第一凹槽的数量设置有多个，多个所述第一凹槽沿所述第二方向排列，多个所述第一凹槽中的部分所述第一凹槽对应设置于各所述第二电极指；

所述第二凹槽的数量设置有多个，多个所述第二凹槽沿所述第二方向排列，多个所述第二凹槽中的部分所述第二凹槽对应设置于各所述第一电极指。

在一种可能的实施方式中，所述第一凹槽的数量等于所述第二电极指的数量，各所述第一凹槽与各所述第二电极指一一对应设置；

所述第二凹槽的数量等于所述第一电极指的数量，各所述第二凹槽与各所述第一电极指一一对应设置。

通过设置多个第一凹槽和多个第二凹槽，并使得各第一凹槽均对应设置于一个第二电极指，各第二凹槽均对应设置于一个第一电极指，从而能够减小第一汇流条上第一凹槽所占的面积，并减小第二汇流条上第二凹槽所占的面积，进而减小第一汇流条的电阻和第二汇流条的电阻，改善叉指换能器的使用效果。

在一种可能的实施方式中，沿所述第二方向，所述第一凹槽的长度大于或等于所述第二电极指的宽度，所述第二凹槽的长度大于或等于所述第一电极指的宽度。

通过将第一凹槽的长度大于或等于第二电极指的宽度，第二凹槽的长度大于或等于第一电极指的宽度，从而能够保证第一凹槽和第二凹槽对声表面波的拦截效果，以减小叉指换能器内的声表面波出现散射现象的可能性。

在一种可能的实施方式中，以平行于所述压电基板的平面为截面，各所述第一凹槽的截面形状均为圆形、椭圆形、多边形和异形中的一种，各所述第二凹槽的截面形状均设置为圆形、椭圆形、多边形和异形中的一种；其中，所述异形设置为由至少一个直线与至少一个曲线围设形成。

在一种可能的实施方式中，以平行于所述压电基板的平面为截面，所述第一凹槽的截面形状为圆形，所述第二凹槽的截面形状为圆形。

在一种可能的实施方式中，以平行于所述压电基板的平面为截面，所述第一凹槽的截面形状设置为椭圆形，所述第一凹槽的长轴平行于所述第一方向，或者，所述第一凹槽的长轴平行于所述第二方向；

所述第二凹槽的截面形状设置为椭圆形，所述第二凹槽的长轴平行于所述第一方向，或者，所述第二凹槽的长轴平行于所述第二方向。

在一种可能的实施方式中，所述第一凹槽的长轴平行于所述第一方向，所述第二凹槽的长轴平行于所述第一方向；

所述第一凹槽的短轴长度和所述第二凹槽的短轴长度均设置为b，短轴长度b配置为：

b≤λ；

其中，λ设置为声表面波的波长，λ＝2×(W1+W2)，W1设置为所述第二电极指在所述第二方向上的宽度，W2设置为所述第二电极指与相邻的所述第一电极指在所述第二方向上的距离。

通过将短轴长度b设置为小于声表面波的波长，从而能够保证椭圆形的第一凹槽和椭圆形的第二凹槽对声表面波的拦截效果，以减小叉指换能器内的声表面波出现散射现象的可能性。

在一种可能的实施方式中，在多个所述第一凹槽中，至少一个所述第一凹槽的截面形状相同设置于其他所述第一凹槽的截面，或者，至少一个所述第一凹槽的截面形状不同设置于其他所述第一凹槽的截面；

和/或，在多个所述第二凹槽中，至少一个所述第二凹槽的截面形状相同设置于其他所述第二凹槽的截面，或者，至少一个所述第二凹槽的截面形状不同设置于其他所述第二凹槽的截面。

在一种可能的实施方式中，在所述功能层的厚度方向上，所述第一凹槽的深度等于所述功能层的厚度，所述第二凹槽的深度等于所述功能层的厚度。

在一种可能的实施方式中，在所述第二方向上，所述第一凹槽的长度和所述第二凹槽的长度均设置为W；

所述第一凹槽的长度W配置为：W1≤W＜λ；其中，W1设置为所述第二电极指在所述第二方向上的宽度；λ设置为声表面波的波长，λ＝2×(W1+W2)，W2设置为所述第二电极指与相邻的所述第一电极指在所述第二方向上的距离。

以多个第一凹槽为例，通过对第一凹槽长度设置为W1≤W＜λ，当W＜W1时，第一凹槽的长度过小，从而影响第一凹槽对声表面波的拦截和反射效果；当W＞λ时，则可能使得沿第二方向相邻设置的两个第一凹槽连通，从而使第一汇流条的电阻增大，影响叉指换能器的使用效果。

在一种可能的实施方式中，所述第一电极指设置为方型第一电极指，所述第二电极指设置为方型第二电极指。

在一种可能的实施方式中，所述第一电极指设置为方型第一电极指，所述第二电极指设置为方型第二电极指。

在一种可能的实施方式中，所述方型第一电极指设置有至少一个第一调节部，至少一个所述第一调节部沿所述第一方向排列；

所述方型第二电极指设置有至少一个第二调节部，至少一个所述第二调节部沿所述第一方向排列。

通过在方型第一电极指设置第一调节部，并在方型第二电极指设置第二调节部，以通过第一调节部和第二调节部调节声表面波的声速，以减小声表面波出现不必要的杂散模态的可能性。

在一种可能的实施方式中，所述第一调节部设置为弧形第一调节部、方形第一调节部和异形第一调节部，在所述功能层所在平面内，所述异形第一调节部由至少一个直线与至少一个曲线围设形成；

所述第二调节部设置为弧形第二调节部、方形第二调节部和异形第二调节部，在所述功能层所在平面内，所述异形第二调节部由至少一个直线与至少一个曲线围设形成。在一种可能的实施方式中，所述第一调节部设置为弧形第一调节部，在所述方型第一电极指，所述弧形第一调节部朝向所述第二方向凸起；

所述第二调节部设置为弧形第二调节部，在所述方型第二电极指，所述弧形第二调节部朝向所述第二方向凸起。

在一种可能的实施方式中，在各所述方型第一电极指，所述第一调节部的数量设置有两个，其中一个所述第一调节部设置于所述方型第一电极指远离对应所述第一汇流条的一端，另一个所述第一调节部设置于所述方型第一电极指靠近对应所述第一汇流条的一端；

在各所述方型第二电极指，所述第二调节部的数量设置有两个，其中一个所述第二调节部设置于所述方型第二电极指远离对应所述第二汇流条的一端，另一个所述第二调节部设置于所述方型第二电极指靠近对应所述第二汇流条的一端。

在一种可能的实施方式中，多个所述第一调节部与多个所述第二调节部沿所述第二方向排列。

在一种可能的实施方式中，在所述第二方向上，所述第一调节部的宽度小于所述第一凹槽的长度；所述第二调节部的宽度小于所述第二凹槽的长度。

在一种可能的实施方式中，所述第一电极指远离所述第一汇流条的一端与所述第二汇流条之间的距离小于或等于1.5λ；所述第二电极指远离所述第二汇流条的一端与所述第一汇流条之间的距离小于或等于1.5λ；

其中，λ设置为声表面波的波长，λ＝2×(W1+W2)，W1设置为所述第二电极指在所述第二方向上的宽度，W2设置为所述第二电极指与相邻的所述第一电极指在所述第二方向上的距离。

以第一电极指为例，通过将第一电极指远离第一汇流条的一端与第二汇流条之间的距离小于或等于1.5λ，从而能够抑制声表面波产生散射现象，以减小形成杂散模态的可能性。

在一种可能的实施方式中，所述第一汇流条设置有多个第一假指，在所述第一方向上，各所述第一假指均对应设置于一个所述第二电极指；

所述第二汇流条设置有多个第二假指，在所述第一方向上，各所述第二假指均对应设置于一个所述第一电极指。

在一种可能的实施方式中，在所述第一方向上，各所述第一假指与对应设置的所述第二电极指之间的距离均设置为小于或等于λ；各所述第二假指与对应设置的所述第一电极指之间的距离均设置为小于或等于λ；

其中，λ设置为声表面波的波长，λ＝2×(W1+W2)，W1设置为所述第二电极指在所述第二方向上的宽度，W2设置为所述第二电极指与相邻的所述第一电极指在所述第二方向上的距离。

以第一电极指为例，通过将第一电极指与第二假指之间的距离小于或等于λ，从而能够抑制声表面波产生散射现象，以减小形成杂散模态的可能性。

在一种可能的实施方式中，所述压电基板设置为单层型压电基板，或者，所述压电基板设置为多层型压电基板。

在一种可能的实施方式中，所述压电基板设置为多层型压电基板，所述多层型压电基板包括基体，以及设置于所述基体表面的压电薄膜，所述压电薄膜连接所述功能层。在一种可能的实施方式中，所述基体选用蓝宝石、尖晶石、石英和陶瓷中的一种制成；

所述压电薄膜选用钽酸锂、铌酸锂、氮化铝和氧化锌中的一种制成。

在一种可能的实施方式中，所述第一叉指电极设置为单层型第一叉指电极，或者，所述第一叉指电极设置为多层型第一叉指电极；

所述第二叉指电极设置为单层型第二叉指电极，或者，所述第二叉指电极设置为多层型第二叉指电极。

在一种可能的实施方式中，所述第一叉指电极和所述第二叉指电极选用铝、铜、金、银、铬、钛、钨以及合金材料中一种或多种制成。

在一种可能的实施方式中，所述功能层还包括两个反射结构，两个所述反射结构分别设置于所述第一汇流条沿所述第二方向的两端；

在所述第一方向上，所述反射结构的一端齐平设置于所述第一汇流条，所述反射结构的另一端齐平设置于所述第二汇流条。

通过设置两个反射结构，从而能够利用两个反射结构对声表面波起到一定的反射作用，以减小声表面波从第一叉指电极和第二叉指电极之间沿第二方向逃逸的可能性。

在一种可能的实施方式中，所述反射结构设置有两个凹槽，在所述第二方向上，其中一个所述凹槽齐平于所述第一凹槽，另一个所述凹槽齐平于所述第二凹槽。

在一种可能的实施方式中，所述反射结构还设置多个长孔，所述多个长孔沿所述第二方向排列，所述长孔沿所述第一方向延伸。

在一种可能的实施方式中，所述功能层配置为：

在所述压电基板表面形成功能层基础，去除部分所述功能层基础，以使剩余的所述功能层基础形成功能层。

在一种可能的实施方式中，所述功能层配置为：

在所述压电基板表面覆盖遮挡层，所述遮挡层设置有开口，所述开口对应设置于所述第一叉指电极和所述第二叉指电极，在所述开口形成所述第一叉指电极和所述第二叉指电极，以使所述第一叉指电极和所述第二叉指电极构成功能层。

第二方面，本申请公开了一种谐振器，包括上述任一项所述的叉指换能器。

由于谐振器包括上述叉指换能器，因此，该谐振器包括上述叉指换能器的优点，具体可参见上文相关描述，在此不再赘述。

结合上述技术方案，第一凹槽的长度W配置为：W1≤W＜λ，第二凹槽的长度W配置为：W1≤W＜λ；当声表面波在第一叉指电极和第二叉指电极之间传输时，当声表面波传输至第一电极指与第二汇流条之间时，声表面波会沿第一方向朝向远离第二汇流条的方向传输，当声表面波传输至第二电极指与第一汇流条之间时，声表面波会沿第一方向朝向远离第一汇流条的方向传输；通过在第一汇流条设置多个沿第二方向排列的第一凹槽，并在第二汇流条设置多个沿第二方向排列的第二凹槽，从而能够通过第一凹槽和第二凹槽对声表面波起到一定的拦截作用，以减小声表面波通过第一汇流条和第二汇流条逃逸的可能性，进而能够减小叉指换能器内的声表面波出现散射现象以及杂散模态的可能性，提高声表面波的品质因数。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1为本申请实施例提供的叉指换能器的结构示意图；

图2为本申请实施例提供图1中叉指换能器的A-A处的剖视图；

图3为本申请实施例提供的具有第一突出部和第二突出部的叉指换能器的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的具有第一假指和第二假指的叉指换能器的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的第一凹槽和第二凹槽均设置为椭圆形的叉指换能器的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的第一凹槽和第二凹槽设置为多种形状的叉指换能器的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的图1中叉指换能器的仿真示意图；

图8为本申请实施例提供的图5中叉指换能器的仿真示意图。

附图标记说明：

100、压电基板；200、功能层；210、第一叉指电极；211、第一汇流条；2111、第一凹槽；212、第一电极指；2121、第一调节部；213、第一假指；220、第二叉指电极；221、第二汇流条；2211、第二凹槽；222、第二电极指；2221、第二调节部；223、第二假指；230、反射结构；231、凹槽；232、长孔。

通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。

具体实施方式

正如背景技术所述，叉指换能器是声表面波谐振器的重要组成部分，当声表面波在叉指换能器内传输时，叉指换能器能够实现声表面波和电信号相互转换。叉指换能器包括相互配合的第一叉指电极和第二叉指电极，第一叉指电极包括第一汇流条，以及间隔设置于第一汇流条的多个第一电极指；第二叉指电极包括第二汇流条，以及间隔设置于第二汇流条的多个第二电极指。

当声表面波在第一叉指电极和第二叉指电极之间传输时，叉指换能器能够对声表面波起到一定的换能作用。然而，当声表面波在传输的过程中，在叉指换能器内的声表面波易通过第一汇流条和第二汇流条出现逃逸现象，从而在叉指换能器内出现散射现象，从而影响声表面波的品质因数。

为了解决上述技术问题，本申请公开了一种叉指换能器，通过在第一汇流条设置第一凹槽，并在第二汇流条设置第二凹槽，当声表面波在第一叉指电极和第二叉指电极之间传输时，当声表面波传输至第一电极指与第二汇流条之间时，声表面波会沿第一方向朝向远离第二汇流条的方向传输，当声表面波传输至第二电极指与第一汇流条之间时，声表面波会沿第一方向朝向远离第一汇流条的方向传输；设置于第一汇流条的第一凹槽和设置于第二汇流条的第二凹槽能够对声表面波起到一定的拦截作用，以减小声表面波通过第一汇流条和第二汇流条逃逸的可能性，进而能够减小叉指换能器内的声表面波出现散射现象以及杂散模态的可能性，提高声表面波的品质因数。

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本申请的实施例进行描述。

参照图1和图2，本申请公开一种叉指换能器，可应用于SAW谐振器、温度补偿型声表面波谐振器(Temperature compensated SAW，简称为TC-SAW)和(Thin Film SAW，简称为TF-SAW)薄膜声表面波谐振器等，叉指换能器包括压电基板100，以及设置于压电基板100表面的功能层200；功能层200包括第一叉指电极210和第二叉指电极220，第一叉指电极210包括第一汇流条211，以及间隔设置于第一汇流条211的多个第一电极指212；第二叉指电极220包括第二汇流条221，以及间隔设置于第二汇流条221的多个第二电极指222；

第一汇流条211和第二汇流条221沿第一方向(即图中的x方向)间隔设置，且第一汇流条211和第二汇流条221均沿第二方向(即图中的y方向)延伸，在示例性的实施例中，第二方向垂直于第一方向，第一方向可以垂直设置于第一汇流条211的长度方向，第二方向可以平行设置于第一汇流条211的长度方向；第一电极指212设置于第一汇流条211靠近第二汇流条221的一侧，相邻的两个第一电极指212之间容置一个第二电极指222；第二电极指222设置于第二汇流条221靠近第一汇流条211的一侧，相邻的两个第二电极指222之间容置一个第一电极指212；

参照图1和图2，第一汇流条211设置有第一凹槽2111，在第一方向上，各第二电极指222均对应设置于第一凹槽2111，以通过第一凹槽2111减小声表面波在第二电极指222与第一汇流条211之间产生逃逸现象的可能性；并且，第二汇流条221设置有第二凹槽2211，在第一方向上，各第一电极指212均对应设置于第二凹槽2211，以通过第二凹槽2211减小声表面波在第一电极指212与第二汇流条221之间产生逃逸现象的可能性，提高声表面波的品质因数(即Q值)。

以第一汇流条211为例，当声表面波在第一汇流条211传输时，声表面波的声速较小，而当声表面波传输至第一凹槽2111时，则声表面波的声速较大，使得声表面波在传输过程中产生一个较大的声速差，从而使声表面波在第一凹槽2111的作用下产生反射，声表面波回到第一叉指电极210和第二叉指电极220之间，进而减小声表面波产生逃逸现象的可能性。

在一些示例性的实施例中，压电基板100设置为单层型压电基板100，或者，压电基板100设置为多层型压电基板100。示例性的，压电基板100设置为多层型压电基板100，多层型压电基板100包括基体，以及设置于基体表面的压电薄膜，压电薄膜连接功能层200，其中，基体可以选用蓝宝石、尖晶石、石英和陶瓷中的一种制成；压电薄膜选用钽酸锂(化学式为LiTaO₃)、铌酸锂(化学式为LiNbO₃)、氮化铝(化学式为AlN)和氧化锌(化学式为ZnO)中的一种制成。

示例性的，在功能层200中，第一叉指电极210和第二叉指电极220选用铝(化学式为Al)、铜(化学式为Cu)、金(化学式为Au)、银(化学式为Ag)、铬(化学式为Cr)、钛(化学式为Ti)、钨(化学式为W)等金属材料，以及包括上述金属材料的合金材料中一种或多种制成。

可以通过多种方式在压电基板100的表面形成功能层200，示例性的，功能层200配置为：可以通过磁控溅射、蒸发镀膜和原子层沉积等方式在压电基板100表面形成单层或多层功能层基础，然后依次通过涂胶、曝光和显影工艺在功能层基础上形成图形化的光刻胶，随后通过离子束刻蚀(Ion Beam Etching，简称为IBE)或反应离子刻蚀(Reactive IonEtching，简称为RIE)等方式去除部分功能层基础，以使压电基板100显露，且剩余的功能层基础形成功能层200，最后去除光刻胶，从而实现功能层200的形成过程。

或者，功能层200配置为：在压电基板100表面覆盖遮挡层(图中未示出)，遮挡层设置有开口，开口对应设置于第一叉指电极210和第二叉指电极220，示例性的，遮挡层可以由光刻胶依次通过涂胶、曝光和显影工艺等工序形成，随后在遮挡层的开口通过蒸发镀膜工艺形成第一叉指电极210和第二叉指电极220，以使第一叉指电极210和第二叉指电极220构成功能层200；最后通过揭开-剥离工艺(即lift-off)去除遮挡层，从而实现功能层200的形成过程。

参照图1-图5，在一些示例性的实施例中，第一叉指电极210的形状可以相同设置于第二叉指电极220的形状，例如，在第一方向上，第一电极指212的长度等于第二电极指222的长度；在第二方向上，第一电极指212的宽度等于第二电极指222的宽度。

示例性的，λ设置为声表面波的波长，λ＝2×(W1+W2)，其中，W1设置为第一电极指212在第二方向上的宽度；W2设置为第二电极指222与相邻的第一电极指212在第二方向上的距离。示例性的，第一电极指212设置为方型第一电极指212，所述第二电极指222设置为方型第二电极指222。

第一电极指212远离第一汇流条211的一端与第二汇流条221之间的距离小于或等于1.5λ；第二电极指222远离第二汇流条221的一端与第一汇流条211之间的距离小于或等于1.5λ；通过采用上述技术方案，以第一电极指212为例，通过将第一电极指212远离第一汇流条211的一端与第二汇流条221之间的距离小于或等于1.5λ，从而能够抑制声表面波产生散射现象，以减小形成杂散模态的可能性。

参照图3，在一些示例性的实施例中，第一汇流条211设置有多个第一假指213，第一假指213沿第一方向延伸，在第一方向上，各第一假指213均对应设置于一个第二电极指222；第二汇流条221设置有多个第二假指223，第二假指223沿第一方向延伸，在第一方向上，各第二假指223均对应设置于一个第一电极指212。

示例性的，各第一假指213与对应设置的第二电极指222之间的距离均设置为小于或等于λ；各第二假指223与对应设置的第一电极指212之间的距离均设置为小于或等于λ。通过采用上述技术方案，以第一电极指212为例，通过将第一电极指212与第二假指223之间的距离小于或等于λ，从而能够抑制声表面波产生散射现象，以减小形成杂散模态的可能性。

参照图4，第一电极指212和第二电极指222还可以设置为其他形状，例如，方型第一电极指212设置有至少一个第一调节部2121，至少一个第一调节部2121沿第一方向排列；方型第二电极指222设置有至少一个第二调节部2221，至少一个第二调节部2221沿第一方向排列。从而能够通过第一调节部2121和第二调节部2221调节声表面波的声速，以减小声表面波出现不必要的杂散模态的可能性。

示例性的，第一调节部2121设置为弧形第一调节部2121、方形第一调节部2121和异形第一调节部2121，在功能层200所在平面内，异形第一调节部2121由至少一个直线与至少一个曲线围设形成；第二调节部2221设置为弧形第二调节部2221、方形第二调节部2221和异形第二调节部2221，在功能层200所在平面内，异形第二调节部2221由至少一个直线与至少一个曲线围设形成。

第一调节部2121设置为弧形第一调节部2121，在方型第一电极指212，弧形第一调节部2121朝向第二方向凸起；第二调节部2221设置为弧形第二调节部2221，在方型第二电极指222，弧形第二调节部2221朝向第二方向凸起。

示例性的，在各方型第一电极指212，第一调节部2121的数量设置有两个，其中一个第一调节部2121设置于方型第一电极指212远离对应第一汇流条211的一端，另一个第一调节部2121设置于方型第一电极指212靠近对应第一汇流条211的一端；

在各方型第二电极指222，第二调节部2221的数量设置有两个，其中一个第二调节部2221设置于方型第二电极指222远离对应第二汇流条221的一端，另一个第二调节部2221设置于方型第二电极指222靠近对应第二汇流条221的一端。并且，多个第一调节部2121与多个第二调节部2221沿第二方向排列，从而使叉指换能器的结构更加美观。

参照图1-图5，在一些示例性的实施例中，功能层200还包括两个反射结构230，两个反射结构230分别设置于第一汇流条211沿第二方向的两端；在第一方向上，反射结构230的一端齐平设置于第一汇流条211，反射结构230的另一端齐平设置于第二汇流条221，从而能够通过反射结构230对声表面波起到一定的反射作用，以减小声表面波从第一叉指电极210和第二叉指电极220之间沿第二方向逃逸的可能性。

示例性的，反射结构230设置有两个凹槽231，在第二方向上，其中一个凹槽231齐平于第一凹槽2111，另一个凹槽231齐平于第二凹槽2211。反射结构230还设置多个长孔232，多个长孔232沿第二方向排列，长孔232沿第一方向延伸。

并且，在功能层200内，两个反射结构230可以一体成型于第一叉指电极210和第二叉指电极220，从而使反射结构230的成型过程更加方便。

参照图1-图5，在一些示例性的实施例中，第一凹槽2111的数量设置有多个，第一凹槽2111的数量大于或等于第二电极指222的数量，多个第一凹槽2111沿第二方向排列，多个第一凹槽2111中的部分第一凹槽2111对应设置于各第二电极指222；第二凹槽2211的数量设置有多个，第二凹槽2211的数量大于或等于第一电极指212的数量，多个第二凹槽2211沿第二方向排列，多个第二凹槽2211中的部分第二凹槽2211对应设置于各第一电极指212。

示例性的，第一凹槽2111的数量等于第二电极指222的数量，各第一凹槽2111均对应设置于一个第二电极指222，在第二方向上，第一凹槽2111的长度大于或等于第二电极指222的宽度，以保证第一凹槽2111对声表面波的拦截效果，减小叉指换能器内的声表面波出现散射现象的可能性。

参照图1-图5，第二凹槽2211的数量等于第一电极指212的数量，各第二凹槽2211均对应设置于一个第一电极指212，在第二方向上，第二凹槽2211的长度大于或等于第一电极指212的宽度，以保证第二凹槽2211对声表面波的拦截效果，减小叉指换能器内的声表面波出现散射现象的可能性。

通过在第一汇流条211设置多个第一凹槽2111，在第二汇流条221设置多个第二凹槽2211，并使得各第一凹槽2111均对应设置于一个第二电极指222，各第二凹槽2211均对应设置于一个第一电极指212，从而能够减小第一汇流条211上第一凹槽2111所占的面积，并减小第二汇流条221上第二凹槽2211所占的面积，进而减小第一汇流条211的电阻和第二汇流条221的电阻，改善叉指换能器的使用效果。

参照图1-图6，示例性的，在第二方向上，第一凹槽2111的长度和第二凹槽2211的长度均设置为W；第一凹槽2111的长度W配置为：W1≤W＜λ，以多个第一凹槽2111为例，通过对第一凹槽2111长度设置为W1≤W＜λ，当W＜W1时，第一凹槽2111的长度过小，从而影响第一凹槽2111对声表面波的拦截和反射效果；当W＞λ时，则可能使得沿第二方向相邻设置的两个第一凹槽2111连通，从而使第一汇流条211的电阻增大，影响叉指换能器的使用效果。

在一些示例性的实施例中，以平行于压电基板100的平面为截面，各第一凹槽2111的截面形状均设置为圆形、椭圆形、多边形和异形中的一种，各第二凹槽2211的截面形状均设置为圆形、椭圆形、多边形和异形中的一种，其中，所述异形设置为由至少一个直线与至少一个曲线围设形成。

参照图1，示例性的，以平行于压电基板100的平面为截面，第一凹槽2111的截面形状设置为圆形，第二凹槽2211的截面形状设置为圆形，第一凹槽2111的直径等于第一凹槽2111在第二方向上的长度，即第一凹槽2111的直径等于W。

参照图5，或者，以平行于压电基板100的平面为截面，第一凹槽2111的截面形状设置为椭圆形，第一凹槽2111的长轴平行于第一方向，或者，第一凹槽2111的长轴平行于第二方向；第二凹槽2211的截面形状设置为椭圆形，第二凹槽2211的长轴平行于第一方向，或者，第二凹槽2211的长轴平行于第二方向。

例如，第一凹槽2111的长轴平行于第一方向，第二凹槽2211的长轴平行于第一方向；以第一凹槽2111为例，第一凹槽2111的短轴长度即等于第一凹槽2111在第二方向上的长度，第一凹槽2111的短轴长度和第二凹槽2211的短轴长度均设置为b，短轴长度b配置为：b≤λ。并且，本申请实施例对第一凹槽2111的长轴长度以及第二凹槽2211的长轴长度不进一步限制。

示例性的，在功能层200的厚度方向上，第一凹槽2111的长度等于功能层200的厚度，第二凹槽2211的长度等于功能层200的厚度，从而能够保证第一凹槽2111和第二凹槽2211对声表面波的拦截和反射效果。

参照图1-图6，容易理解的是，在多个第一凹槽2111中，至少一个第一凹槽2111的截面形状相同设置于其他第一凹槽2111的截面，或者，至少一个第一凹槽2111的截面形状不同设置于其他第一凹槽2111的截面；和/或，在多个第二凹槽2211中，至少一个第二凹槽2211的截面形状相同设置于其他第二凹槽2211的截面，或者，至少一个第二凹槽2211的截面形状不同设置于其他第二凹槽2211的截面。

示例性的，多个第一凹槽2111的截面和多个第二凹槽2211的截面均可以设置为圆形；或者，以第一凹槽2111为例，在多个第一凹槽2111中，其中一个第一凹槽2111的截面设置为圆形，另一个第一凹槽2111的截面可以设置为椭圆形，另一个第一凹槽2111的截面还可以设置为方形。

综上所述，本申请公开一种叉指换能器，通过在第一汇流条211设置多个沿第二方向排列的第一凹槽2111，并在第二汇流条221设置多个沿第二方向排列的第二凹槽2211，第一凹槽2111的长度W配置为：W1≤W＜λ，第二凹槽2211的长度W配置为：W1≤W＜λ；

当声表面波在叉指换能器内传输时，当声表面波传输至第一电极指212与第二汇流条221之间时，声表面波会沿第一方向朝向远离第二汇流条221的方向传输，当声表面波传输至第二电极指222与第一汇流条211之间时，声表面波会沿第一方向朝向远离第一汇流条211的方向传输；第一凹槽2111和第二凹槽2211能够对声表面波起到一定的拦截作用，以减小声表面波通过第一汇流条211和第二汇流条221逃逸的可能性，进而能够减小叉指换能器内的声表面波出现散射现象的可能性，提高声表面波的品质因数。参照图7和图8，其中，图7为本申请实施例提供的图1中叉指换能器的仿真示意图，图8为本申请实施例提供的图5中叉指换能器的仿真示意图。如图所示，导纳曲线(位于上方的曲线)平滑没有毛刺，特别是在Fs(横坐标极大值)和Fp(横坐标极小值)之间及其周围区域非常地平滑，体现了叉指换能器优异的杂波抑制效果，并且，Fs和Fp附近的曲线尖锐，体现了谐振器高品质因数的特性。

值得一提的是，相较于图5中的叉指换能器，图1中的叉指换能器在Fp处的曲线更为尖锐，因此在Fp处具有更高的品质因数。

本申请还公开了一种谐振器，包括上述任一实施方式的叉指换能器。谐振器可以设置为SAW谐振器、温度补偿型声表面波谐振器和薄膜声表面波谐振器等。

由于谐振器包括上述叉指换能器，因此，该谐振器包括上述叉指换能器的优点，具体可参见上文相关描述，在此不再赘述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，本文中使用的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成为一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以使两个元件内部的相连或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (32)

1.一种叉指换能器，其特征在于，包括压电基板，以及设置于所述压电基板表面的功能层；

所述功能层包括第一叉指电极和第二叉指电极，所述第一叉指电极包括第一汇流条，以及间隔设置于所述第一汇流条的多个第一电极指；所述第二叉指电极包括第二汇流条，以及间隔设置于所述第二汇流条的多个第二电极指；

所述第一汇流条和所述第二汇流条沿第一方向间隔设置，且所述第一汇流条和所述第二汇流条均沿第二方向延伸；所述第一电极指设置于所述第一汇流条靠近所述第二汇流条的一侧，相邻的两个所述第一电极指之间容置一个所述第二电极指；所述第二电极指设置于所述第二汇流条靠近所述第一汇流条的一侧，相邻的两个所述第二电极指之间容置一个所述第一电极指；

所述第一汇流条设置有第一凹槽，在所述第一方向上，各所述第二电极指均对应设置于所述第一凹槽；所述第二汇流条设置有第二凹槽，在所述第一方向上，各所述第一电极指均对应设置于所述第二凹槽。

2.根据权利要求1所述的叉指换能器，其特征在于，所述第一凹槽的数量设置有多个，多个所述第一凹槽沿所述第二方向排列，多个所述第一凹槽中的部分所述第一凹槽对应设置于各所述第二电极指；

所述第二凹槽的数量设置有多个，多个所述第二凹槽沿所述第二方向排列，多个所述第二凹槽中的部分所述第二凹槽对应设置于各所述第一电极指。

3.根据权利要求2所述的叉指换能器，其特征在于，所述第一凹槽的数量等于所述第二电极指的数量，各所述第一凹槽与各所述第二电极指一一对应设置；

所述第二凹槽的数量等于所述第一电极指的数量，各所述第二凹槽与各所述第一电极指一一对应设置。

4.根据权利要求1-3任一项所述的叉指换能器，其特征在于，沿所述第二方向，所述第一凹槽的长度大于或等于所述第二电极指的宽度，所述第二凹槽的长度大于或等于所述第一电极指的宽度。

5.根据权利要求2所述的叉指换能器，其特征在于，以平行于所述压电基板的平面为截面，各所述第一凹槽的截面形状均为圆形、椭圆形、多边形和异形中的一种，各所述第二凹槽的截面形状均设置为圆形、椭圆形、多边形和异形中的一种；其中，所述异形设置为由至少一个直线与至少一个曲线围设形成。

6.根据权利要求5所述的叉指换能器，其特征在于，以平行于所述压电基板的平面为截面，所述第一凹槽的截面形状为圆形，所述第二凹槽的截面形状为圆形。

7.根据权利要求5所述的叉指换能器，其特征在于，以平行于所述压电基板的平面为截面，所述第一凹槽的截面形状设置为椭圆形，所述第一凹槽的长轴平行于所述第一方向，或者，所述第一凹槽的长轴平行于所述第二方向；

所述第二凹槽的截面形状设置为椭圆形，所述第二凹槽的长轴平行于所述第一方向，或者，所述第二凹槽的长轴平行于所述第二方向。

8.根据权利要求7所述的叉指换能器，其特征在于，所述第一凹槽的长轴平行于所述第一方向，所述第二凹槽的长轴平行于所述第一方向；

所述第一凹槽的短轴长度和所述第二凹槽的短轴长度均设置为b，短轴长度b配置为：

b≤λ；

其中，λ设置为声表面波的波长，λ＝2×(W1+W2)，W1设置为所述第二电极指在所述第二方向上的宽度，W2设置为所述第二电极指与相邻的所述第一电极指在所述第二方向上的距离。

9.根据权利要求5所述的叉指换能器，其特征在于，在多个所述第一凹槽中，至少一个所述第一凹槽的截面形状相同设置于其他所述第一凹槽的截面，或者，至少一个所述第一凹槽的截面形状不同设置于其他所述第一凹槽的截面；

和/或，在多个所述第二凹槽中，至少一个所述第二凹槽的截面形状相同设置于其他所述第二凹槽的截面，或者，至少一个所述第二凹槽的截面形状不同设置于其他所述第二凹槽的截面。

10.根据权利要求1所述的叉指换能器，其特征在于，在所述功能层的厚度方向上，所述第一凹槽的深度等于所述功能层的厚度，所述第二凹槽的深度等于所述功能层的厚度。

11.根据权利要求2所述的叉指换能器，其特征在于，在所述第二方向上，所述第一凹槽的长度和所述第二凹槽的长度均设置为W；

所述第一凹槽的长度W配置为：W1≤W＜λ；其中，W1设置为所述第二电极指在所述第二方向上的宽度；λ设置为声表面波的波长，λ＝2×(W1+W2)，W2设置为所述第二电极指与相邻的所述第一电极指在所述第二方向上的距离。

12.根据权利要求2所述的叉指换能器，其特征在于，所述第一电极指设置为方型第一电极指，所述第二电极指设置为方型第二电极指。

13.根据权利要求12所述的叉指换能器，其特征在于，所述方型第一电极指设置有至少一个第一调节部，至少一个所述第一调节部沿所述第一方向排列；

所述方型第二电极指设置有至少一个第二调节部，至少一个所述第二调节部沿所述第一方向排列。

14.根据权利要求13所述的叉指换能器，其特征在于，所述第一调节部设置为弧形第一调节部、方形第一调节部和异形第一调节部，在所述功能层所在平面内，所述异形第一调节部由至少一个直线与至少一个曲线围设形成；

所述第二调节部设置为弧形第二调节部、方形第二调节部和异形第二调节部，在所述功能层所在平面内，所述异形第二调节部由至少一个直线与至少一个曲线围设形成。

15.根据权利要求14所述的叉指换能器，其特征在于，所述第一调节部设置为所述弧形第一调节部，在所述方型第一电极指，所述弧形第一调节部朝向所述第二方向凸起；

所述第二调节部设置为所述弧形第二调节部，在所述方型第二电极指，所述弧形第二调节部朝向所述第二方向凸起。

16.根据权利要求14所述的叉指换能器，其特征在于，在各所述方型第一电极指，所述第一调节部的数量设置有两个，其中一个所述第一调节部设置于所述方型第一电极指远离对应所述第一汇流条的一端，另一个所述第一调节部设置于所述方型第一电极指靠近对应所述第一汇流条的一端；

在各所述方型第二电极指，所述第二调节部的数量设置有两个，其中一个所述第二调节部设置于所述方型第二电极指远离对应所述第二汇流条的一端，另一个所述第二调节部设置于所述方型第二电极指靠近对应所述第二汇流条的一端。

17.根据权利要求16所述的叉指换能器，其特征在于，多个所述第一调节部与多个所述第二调节部沿所述第二方向排列。

18.根据权利要求13所述的叉指换能器，其特征在于，在所述第二方向上，所述第一调节部的宽度小于所述第一凹槽的长度；所述第二调节部的宽度小于所述第二凹槽的长度。

19.根据权利要求1所述的叉指换能器，其特征在于，所述第一电极指远离所述第一汇流条的一端与所述第二汇流条之间的距离小于或等于1.5λ；所述第二电极指远离所述第二汇流条的一端与所述第一汇流条之间的距离小于或等于1.5λ；

其中，λ设置为声表面波的波长，λ＝2×(W1+W2)，W1设置为所述第二电极指在所述第二方向上的宽度，W2设置为所述第二电极指与相邻的所述第一电极指在所述第二方向上的距离。

20.根据权利要求1所述的叉指换能器，其特征在于，所述第一汇流条设置有多个第一假指，在所述第一方向上，各所述第一假指均对应设置于一个所述第二电极指；

所述第二汇流条设置有多个第二假指，在所述第一方向上，各所述第二假指均对应设置于一个所述第一电极指。

21.根据权利要求20所述的叉指换能器，其特征在于，在所述第一方向上，各所述第一假指与对应设置的所述第二电极指之间的距离均设置为小于或等于λ；各所述第二假指与对应设置的所述第一电极指之间的距离均设置为小于或等于λ；

其中，λ设置为声表面波的波长，λ＝2×(W1+W2)，W1设置为所述第二电极指在所述第二方向上的宽度，W2设置为所述第二电极指与相邻的所述第一电极指在所述第二方向上的距离。

22.根据权利要求1所述的叉指换能器，其特征在于，所述压电基板设置为单层型压电基板，或者，所述压电基板设置为多层型压电基板。

23.根据权利要求22所述的叉指换能器，其特征在于，所述压电基板设置为多层型压电基板，所述多层型压电基板包括基体，以及设置于所述基体表面的压电薄膜，所述压电薄膜连接所述功能层。

24.根据权利要求23所述的叉指换能器，其特征在于，所述基体选用蓝宝石、尖晶石、石英和陶瓷中的一种制成；

所述压电薄膜选用钽酸锂、铌酸锂、氮化铝和氧化锌中的一种制成。

25.根据权利要求1所述的叉指换能器，其特征在于，所述第一叉指电极设置为单层型第一叉指电极，或者，所述第一叉指电极设置为多层型第一叉指电极；

所述第二叉指电极设置为单层型第二叉指电极，或者，所述第二叉指电极设置为多层型第二叉指电极。

26.根据权利要求1所述的叉指换能器，其特征在于，所述第一叉指电极和所述第二叉指电极选用铝、铜、金、银、铬、钛、钨以及合金材料中一种或多种制成。

27.根据权利要求1所述的叉指换能器，其特征在于，所述功能层还包括两个反射结构，两个所述反射结构分别设置于所述第一汇流条沿所述第二方向的两端；

在所述第一方向上，所述反射结构的一端齐平设置于所述第一汇流条，所述反射结构的另一端齐平设置于所述第二汇流条。

28.根据权利要求27所述的叉指换能器，其特征在于，所述反射结构设置有两个凹槽，在所述第二方向上，其中一个所述凹槽齐平于所述第一凹槽，另一个所述凹槽齐平于所述第二凹槽。

29.根据权利要求27所述的叉指换能器，其特征在于，所述反射结构还设置多个长孔，所述多个长孔沿所述第二方向排列，所述长孔沿所述第一方向延伸。

30.根据权利要求1所述的叉指换能器，其特征在于，所述功能层配置为：

在所述压电基板表面形成功能层基础，去除部分所述功能层基础，以使剩余的所述功能层基础形成功能层。

31.根据权利要求1所述的叉指换能器，其特征在于，所述功能层配置为：

在所述压电基板表面覆盖遮挡层，所述遮挡层设置有开口，所述开口对应设置于所述第一叉指电极和所述第二叉指电极，在所述开口形成所述第一叉指电极和所述第二叉指电极，以使所述第一叉指电极和所述第二叉指电极构成功能层。

32.一种谐振器，其特征在于，包括如权利要求1-31任一项所述的叉指换能器。

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