CN117526889A - 弹性波装置及射频前端模组 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种弹性波装置及射频前端模组,弹性波装置包括压电基底以及设置在压电基底上的至少一个叉指换能器。至少一个叉指换能器包括两个汇流条,两个汇流条沿第一方向相对设置于压电基底上,两个汇流条分别连接有若干个电极指。两个汇流条连接的各电极指在第二方向上依次交错间隔设置,以在两个汇流条之间形成交叉区和位于交叉区第一方向上两侧的间隙区,第一方向与第二方向垂直。其中,至少一个电极指包括主体件以及连接于主体件和汇流条的异构件,主体件位于交叉区,异构件位于间隙区,异构件用于破坏间隙区的谐振腔。避免了交叉区泄露到间隙区的声波能量得到激发,进而实现间隙模式的抑制,从而避免间隙模式影响弹性波装置的性能。
Description
技术领域
本申请涉及射频技术领域,尤其涉及一种弹性波装置及射频前端模组。
背景技术
弹性波装置,利用声-电换能器的特征对压电基片表面上传播的声波进行处理,具有成本低、体积小和功能多等优点,因此在雷达、通信、导航、识别等领域获得了广泛的应用。
弹性波装置包括叉指换能器,叉指换能器包括汇流条与多个电极指,多个电极指以电气连接的方式与汇流条连接,多个电极指与压电层相配合可以将电信号转化为声波或将声波转化为电信号。弹性波装置在工作过程中,声波除了在孔径方向上产生的横向杂散以外,在汇流条与多个电极指之间形成的间隙区也存在杂散模态,现有技术中也称其为间隙模式,由于间隙模式出现在反谐振点的高频处,间隙模式的存在会对弹性波装置的性能造成较大的影响。
发明内容
有鉴于此,本申请提出了一种弹性波装置及射频前端模组。
本申请的第一方面提出一种弹性波装置,包括:压电基底以及设置在所述压电基底上的至少一个叉指换能器;其中,所述至少一个叉指换能器包括:
两个汇流条,沿第一方向相对设置于所述压电基底上,两个所述汇流条分别连接有若干个电极指;
两个所述汇流条连接的各所述电极指在第二方向上依次交错间隔设置,以在两个所述汇流条之间形成交叉区和位于所述交叉区第一方向上两侧的间隙区,所述第一方向与所述第二方向垂直;
其中,至少一个所述电极指包括主体件以及连接于所述主体件和所述汇流条的异构件,所述主体件位于所述交叉区,所述异构件位于所述间隙区,所述异构件用于破坏所述间隙区的谐振腔。
在一些实施例中,所述异构件包括第一连接部、第二连接部和延伸部,第一连接部连接于所述主体件。第二连接部连接于一个所述汇流条。延伸部连接于所述第一连接部和所述第二连接部。其中,所述延伸部在所述第二方向上包括至少一个凸部,且所述凸部具有至少一个开口。
在一些实施例中,所述凸部包括呈直线延伸的直线段和/或呈弧形延伸的弧形段。
在一些实施例中,所述延伸部对应的电极指区域的宽度大于或等于0.05λ,且所述延伸部对应的电极指区域的宽度小于或等于0.45λ,λ为声波的周期。
在一些实施例中,所述凸部包括第一段、第二段和第三段,所述第一段连接于所述第一连接部,所述第二段连接于所述第二连接部,所述第三段的两端连接于所述第一段和所述第二段,以围合形成至少一个所述开口。
在一些实施例中,所述第一段与所述第二段均沿所述第二方向延伸,在所述第一方向上,所述第一段的宽度小于或等于所述第二段的宽度。
在一些实施例中,所述第一段与所述第二段均沿所述第二方向延伸,在所述第一方向上,所述第一段与所述第二段之间的距离大于或等于0.2λ,且所述第一段与所述第二段之间的距离小于或等于0.6λ,λ为声波的周期。
在一些实施例中,所述第一段与所述第二段均沿所述第二方向延伸,所述第三段的延伸方向相对所述第二方向垂直或相交。
在一些实施例中,所述第一连接部沿所述第一方向延伸,在所述第一方向上,所述第一连接部的长度大于或等于0.2λ,且所述第一连接部的长度小于或等于0.6λ,λ为声波的周期。
在一些实施例中,所述第二连接部沿所述第一方向延伸,在所述第一方向上,所述第二连接部的长度大于或等于0.2λ,且所述第二连接部的长度小于或等于0.6λ,λ为声波的周期。
在一些实施例中,所述第一连接部与所述第二连接部均沿所述第一方向延伸,在所述第一方向上,所述第一连接部的长度小于或等于所述第二连接部的长度。
在一些实施例中,多个所述电极指中,位于同一间隙区,且位于不同电极指上的至少两个凸部沿第二方向排列设置。
在一些实施例中,多个所述电极指中,位于同一间隙区的相邻两个电极指上的凸部之间具有间隙。
在一些实施例中,多个所述电极指中,位于同一间隙区的至少两个凸部大小和/或形态相同。
在一些实施例中,所述凸部被配置为在所述第一方向上的投影能够覆盖相邻的至少一个所述电极指。
在一些实施例中,在所述第一方向上,所述交叉区包括中间区和位于所述中间区两侧的边缘区,所述边缘区的声速低于所述交叉区的声速。
在一些实施例中,所述压电基底包括压电层和衬底,所述叉指换能器设置在所述压电层上,所述压电层覆盖所述衬底。
本申请的第二方面提出一种弹性波装置,包括:压电基底以及设置在所述压电基底上的至少一个叉指换能器;其中,所述至少一个叉指换能器包括:
两个汇流条,沿第一方向相对设置于所述压电基底上,两个所述汇流条分别连接有若干个电极指;
两个所述汇流条连接的各所述电极指在第二方向上依次交错间隔设置,以在两个所述汇流条之间形成交叉区和位于所述交叉区第一方向上两侧的间隙区,所述第二方向与所述第一方向垂直;
其中,至少一个所述电极指包括主体件以及连接于所述主体件和所述汇流条的异构件,所述主体件位于所述交叉区,所述异构件位于所述间隙区;
所述异构件包括第一连接部、第二连接部和延伸部,所述第一连接部连接于所述主体件,所述第二连接部连接于所述汇流条,所述延伸部连接于所述第一连接部和所述第二连接部;
其中,所述延伸部在第二方向上包括至少一个凸部,且所述凸部具有至少一个开口。
本申请的第三方面提出一种射频前端模组,包括上述的弹性波装置。
从上述的技术方案可以看出,本申请提出的弹性波装置,将电极指在位于间隙区的部分设置为异构件,用于破坏所述间隙区的谐振腔,在无需增加工艺复杂度的前提下,能够有效地抑制间隙区的间隙模式的激发。本申请通过改变间隙区结构,通过异构件的设置建立异构间隙区,破坏了原有的谐振腔,避免了交叉区泄露到间隙区的声波能量得到激发,进而实现间隙模式的抑制,从而避免间隙模式影响弹性波装置的性能。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以如这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提出的弹性波装置的结构示意图。
图2是本申请实施例提出的叉指换能器的结构示意图。
图3是图2中的电极指的结构示意图。
图4是图3中异构件的局部放大示意图。
图5是本申请实施例的异构件的延伸部的变形方式一的结构示意图。
图6是本申请实施例的异构件的延伸部的变形方式二的结构示意图。
图7是本申请实施例的异构件的延伸部的变形方式三的结构示意图。
图8是本申请实施例的异构件的延伸部的变形方式四的结构示意图。
图9是本申请实施例的异构件的延伸部的变形方式五的结构示意图。
图10是本申请实施例的异构件的延伸部的变形方式六的结构示意图。
图11是本申请实施例的异构件的延伸部的变形方式七的结构示意图。
图12是本申请实施例的异构件的延伸部的变形方式八的结构示意图。
图13是本申请实施例的异构件的延伸部的变形方式九的结构示意图。
图14是本申请实施例的异构件的延伸部的变形方式十的结构示意图。
图15是本申请实施例的异构件的延伸部的变形方式十一的结构示意图。
图16是本申请实施例的叉指换能器的变形方式一的结构示意图。
图17是图16中的具有多个凸部的电极指的结构示意图。
图18是本申请实施例的叉指换能器的变形方式二的结构示意图。
图19是本申请实施例的弹性波装置的导纳曲线与现有技术的弹性波装置的导纳曲线的对比示意图。
图20是本申请实施例的弹性波装置的导纳实部曲线与现有技术的弹性波装置的导纳实部曲线的对比示意图。
图21是本申请实施例的弹性波装置的Q值与现有技术的弹性波装置的Q值对比。
附图标记说明:
1000、弹性波装置;100、叉指换能器;10、汇流条;20、电极指;21、主体件;22、异构件;221、第一连接部;222、第二连接部;223、延伸部;224、凸部;224a、直线段;224b、弧形段;2241、第一段;2242、第二段;2243、第三段;225、开口;30、质量负载;200、反射结构;A1、交叉区;A11、中间区;A12、边缘区;B1、间隙区。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
还应当理解,在此本申请说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本申请。如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样,除非上下文清楚地指明其它情况,否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
还应当进一步理解,在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合,并且包括这些组合。
如图1所示,本申请实施例提出一种弹性波装置1000,包括压电基底以及设置在压电基底上的至少一个叉指换能器100。叉指换能器100与压电基底相配合可以将电信号转化为声波或将声波转化为电信号。可选地,弹性波装置1000还可以包括反射结构200,反射结构200可以设于叉指换能器100相对的两侧,具体而言,在声波传播方向上,反射结构200设于叉指换能器100相对的两侧反射结构200用于反射声波,将声波限制在叉指换能器100所在的区域。
如图2-图3所示,至少一个叉指换能器100包括两个汇流条10,两个汇流条10沿第一方向相对设置于压电基底上,两个汇流条10分别连接有若干个电极指20。两个汇流条10连接的各电极指20在第二方向上依次交错间隔设置,以在两个汇流条10之间形成交叉区A1和位于交叉区A1第一方向上两侧的间隙区B1,第一方向与第二方向垂直。示例性地,第一方向与第二方向垂直是指在压电基底所在的平面上第一方向与第二方向垂直,也可以将第一方向视为两个汇流条10的排布方向,第二方向为声波传播方向。
其中,至少一个电极指20包括主体件21以及连接于主体件21和汇流条10的异构件22,主体件21位于交叉区A1,异构件22位于间隙区B1,异构件22用于破坏间隙区B1的谐振腔。
具体地,针对一个叉指换能器100而言,相邻两个电极指20分别连接不同的汇流条10,且一个电极指20仅连接一个汇流条10,也即若干个电极指20依次连接不同汇流条10且间隔排布。
可选地,异构件22可以为相对主体件21在第二方向上凸出的结构,从而破坏间隙区B1的谐振腔。示例性地,异构件22可以形成一个或多个在第二方向上的凸出的结构,多个在第二方向上的凸出的结构的大小和/或形态可以相同或不相同。
在俯视方向上,也即从叉指换能器100至压电基底的方向上,异构件22在第二方向上凸出的部分可以呈H字形、N字形、凹字形、W形、U形等规则或不规则的图形,异构件22整体所形成的图形可以类似具有一个或多个波峰的波形图,或形成其他规则或不规则的图形。多个电极指20的异构件22的凸出的结构可以呈规则或不规则的排列。
本申请实施例的弹性波装置1000,将电极指20在位于间隙区B1的部分设置为异构件22,用于破坏间隙区B1的谐振腔,在无需增加工艺复杂度的前提下,能够有效地抑制间隙区B1的间隙模式的激发。本申请通过改变间隙区B1结构,通过异构件22的设置建立异构间隙区B1,破坏了原有的谐振腔,避免了交叉区A1泄露到间隙区B1的声波能量得到激发,进而实现间隙模式的抑制,从而避免间隙模式影响弹性波装置1000的性能。
具体地,在间隙区B1设置异构件22时,交叉区A1的末端和汇流条10之间所形成的间隙区B1可视为一个矩形区域,该矩形区域与交叉区A1之间的边界存在明显的声速差(交叉区A1的声速大于间隙区B1的声速),同时该矩形区域与汇流条10之间的边界存在明显的声速差(汇流条10对应区域的声速小于间隙区B1的声速),此时,该间隙区B1所对应的矩形区域可以作为一个谐振腔,从而激发该谐振腔内的声波,也即激发该谐振腔内的间隙模式,导致弹性波装置1000的性能下降。
本实施例中,弹性波装置1000可以是具有一个叉指换能器100的声表面波谐振器,也可以是具有一个或多个叉指换能器100的滤波器等设备(也可视为具有一个或多个声表面波谐振器滤波器等设备),即弹性波装置1000可包括有多个叉指换能器100,该弹性波装置1000中的至少一个叉指换能器100具有如上结构,即可提高弹性波装置1000的性能,当然,也可以是该弹性波装置1000中的多个叉指换能器100具有如上结构,或是所有叉指换能器100具有如上结构,此处不做具体限制。
可选地,弹性波装置1000中的声表面波谐振器可以是普通形声表面波谐振器(Normal-SAW)、温度补偿型声表面波谐振器(TC-SAW),也可以是具有POI(具有多层衬底)衬底结构的声表面波谐振器,还可以是横向激励薄膜体声波谐振器等具有叉指换能器100的弹性波装置1000。
弹性波装置1000中各叉指换能器100中的的声波除了在孔径方向上产生的横向杂散以外,在汇流条10与多个电极指20之间形成的间隙区B1也存在杂散模态,该现象在具有POI衬底结构的高性能弹性波装置中尤为突出,具体地,由于其压电材料为复合多层材料,声波在其中的传播特性不同于常规的弹性波装置,除了在孔径方向上产生的横向杂散以外,其会在间隙区B1存在相较更多的杂散模态,也称其为间隙模式,从而对弹性波装置1000造成较大的影响。本申请实施例通过异构件22的设置,能够有效地抑制间隙区B1的杂散模态。
本申请实施例的电极指20可以是单一金属材料或者不同金属的复合或者合金材质,可选的,上述材料可以是铝、钼、铜、金、铂、银、镍、铬、钨等或以上金属的复合或其合金等中的一者。
在一些实施例中,在第一方向上,交叉区A1包括中间区A11和位于中间区A11两侧的边缘区A12,边缘区A12的声速低于交叉区A1的声速。在本实施例中,在边缘区A12形成比中间区A11声速更低的低声速区,从而能够有效地抑制横向模态。
具体地,设置中间区A11的声速大于边缘区A12的声速,同时,由于间隙区B1的声速大于交叉区A1,以此,在同一侧的间隙区B1、边缘区A12和中间区A11中形成活塞模式,从而在声波从交叉区A1向间隙区B1泄露过程中先进行横向模态的抑制,与后续在间隙区B1设置异构件22同时作用,进一步提高弹性波装置1000的性能。
示例性地,可以在边缘区A12增加质量负载30,或者在边缘区A12的电极指20上进行加厚、加宽、加介质层等方式,以降低边缘区A12的声速,当然,以上方式仅为示例性的,在其他实施例中,还可通过其他方式使得边缘区A12的声速低于交叉区A1的声速。
在一些实施例中,如图2-图18所示,异构件22包括第一连接部221、第二连接部222和延伸部223,第一连接部221连接于主体件21,第二连接部222连接于一个汇流条10,延伸部223连接于第一连接部221和第二连接部222。其中,延伸部223在第二方向上包括至少一个凸部224,且凸部224具有至少一个开口225。
本实施例中的开口是指在俯视方向上,也即从叉指换能器100至压电基底的方向上,凸部224所形成的图形,存在一个开口,也即在俯视方向上凸部224所形成的图形为不封闭的图形。
在本实施例中,通过延伸部223在第二方向上设置的凸部224,以破坏原有的谐振腔,通过凸部224的开口225设置,避免封闭的凸部224形成小的谐振器,激发间隙模式,同时,设置相邻电极指20之间存在间隙,也即相邻两个电极指20中的一个电极指20上的凸部224不与另一个电极指20接触,同样能够避免在凸部224与相邻电极指20连接的情况下,该相邻的两个电极指20中,在与该凸部224相邻的边缘区A12靠近间隙区B1的边界、该凸部224以及相邻的两个电极指20的部分区域之间形成封闭的小型谐振腔,或是能避免在凸部224与相邻电极指20连接的情况下,该相邻的两个电极指20中,在与该凸部224相邻的汇流条10靠近间隙区B1的边界、该凸部224以及相邻的两个电极指20的部分区域之间形成封闭的小型谐振腔,从而避免小型谐振腔激发间隙模式,而影响弹性波装置1000的性能。
在一些示例中,如图2和图18所示,延伸部223上可以设置有一个凸部224。当然,在其他示例中,如图16所示,延伸部223上也可以设置有两个凸部224。可以理解地,在其他示例中,延伸部223上也可以设置有三个甚至更多凸部224,当一个延伸部223存在多个凸部224时,相邻两个凸部224之间设置有凸部连接部,以连接两个凸部224,或可以为在一个延伸部223存在N个凸部224时,则,存在N-1个凸部连接部。
可以理解地,可以在全部电极指20的延伸部223上设置有多个凸部224;也可以其中一个、两个、三个甚至更多的电极指20的延伸部223上设置有多个凸部224,剩余的电极指20的延伸部223上仅设置一个凸部224,此处不做具体限制。
在一些实施例中,凸部224包括呈直线延伸的直线段224a和/或呈弧形延伸的弧形段224b。在本实施例中,直线段224a指的是凸部224在俯视方向上沿某一方向呈直线延伸的部分,弧形段224b指的是凸部224在俯视方向上呈弧形延伸的部分,俯视方向也即从叉指换能器100至压电基底的方向上。也可以理解为,直线段224a是在凸部224的横截面上沿某一方向呈直线延伸的部分,弧形段224b是在凸部224的横截面上呈弧形延伸的部分,这里的横截面可以是从俯视角度上凸部224形成的图形,可以将凸部224进行分隔得到多个横截面,第一方向和第二方向所在的平面与各横截面平行。
本实施例中,凸部224可以是包括多个直线段224a,也可以是包括多个或一个弧形段224b,还可以是既包括直线段224a也包括弧形段224b,其均可破间隙区的谐振腔,能够有效地抑制间隙区B1的杂散模态。
进一步地,凸部224可以是仅包括多个直线段224a,直线段224a在工艺上更简便,成本更低。
在一些示例中,如图4-图8所示,在俯视方向上,凸部224形成的图形可以仅包括呈直线延伸的直线段224a,示例性地,如图4-图6所示,直线段224a可以沿第一方向延伸,也可以沿第二方向延伸。当然,如图7-图8所示,直线段224a的延伸方向也可以与第二方向存在夹角,也即直线段224a相对第二方向倾斜延伸。
在另一些示例中,可以如图9-图13所示,在俯视方向上,凸部224形成的图形也可以既包括呈直线延伸的直线段224a,还包括呈弧形延伸的弧形段224b。
在又一些示例中,可以如图14-图15所示,在俯视方向上,凸部224形成的图形也可以仅包括呈弧形延伸的弧形段224b。
可以理解地,在俯视方向上,凸部224形成的图形不局限于如图4-图15所示的实施例,还可以是其他规则或不规则的形状,能够破坏原有的间隙区的谐振腔,且不产生新的小谐振腔即可。
在一些实施例中,延伸部223对应的电极指20区域的宽度L1大于或等于0.05λ,且延伸部223对应的电极指20区域的宽度L1小于或等于0.45λ,λ为声波的周期。在本实施例中,通过上述设置能够有效破坏原有的谐振腔,抑制间隙模式。
如图4和图13所示,延伸部223对应的电极指20区域的宽度L1,可视为从俯视方向上看,凸部224形成的图形中的直线段224a或弧形段224b的宽度,在弧形段224b的情况下,如图9和图13所示,其宽度可以是弧形段224b的两侧线条中,其中一个线条中任一点的切线的垂直线,延伸至另一条线条中对应点之间的距离,也可以是弧形段224b的两侧线条之间的最短路径。
在一些实施例中,如图4-图11所示,凸部224包括第一段2241、第二段2242和第三段2243,第一段2241连接于第一连接部221,第二段2242连接于第二连接部222,第三段2243的两端连接于第一段2241和第二段2242,以围合形成至少一个开口225。
在本实施例中,通过第一段2241、第二段2242和第三段2243的设置,在俯视方向上,也即从叉指换能器100至压电基底的方向上,可以围合形成H字形、N字形、凹字形、W形、U形等规则或不规则的凸部224,以形成一个或多个开口225。当然,凸部224不局限于第一段2241、第二段2242和第三段2243的设置,还可以有第四段、第五段甚至更多组成。第一段2241、第二段2242和第三段2243中的任意一者可以是直线段224a,也可以是弧形段224b,当然,凸部224也可以是仅有一段或两段弧形段224b组成。
在一些示例中,如图4所示,第一段2241沿第二方向延伸,在第一方向上,第一段2241为延伸部223对应的电极指20区域的一部分,也即第一段2241的宽度大于或等于0.05λ,且第一段2241的宽度小于或等于0.45λ,λ为声波的周期,第一段2241的宽度此处可视为从俯视方向上看,第一段2241所形成的图形在第一方向上的长度,或是在任意横截面上,第一段2241所形成的图形在第一方向上的长度。
在一些示例中,如图4所示,第二段2242沿第二方向延伸,在第一方向上,第二段2242为延伸部223对应的电极指20区域的一部分,也即第二段2242的宽度大于或等于0.05λ,且第二段2242的宽度小于或等于0.45λ,λ为声波的周期,第二段2242的宽度此处可视为从俯视方向上看,第二段2242所形成的图形在第一方向上的长度,或是在任意横截面上,第二段2242所形成的图形在第一方向上的长度。
在一些示例中,如图4所示,第一段2241与第二段2242均沿第二方向延伸,在第一方向上,第一段2241的宽度小于或等于第二段2242的宽度。
可以理解地,在其他示例中,延伸部223对应的电极指20区域还包括第三段2243、第四段等情况时,对应部分的宽度也可以在大于或等于0.05λ,且小于或等于0.45λ的范围内,λ为声波的周期。
在一些示例中,第一段2241与第二段2242均沿第二方向延伸,在第一方向上,第一段2241与第二段2242之间的距离L2大于或等于0.2λ,且第一段2241与第二段2242之间的距离L2小于或等于0.6λ,λ为声波的周期。
在一些示例中,如图4-图8所示,第一段2241与第二段2242均沿第二方向延伸,第三段2243的延伸方向相对第二方向垂直或相交。具体地,如图4和图6所示,第三段2243可以是直线段224a,第三段2243的延伸方向可以相对第二方向垂直设置。如图7和图8所示,第三段2243的延伸方向可以与第二方向相交,也即相对第二方向倾斜设置。
在一些示例中,如图4所示,第三段2243沿第一方向延伸,在第一方向上,第三段2243为延伸部223对应的电极指20区域的一部分,也即第三段2243的宽度大于或等于0.05λ,且第三段2243的宽度小于或等于0.45λ,λ为声波的周期,第三段2243的宽度此处可视为从俯视方向上看,第三段2243所形成的图形在第二方向上的长度,或是在任意横截面上,第三段2243所形成的图形在第二方向上的长度。
在另一些示例中,第一段2241和第二段2242也可以不局限于沿第二方向延伸,如图11所示,也可沿相对第一方向和第二方向均倾斜的方向延伸,使得在第二方向上,第一段2241与第二段2242之间的间距逐渐增大或减小。
在另一些示例中,如图9-图11所示,第三段2243也可以是弧形段224b,弧形段224b的两端可以连接于第一段2241和第二段2242上的任意位置,以围合形成至少一个开口225。在本实施例中,当第三段2243是弧形段224b时,第三段2243同样为延伸部223对应的电极指20区域的一部分,也即第三段2243的宽度大于或等于0.05λ,且第三段2243的宽度小于或等于0.45λ,λ为声波的周期,第三段2243的宽度此处可视为从俯视方向上看或是在任意横截面上,第三段2243所形成的图形中,两侧线条的其中一个线条中任一点的切线的垂直线,延伸至另一条线条中对应点之间的距离,也可以是弧形段224b的两侧线条之间的最短路径。
在一些实施例中,如图3所示,第一连接部221沿第一方向延伸,在第一方向上,第一连接部221的长度L3大于或等于0.2λ,且第一连接部221的长度L3小于或等于0.6λ,λ为声波的周期。
在一些实施例中,如图3所示,第二连接部222沿第一方向延伸,在第一方向上,第二连接部222的长度L4大于或等于0.2λ,且第二连接部222的长度L4小于或等于0.6λ,λ为声波的周期。
在一些实施例中,如图3所示,第一连接部221与第二连接部222均沿第一方向延伸,在第一方向上,第一连接部221的长度L3小于或等于第二连接部222的长度L4。
本实施例中,第一连接部221沿第一方向延伸,第二连接部222沿第一方向延伸,且当连接该第一连接部221和第二连接部222的延伸部223中存在一个凸部224,且该凸部224包括第一段2241、第二段2242和第三段2243,第一段2241沿第二方向延伸,第一段2241与第二段2242均沿第二方向延伸,则此处有第一连接部221的长度L3小于或等于第一段2241与第二段2242之间的长度,且第一段2241与第二段2242之间的长度小于或等于第二连接部222的长度L4。
具体地,若该第三段2243沿第一方向延伸,此时的结构可参考图4-图6,则此处有第一连接部221的长度L3小于或等于第三段2243的长度,第三段2243的长度小于或等于第二连接部222的长度L4。
可以理解的是,此处提出的第一连接部221的长度L3、第二连接部222的长度L4、第一段2241与第二段2242之间的长度、第三段2243的长度均为在第一方向上进行测量所得到的长度数值。
示例性地,第一连接部221在第二方向的宽度可以与主体部的宽度相等,第二连接部222和延伸部223在第二方向的宽度可以在不与相邻的电极指20接触短路的情况下可任意宽度。
在一些实施例中,如图2所示,多个电极指20中,位于同一间隙区B1,且位于不同电极指20上的至少两个凸部224沿第二方向排列设置。在本实施例中,同一间隙区B1内,可以有两个、三个或更多电极指20上凸部224沿第二方向排列,或者在同一间隙区B1内的全部电极指20的凸部224均沿第二方向排列,从而使得多个凸部224排列整齐,方便加工。
当然,在其他实施例中,如图18所示,在同一间隙区B1内,位于不同电极指20上各个凸部224也可以不沿一条直线排列,可以错位设置,不规则排列。
在一些实施例中,如图2、图16和图18所示,多个电极指20中,位于同一间隙区B1的相邻两个电极指20上的凸部224之间具有间隙。在本实施例中,通过设置间隙使得相邻的两个电极指20的凸部224之间没有接触,以避免相邻的两个凸部224与边缘区A12靠近间隙区B1的界限之间形成小型谐振器,避免导致间隙模式的激发,影响弹性波装置1000的性能。
在一些实施例中,如图2、图16和图18所示,多个电极指20中,位于同一间隙区B1的至少两个凸部224大小和/或形态相同。
在本实施例中,可以是多个凸部224可以全部大小和/或形态相同,方便加工,也可以有其中两个、三个或更多凸部224大小和/或形态相同,其他的凸部224大小和/或形态不同。
当然,在其他实施例中,多个凸部224也可以全部大小和/或形态不同。
可以理解的是,位于不同间隙区B1中的多个凸部224大小/形态可以全部相同也可以全部不同,或者位于不同间隙区B1中的多个凸部224大小/形态可以部分相同,部分不相同。
在一些实施例中,如图2、图16和图18所示,当每个凸部224仅有一个开口225的情况下,位于不同间隙区B1的至少两个凸部224的开口225方向相反。在本实施例中,其中一个间隙区B1的全部凸部224的开口225方向可以朝向第二方向上的一侧,另一个间隙区B1的全部凸部224的开口225方向可以朝向第二方向上的另一侧。也可以是其中一个间隙区B1的其中一个、两个、三个甚至更多凸部224的开口225方向朝向第二方向上的一侧,另一个间隙区B1的其中一个、两个、三个甚至更多凸部224的开口225方向朝向第二方向上的另一侧。
当然,在其他实施例中,两个间隙区B1的凸部224的开口225方向也可以相同。也即两个间隙区B1的凸部224的开口225方向均朝向第二方向上的一侧或者朝向第二方向上的另一侧。
在一些实施例中,如图2、图16和图18所示,当每个凸部224仅有一个开口225的情况下,在同一个间隙区B1中,至少两个凸部224的开口225方向相同。在本实施例中,在同一个间隙区B1内,可以全部凸部224的开口225方向相同,也即均朝向第二方向上的一侧或者朝向第二方向上的另一侧,也可以是其中两个、三个甚至更多凸部224的开口225方向朝向第二方向上的一侧,剩余的凸部224的开口225方向朝向第二方向上的另一侧。
在另一些实施例中,当至少一个凸部224具有多个开口225的情况下,该凸部224的各个开口225的开口方向可以均朝向同一侧,也可以是其中一部分开口225朝向第二方向的一侧,另一部分的开口225朝向第二方向的另一侧(如图5-图11所示)。
在一些实施例中,当至少一个电极指20具有多个凸部224,且每个凸部224至少有一个开口225的情况下,该电极指20的多个凸部224的开口225的开口方向可以均朝向同一侧,或者,其中一部分凸部224的开口225朝向第二方向的一侧,另一部分凸部224的开口225朝向第二方向的另一侧。
在一些实施例中,如图2、图16和图18所示,凸部224被配置为在第一方向上的投影能够覆盖相邻的至少一个电极指20。在本实施例中,通过上述设置能够起到更好的间隙模式抑制效果。
进一步地,对于一个电极指20而言,其具有多个凸部224会导致该电极指20的电阻变大,因此,可控制叉指换能器中具有多个凸部224的电极指的数量,或是设置存在凸部224的电极指仅存在一个凸部224。
在一些示例中,凸部224可以被配置为在第一方向的投影能够覆盖一个相邻的电极指20。当然,凸部224也可以被配置为在第一方向的投影能够覆盖两个甚至更多相邻的电极指20。
在一些示例中,可以多个凸部224全部被配置为在第一方向上的投影能够覆盖相邻的电极指20。当然,也可以仅有其中一部分凸部224被配置为在第一方向上的投影能够覆盖相邻的电极指20。
在一些实施例中,压电基底包括压电层和衬底,叉指换能器100设置在压电层上,压电层覆盖衬底。在本实施例中,衬底可以是单层也可以是多层,衬底是多层时,由下往上包括基板和至少一个中间层,中间层可以作为功能层,起到保护作用。压电层的材质可以是氮化铝、氧化锌、锆钛酸铅(PZT)或上述材料的一定原子比的稀土元素掺杂材料;压电层也可以选择单晶压电材料,例如,单晶氮化铝、铌酸锂、钽酸锂、石英等,本实施例对此不作具体限制。衬底的材质可以是单晶硅、多晶硅、石英、玻璃等材料。
如图1-图3所示,本申请实施例还提出一种弹性波装置1000,包括压电基底以及设置在压电基底上的至少一个叉指换能器100。叉指换能器100与压电基底相配合可以将电信号转化为声波或将声波转化为电信号。可选地,弹性波装置1000还可以包括反射结构200,反射结构200可以设于叉指换能器100相对的两侧,反射结构200用于反射声波,以避免声波泄露。至少一个叉指换能器100包括两个汇流条10,两个汇流条10沿第一方向相对设置于压电基底上,两个汇流条10分别连接有若干个电极指20。两个汇流条10连接的各电极指20在第二方向上依次交错间隔设置,以在两个汇流条10之间形成交叉区A1和位于交叉区A1第一方向上两侧的间隙区B1,第一方向与第二方向垂直。示例性地,第二方向为声波传播方向。
其中,至少一个电极指20包括主体件21以及连接于主体件21和汇流条10的异构件22,主体件21位于交叉区A1,异构件22位于间隙区B1,异构件22包括第一连接部221、第二连接部222和延伸部223,第一连接部221连接于主体件21,第二连接部222连接于汇流条10,延伸部223连接于第一连接部221和第二连接部222,延伸部223在第二方向上包括至少一个凸部224,且凸部224具有至少一个开口225。
本申请实施例的弹性波装置1000,将电极指20在位于间隙区B1的部分设置为异构件22,用于破坏间隙区B1的谐振腔,通过延伸部223在第二方向上设置的凸部224,以破坏原有的谐振腔,通过凸部224的开口225设置,能够避免相邻的凸部224与边缘区A12靠近间隙区B1的界限之间形成小型谐振腔。从而避免间隙模式影响弹性波装置1000的性能。在无需增加工艺复杂度的前提下,能够有效地抑制间隙区B1的间隙模式的激发。本申请通过改变间隙区B1结构,通过异构件22的设置建立异构间隙区B1,破坏了原有的谐振腔,避免了交叉区A1泄露到间隙区B1的声波能量得到激发,进而实现间隙模式的抑制,从而避免间隙模式影响弹性波装置1000的性能。
本实施例中所提出的弹性波装置1000的结构,与上述实施例中所提出的弹性波装置1000属于相同的构思,其具体结构可参考上述实施例,此处不再进行赘述。
如图19-图21所示,将本申请实施例的弹性波装置1000与现有技术中的未设置异构件22的弹性波装置1000进行对比。
图19中横坐标为频率,单位为GHz,纵坐标为导纳,单位为dB,实线为本申请实施例的弹性波装置1000的导纳曲线,虚线为现有技术的弹性波装置1000的导纳曲线,为方便查看,将图19中的现有技术的弹性波装置1000的导纳曲线向下平移了20dB的距离。
图20中横坐标为频率,单位为GHz,纵坐标为导纳实部,单位为dB,实线为本申请实施例的弹性波装置1000的导纳实部曲线,虚线为现有技术的弹性波装置1000的导纳实部曲线,为方便查看,将图20中的现有技术的导纳实部曲线平移了20dB的距离。
图21中横坐标为频率,单位为GHz,纵坐标为Q值,实线为本申请实施例的弹性波装置1000的Q值,虚线为现有技术的弹性波装置1000的Q值。
根据图19-图21可知,本申请实施例的弹性波装置1000的横向模态已基本清除,且图20中现有技术的的弹性波装置1000导纳实部曲线明显反应出具有间隙模式,而本申请实施例的弹性波装置1000的反谐振点高频处的间隙模式已基本被完全清除。本申请实施例的弹性波装置1000的Q值相比于现有技术的弹性波装置1000的Q值有较为明显的提升。
本申请实施例还提出一种射频前端模组,包括上述的弹性波装置1000。由于弹性波装置1000通过异构件22的设置建立异构间隙区B1,破坏了原有的谐振腔,避免了交叉区A1泄露到间隙区B1的声波能量得到激发,进而实现间隙模式的抑制,从而避免间隙模式影响弹性波装置1000的性能,从而可以提高射频前端模组的工作性能。
在一些实施方式中,射频前端模组可以应用于电子设备中,电子设备可以包括但不局限于LED面板、平板电脑、笔记本、电脑、导航仪、手机和电子手表等具有PCB的电子设备或者部件,本申请对此不作限制。
本申请实施例提出的射频前端模组中的弹性波装置1000的结构和功能与上述实施例相同,具体可以参照上述实施例的描述,本实施例不再赘述。
在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到各种等效的修改或替换,这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (16)
1.一种弹性波装置,其特征在于,包括:压电基底以及设置在所述压电基底上的至少一个叉指换能器;其中,所述至少一个叉指换能器包括:
两个汇流条,沿第一方向相对设置于所述压电基底上,两个所述汇流条分别连接有若干个电极指;
两个所述汇流条连接的各所述电极指在第二方向上依次交错间隔设置,以在两个所述汇流条之间形成交叉区和位于所述交叉区第一方向上两侧的间隙区,所述第一方向与所述第二方向垂直;
其中,至少一个所述电极指包括主体件以及连接于所述主体件和所述汇流条的异构件,所述主体件位于所述交叉区,所述异构件位于所述间隙区,所述异构件用于破坏所述间隙区的谐振腔。
2.如权利要求1所述的弹性波装置,其特征在于,所述异构件包括:
第一连接部,连接于所述主体件;
第二连接部,连接于一个所述汇流条;
延伸部,连接于所述第一连接部和所述第二连接部;
其中,所述延伸部在所述第二方向上包括至少一个凸部,且所述凸部具有至少一个开口。
3.如权利要求2所述的弹性波装置,其特征在于,所述凸部包括呈直线延伸的直线段和/或呈弧形延伸的弧形段。
4.如权利要求2所述的弹性波装置,其特征在于,所述延伸部对应的电极指区域的宽度大于或等于0.05λ,且所述延伸部对应的电极指区域的宽度小于或等于0.45λ,λ为声波的周期。
5.如权利要求2所述的弹性波装置,其特征在于,所述凸部包括第一段、第二段和第三段,所述第一段连接于所述第一连接部,所述第二段连接于所述第二连接部,所述第三段的两端连接于所述第一段和所述第二段,以围合形成至少一个所述开口。
6.如权利要求5所述的弹性波装置,其特征在于,所述第一段与所述第二段均沿所述第二方向延伸,在所述第一方向上,所述第一段的宽度小于或等于所述第二段的宽度。
7.如权利要求5所述的弹性波装置,其特征在于,所述第一段与所述第二段均沿所述第二方向延伸,在所述第一方向上,所述第一段与所述第二段之间的距离大于或等于0.2λ,且所述第一段与所述第二段之间的距离小于或等于0.6λ,λ为声波的周期。
8.如权利要求5所述的弹性波装置,其特征在于,所述第一段与所述第二段均沿所述第二方向延伸,所述第三段的延伸方向相对所述第二方向垂直或相交。
9.如权利要求2所述的弹性波装置,其特征在于,所述第一连接部沿所述第一方向延伸,在所述第一方向上,所述第一连接部的长度大于或等于0.2λ,且所述第一连接部的长度小于或等于0.6λ,λ为声波的周期;和/或,
所述第二连接部沿所述第一方向延伸,在所述第一方向上,所述第二连接部的长度大于或等于0.2λ,且所述第二连接部的长度小于或等于0.6λ,λ为声波的周期。
10.如权利要求2所述的弹性波装置,其特征在于,所述第一连接部与所述第二连接部均沿所述第一方向延伸,在所述第一方向上,所述第一连接部的长度小于或等于所述第二连接部的长度。
11.如权利要求2所述的弹性波装置,其特征在于,多个所述电极指中,位于同一间隙区,且位于不同电极指上的至少两个凸部沿第二方向排列设置;和/或,
多个所述电极指中,位于同一间隙区的相邻两个电极指上的凸部之间具有间隙;和/或,
多个所述电极指中,位于同一间隙区的至少两个凸部大小和/或形态相同。
12.如权利要求2-11任一项所述的弹性波装置,其特征在于,所述凸部被配置为在所述第一方向上的投影能够覆盖相邻的至少一个所述电极指。
13.如权利要求1-11任一项所述的弹性波装置,其特征在于,在所述第一方向上,所述交叉区包括中间区和位于所述中间区两侧的边缘区,所述边缘区的声速低于所述交叉区的声速。
14.如权利要求1-11任一项所述的弹性波装置,其特征在于,所述压电基底包括压电层和衬底,所述叉指换能器设置在所述压电层上,所述压电层覆盖所述衬底。
15.一种弹性波装置,其特征在于,包括:压电基底以及设置在所述压电基底上的至少一个叉指换能器;其中,所述至少一个叉指换能器包括:
两个汇流条,沿第一方向相对设置于所述压电基底上,两个所述汇流条分别连接有若干个电极指;
两个所述汇流条连接的各所述电极指在第二方向上依次交错间隔设置,以在两个所述汇流条之间形成交叉区和位于所述交叉区第一方向上两侧的间隙区,所述第二方向与所述第一方向垂直;
其中,至少一个所述电极指包括主体件以及连接于所述主体件和所述汇流条的异构件,所述主体件位于所述交叉区,所述异构件位于所述间隙区;
所述异构件包括第一连接部、第二连接部和延伸部,所述第一连接部连接于所述主体件,所述第二连接部连接于所述汇流条,所述延伸部连接于所述第一连接部和所述第二连接部;
其中,所述延伸部在第二方向上包括至少一个凸部,且所述凸部具有至少一个开口。
16.一种射频前端模组,其特征在于,包括如权利要求1-15中任一项所述的弹性波装置。
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