CN117833863A - 一种利用导线寄生参数的声表面波滤波器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及声表面波滤波器，具体涉及一种利用导线寄生参数的声表面波滤波器。本发明使用特殊图形化的寄生金属导线连接声表面波滤波器的结构组件(声表面波谐振器、金属电极)，在声表面波滤波器工作时，由于寄生金属导线产生的寄生所构成的寄生电容、寄生电感，满足优化声表面波滤波器的参数，因此等效于将电感和电容与结构组件(声表面波谐振器、金属电极)连接，从而在不增加芯片体积的情况下优化改变声表面波滤波器性能，利于集成。相对于现有技术在声表面波滤波器原有结构中额外加入匹配元器件的方法，具有更好的灵活性，提高了设计的自由度。
Description
技术领域
本发明涉及声表面波滤波器，具体涉及一种利用导线寄生参数的声表面波滤波器。
背景技术
声表面波滤波器具有设计灵活性大，频率选择性优良，抗电磁干扰性能好，体积小重量轻，制造成本低，制造工艺简单等优点。声表面波滤波器具有的这些优点，适应了现代通信设备小型化，高性能，高可靠的要求，因此，声表面波滤波器在现代通信领域被广泛应用。
为了使声表面波滤波器的性能满足实际运用需求，往往需要通过对声表面波滤波器添加元器件的方式来使声表面波滤波器达到更好的性能。
现有的做法往往是给声表面波滤波器添加元器件，如电感或电容，从而达到实现匹配的效果，提升声表面波滤波器的性能。然而现有技术不论是在外电路添加匹配电容或匹配电感的声表面波滤波器，还是嵌入匹配在封装内部设有匹配元器件的声表面波滤波器，都需要在声表面波滤波器原有的结构之外，再新加入匹配所需要的匹配元器件。这些方案都会增加滤波器芯片面积，降低芯片集成度。
发明内容
针对上述存在的问题或不足，为解决声表面波滤波器添加元器件的方式导致芯片面积增加降低集成度的问题，本发明提供了一种利用导线寄生参数的声表面波滤波器。
一种利用导线寄生参数的声表面波滤波器，连通各结构组件的金属导线为寄生金属导线，寄生金属导线在连通各结构组件的同时，构成寄生电感和/或寄生电容，并作为在声表面波滤波器工作时的匹配元器件。
进一步的，所述寄生金属导线是将金属导线辅以图形化设计(如变窄)使其引入电磁寄生参数，在声表面波滤波器工作时，寄生金属导线引入的电磁寄生参数满足声表面波滤波器的匹配元器件需求，从而在不增加滤波器芯片面积的前提下优化性能。
进一步的，所述匹配元器件为电感和/或电容。
进一步的，所述结构组件为声表面波谐振器和电极。
进一步的，所述寄生金属导线是n字形的第一导线结构、矩形的第二导线结构和L形的第三导线结构的排列组合运用，这种寄生金属导线的设计方案在满足寄生参数要求的同时，结构简单，易于版图绘制。
进一步的，所述寄生金属导线的线宽、线长、厚度、弯折次数、间隙均可调，通过调整以上参数使得引入的寄生参数满足声表面波滤波器的匹配元器件参数需求。即，通过改变寄生金属导线的图形化参数，调整其带来的寄生电感值和寄生电容值，以影响声表面波谐振器的性能，从而提高声表面波滤波器的性能(例如提高声表面波滤波器的带外抑制能力、改善声表面波滤波器的通带特性等)。
进一步的，所述寄生金属导线的材料与声表面波滤波器的金属电极材料一致，以使得整体器件性能更佳。
进一步的，所述寄生金属导线的材料为铝、铜、金、铝铜合金、钼、铝钛合金或铂。
综上所述，本发明使用特殊图形化的寄生金属导线连接声表面波滤波器的结构组件(声表面波谐振器、金属电极)，在声表面波滤波器工作时，由于寄生金属导线产生的寄生所构成的寄生电容、寄生电感，满足优化声表面波滤波器的参数，因此等效于将电感和电容与结构组件(声表面波谐振器、金属电极)连接，从而在不增加芯片体积的情况下优化改变声表面波滤波器性能，利于集成。相对于现有技术在声表面波滤波器原有结构中额外加入匹配元器件的方法，具有更好的灵活性，提高了设计的自由度。
附图说明
图1为实施例中寄生金属导线的n字形结构示意图；
图2为实施例中寄生金属导线的矩形结构示意图；
图3为实施例中寄生金属导线的L形结构示意图；
图4为实施例的俯视图；
图5为声表面波谐振器等效电路的示意图；
图6为寄生金属导线的传输线等效模型电路的示意图；
图7为实施例中与n形寄生金属导线连接后声表面波谐振器的性能影响示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
一种利用导线寄生参数的声表面波滤波器，其结构俯视图如图4所示：包括串联臂上的声表面波谐振器、并联臂上的声表面波谐振器、电极、设置在压电晶圆衬底层上分别连接各个谐振器以及电极的寄生金属导线。
关于寄生金属导线的具体图形化方式，可以如图1、图2、图3所示平面形状：图1是本实施例所用寄生金属导线的n字形结构示意图，图2是寄生金属导线的矩形结构示意图，图3是寄生金属导线的L字形结构示意图。除此之外，也可以是附图中并未展示的，可以应用的已知的各种金属导线条的形状和结构，如曲线等。本实施例这种寄生金属导线的设计方案在满足寄生参数要求的同时，结构简单，易于版图绘制。
关于寄生金属导线的结构参数，可以对其形状、线宽、线长、厚度、弯折次数、间隙等进行调节，通过调节这些参数，使其给声表面波谐振器带来的寄生电感和寄生电容满足声表面波滤波器性能的要求。
本发明所涉及的每一个声表面波谐振器都可以等效为一个由电容、电感、电阻搭建的谐振电路。如图5所示，声表面波谐振器等效为一个谐振电路。根据传输线方程，本发明所涉及的寄生金属导线在声表面波滤波器工作频率时，如图6所示，可等效成一个电容、电感、电阻构成的等效电路。
在寄生金属导线与声表面波谐振器连接的情况下，图7所示为图4中并联声表面波谐振器与n形金属导线条相连后的阻抗图，细实线表示声表面波谐振器原有的谐振峰和反谐振峰的位置，粗实线表示寄生金属导线与声表面波谐振器串联后声表面波谐振器的谐振峰和反谐振峰的位置。
可以看出，寄生金属导线带来的寄生电感与寄生电容可以明显调整声表面波谐振器的谐振峰和反谐振峰位置，可以通过调整金属导线条的形状、线宽、线长、厚度、弯折次数、间隙等，调整谐振峰与反谐振峰频率的移动，从而能够调整带宽与通带内性质。
可以看出，寄生金属导线带来的寄生电感与寄生电容可以使声表面波谐振器出现新的谐振峰，可以通过调整金属导线条的形状、线宽、线长、厚度、弯折次数、间隙等，调整新谐振峰在频率要求范围内是否出现，出现的频率及峰值，借此来满足滤波器的带外抑制要求。
通过以上实施例可见，本发明通过将声表面波滤波器中用于连接的金属导线条进行特殊图形化设计构成寄生金属导线，使得寄生金属导线产生的寄生电容、寄生电感发生改变，从而满足改善声表面波滤波器性能，满足声表面波滤波器设计指标的要求。本发明无需额外加入新的电容、电感等元器件，在不增加芯片体积的情况下改善了声表面波滤波器的性能，从而利于集成。相对于现有技术在声表面波滤波器原有结构中额外加入匹配元器件的方法，具有更好的灵活性，提高了设计的自由度。
Claims (8)
1.一种利用导线寄生参数的声表面波滤波器，其特征在于：连通各结构组件的金属导线为寄生金属导线，寄生金属导线在连通各结构组件的同时，构成寄生电感和/或寄生电容，并作为在声表面波滤波器工作时的匹配元器件。
2.如权利要求1所述利用导线寄生参数的声表面波滤波器，其特征在于：所述寄生金属导线是将金属导线辅以图形化设计使其引入电磁寄生参数，在声表面波滤波器工作时，寄生金属导线引入的电磁寄生参数满足声表面波滤波器的匹配元器件需求。
3.如权利要求1所述利用导线寄生参数的声表面波滤波器，其特征在于：所述匹配元器件为电感和/或电容。
4.如权利要求1所述利用导线寄生参数的声表面波滤波器，其特征在于：所述结构组件为声表面波谐振器和电极。
5.如权利要求1所述利用导线寄生参数的声表面波滤波器，其特征在于：所述寄生金属导线是n字形的第一导线结构、矩形的第二导线结构和L形的第三导线结构的排列组合运用，以易于版图绘制。
6.如权利要求1所述利用导线寄生参数的声表面波滤波器，其特征在于：所述寄生金属导线的线宽、线长、厚度、弯折次数、间隙均可调，通过调整以上参数使得引入的寄生参数满足声表面波滤波器的匹配元器件参数需求。
7.如权利要求1所述利用导线寄生参数的声表面波滤波器，其特征在于：所述寄生金属导线的材料与声表面波滤波器的金属电极材料一致。
8.如权利要求1所述利用导线寄生参数的声表面波滤波器，其特征在于：所述寄生金属导线的材料为铝、铜、金、铝铜合金、钼、铝钛合金或铂。
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