CN216490422U - 谐振器和电子元器件 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种谐振器和电子元器件,属于通信技术领域。所述谐振器包括基底和谐振层,所述谐振层位于所述基底的第一表面;所述基底的第一表面和第二表面中的至少一个表面包括斜面,所述第一表面和所述第二表面的位置相对;所述斜面被配置为使入射至所述斜面的声波向靠近所述谐振器侧部的方向反射。采用本申请,斜面与其它表面都不平行,那么斜面与其它表面之间的声波经过多次传输以后会反射至谐振器的侧部而发生泄漏,进而能够有效抑制这些声波产生的寄生振动模式。而一旦寄生振动模式得到有效抑制,便能减弱寄生振动模式对有效振动模式产生的干扰,从而,能够缓解甚至避免谐振器的频率跳变。
Description
技术领域
本申请涉及通信技术领域,特别涉及一种谐振器和电子元器件。
背景技术
谐振器是一种用于产生谐振频率的元件,广泛应用于涉及到频率的电子元器件,例如,应用到时钟振荡器和滤波器等电子元器件。
谐振器的工作原理是,其压电层在驱动电压的作用下会发生机械振动,而在机械振动下又会向外输出电信号。例如,压电层在机械振动中,振动频率和固有频率(也称谐振频率) 相差较远的机械振动逐渐被衰减掉,振动频率和固有频率接近的机械振动逐渐被保留下来,最终由这部分机械振动向外输出频率较稳定的电信号。
但是谐振器在工作中,会发生频率跳变的情况,而导致谐振器向外输出的电信号的频率的稳定性较差。
实用新型内容
本申请提供了一种谐振器和电子元器件,能够缓解相关技术中谐振器的频率跳变的问题,所述技术方案如下:
一方面,提供了一种谐振器,所述谐振器包括基底和谐振层,所述谐振层位于所述基底的第一表面;
所述基底的第一表面和第二表面中的至少一个表面包括斜面,所述第一表面和所述第二表面的位置相对;
所述斜面被配置为使入射至所述斜面的声波向靠近所述谐振器侧部的方向反射。
例如,基底的第一表面包括斜面,或者,基底的第二表面包括斜面,或者,基底的第一表面和第二表面均包括斜面。
本申请所示的方案,基底的第一表面和第二表面中的至少一个表面包括斜面,斜面与其它表面都不平行,例如,斜面和压电层不平行,斜面和电极层也不平行,那么斜面与其它表面之间的声波经过多次传输以后会反射至谐振器的侧部而发生泄漏,进而能够有效抑制这些声波产生的寄生振动模式。而一旦寄生振动模式得到有效抑制,便能减弱寄生振动模式对有效振动模式产生的干扰,从而,能够缓解甚至避免谐振器的频率跳变。
在一种可能的实现方式中,所述基底的第一表面和第二表面中的至少一个表面,在对应所述谐振层的位置为斜面。
例如,基底的第二表面为斜面,那么,斜面的具有高度差的两边分别位于基底的位置相对的两侧。或者,基底的第二表面在对应谐振层的位置处为斜面,而在其他位置处为平面,例如,基底的第二表面的面积比较大,可以在谐振层的正下方为斜面,而其他位置为平面,平面是与谐振层的上表面平行的面,那么,斜面的具有高度差的两边分别位于谐振层的第一侧面所在平面和谐振层的第二侧面所在平面,谐振层的第一侧面和第二侧面的位置相对。
其中,基底的第一表面为斜面,或者,第二表面为斜面,或者第一表面和第二表面均为斜面的情况,便于加工,能够提高谐振器的加工效率。
在一种可能的实现方式中,所述基底的第一表面和第二表面中的至少一个表面,在对应所述谐振层的位置包括第一斜面和第二斜面;
所述第一斜面的第一边和所述第二斜面的第一边相交于第一交线,且所述第一交线靠近所述谐振层,第一斜面的第二边和第二斜面的第二边均远离所述谐振层,所述第二边为与所述第一交线的位置相对的边。
本申请所示的方案,入射至第一斜面的声波逐渐反射至第一斜面的第二边的位置处而衰减,入射至第二斜面的声波逐渐反射至第二斜面的第二边的位置处而衰减,从而可以达到抑制这些声波产生的寄生振动模式的效果。
在一种可能的实现方式中,所述基底的第一表面和第二表面中的至少一个表面,在对应所述谐振层的位置包括第三斜面和第一平面;
所述第三斜面的第三边和所述第一平面的第三边相交于第二交线,且所述第二交线靠近所述谐振层,所述第三斜面的第四边远离所述谐振层,所述第四边为与所述第二交线的位置相对的边。
本申请所示的方案,入射至第三斜面的声波能够向靠近第三斜面的第四边处反射而发生泄漏被衰减掉,从而能够抑制这些声波产生的寄生振动模式。
在一种可能的实现方式中,所述谐振层包括压电层和两个电极层,所述压电层位于所述两个电极层之间。
本申请所示的方案,压电层也可以称为压电薄膜,电极层也可以称为金属电极,由于两个电极层一个位于压电层的上方,另一个位于压电层的下方,所以两个电极层也可以称为上电极和下电极。
这样,基底、其中一个电极层、压电层和另一个电极层依次叠加排布。
在一种可能的实现方式中,基底的第一表面和第二表面中的至少一个表面,在对应谐振层的位置可以包括斜面和弧面。
例如,基底的第一表面或者第二表面均包括斜面和弧面。又例如,基底的第一表面包括斜面,基底的第二表面包括弧面。又例如,基底的第一表面包括弧面,基底的第二表面包括斜面。
无论是斜面还是弧面,均能够促使入射的声波向靠近谐振器侧部的方向反射,以使声波发生泄漏或者扩散,而逐渐衰减。这些声波一旦得到衰减,并能够有效抑制这些声波产生的寄生振动模式,从而缓解寄生振动模式对有效振动模式产生的干扰,进而缓解谐振器在工作中出现频率跳变的情况。
另一方面,提供了一种谐振器,所述谐振器包括基底和谐振层,所述谐振层位于所述基底的第一表面;
所述基底的第一表面和第二表面中的至少一个表面包括弧面,所述第一表面和所述第二表面的位置相对;
所述弧面被配置为使入射至所述弧面的声波向靠近所述谐振器侧部的方向反射。
本申请所示的方案,该谐振器的基底的第一表面和第二表面中的至少一个表面包括弧面,弧面与其它表面都不平行,例如,弧面和压电层不平行,弧面和电极层也不平行,那么弧面与其它表面之间的声波经过多次传输以后会反射至谐振器侧部而发生泄漏,进而能够有效抑制这些声波产生的寄生振动模式。而一旦寄生振动模式得到有效抑制,便能减弱寄生振动模式对有效振动模式产生的干扰,从而,能够缓解甚至避免谐振器的频率跳变。
在一种可能的实现方式中,所述基底的第一表面和第二表面中的至少一个表面,在对应所述谐振层的位置为弧面。
本申请所示的方案,弧面的中心位置凸向谐振层,弧面的远离中心的边缘远离谐振层,使得入射至弧面的声波向谐振器的侧部反射而发生泄漏。
在一种可能的实现方式中,所述基底的第一表面和第二表面中的至少一个表面,在对应所述谐振层的位置包括弧面和第二平面;
所述弧面的第五边和所述第二平面的第五边相交于第三交线,所述第三交线靠近所述谐振层,所述弧面的第六边远离所述谐振层,所述第六边为与所述第三交线的位置相对的边。
例如,基底的第二表面在谐振层的正下方位置包括弧面和第二平面,弧面和第二平面相交于第三交线,第三交线靠近谐振层且和谐振层平行,而弧面的与第三交线位置相对的边远离谐振层且与谐振层平行。
这样,入射至弧面的声波向弧面的远离谐振器中心的位置反射而发生泄漏被衰减掉,从而能够抑制这些声波产生的寄生振动模式。
在一种可能的实现方式中,所述弧面为球面或抛物面,还可以是拱形面等。
在一种可能的实现方式中,基底的第一表面和第二表面中的至少一个表面,在对应谐振层的位置包括斜面和弧面,斜面和弧面均用于使入射的声波向靠近谐振器侧部的方向反射。
例如,基底的第一表面或者第二表面均包括斜面和弧面。又例如,基底的第一表面包括斜面,基底的第二表面包括弧面。又例如,基底的第一表面包括弧面,基底的第二表面包括斜面。
无论是斜面还是弧面,均能够促使入射的声波向靠近谐振器的侧部的方向反射,以使声波发生泄漏或者扩散,而逐渐衰减。这些声波一旦得到衰减,并能够有效抑制这些声波产生的寄生振动模式,从而缓解寄生振动模式对有效振动模式产生的干扰,进而缓解谐振器在工作中出现频率跳变的情况。
另一方面,提供了一种电子元器件,所述电子元器件包括上述所述的谐振器。
本申请所示的方案,该电子元器件包括上述所述的谐振器,其基底的第一表面和第二表面中的至少一个表面包括斜面,斜面与其它表面都不平行,例如,斜面和压电层不平行,斜面和电极层也不平行,那么斜面与其它表面之间的声波经过多次传输以后会反射至谐振器的侧部而发生泄漏,进而能够有效抑制这些声波产生的寄生振动模式。而一旦寄生振动模式得到有效抑制,便能减弱寄生振动模式对有效振动模式产生的干扰,从而,能够缓解甚至避免谐振器的频率跳变。
附图说明
图1是一种常规的谐振器的结构示意图;
图2是一种常规的谐振器的结构示意图;
图3是本申请提供的一种谐振器的结构示意图;
图4是本申请提供的一种谐振器的结构示意图;
图5是本申请提供的一种谐振器的结构示意图;
图6是本申请提供的一种谐振器的结构示意图;
图7是本申请提供的一种声波在谐振器中传播的示意图;
图8是本申请提供的一种谐振器的结构示意图;
图9是本申请提供的一种谐振器的结构示意图;
图10是本申请提供的一种谐振器的结构示意图;
图11是本申请提供的一种谐振器的结构示意图;
图12是本申请提供的一种谐振器的结构示意图;
图13是本申请提供的一种谐振器的结构示意图;
图14是本申请提供的一种声波在谐振器中传播的示意图;
图15是本申请提供的一种谐振器的结构示意图。
图例说明
1、基底;11、斜面;12、第一平面;13、弧面;14、第二平面;
11a、第一斜面;11b、第二斜面;11c、第三斜面;
111、第一交线;112、第二边;113、第四边;
131、第六边;11-12、第二交线;13-14、第三交线;
2、谐振层;21、压电层;22、电极层;
3、反射层。
具体实施方式
本申请实施例提供了一种谐振器,谐振器是一种用于产生谐振频率的元件,例如,能够利用声波谐振实现电学选频,可以广泛应用在涉及到频率的电子元器件中,例如,可以应用在时钟振荡器和滤波器等电子元器件中。
该谐振器可以是体声波(bulk acoustic wave,BAW)谐振器,BAW谐振器是一种利用体声波谐振产生频率的器件。体声波是一种在物体内部传播的声波,如在物体的两个位置相对的表面之间来回传播的声波,体声波与表面声波(surface acoustic wave,SAW)的概念相对,表面声波是一种沿着固体表面传播的声波,通过表面声波谐振产生频率的器件可以称为SAW 谐振器。
该谐振器最基本的结构是,如图1所示,主要包括基底1和谐振层2,谐振层2位于基底1的表面,基底1也可以称为衬底,用于支撑谐振层2。谐振层2主要包括压电层21和两个电极层22,压电层21位于两个电极层22之间,形成类似三明治结构。
其中,压电层21也可以称为压电薄膜(piezo layer)。电极层22也可以称为金属电极,两个电极层22一个作为正极,另一个作为负极。由于两个电极层22一个位于压电层21的上方,另一个位于压电层21的下方,故两个电极层也可以分别称为上电极(top electrode)和下电极(bottom electrode)。
这样,如图1所示,基底1、其中一个电极层22、压电层22和另一个电极层22依次叠加排布。
在一种示例中,关于基底1和谐振层2的面积关系,在一种示例中,基底1的面积可以与谐振层2的面积相等。在另一种示例中,如图1所示,基底1的面积也可以远大于谐振层2的面积。其中,关于基底1的面积和谐振层2的面积关系不做限定,可以灵活设计。
关于谐振层2的压电层21和电极层22的面积关系,在一种示例中,压电层21和两个电极层22的面积可以均相等。在另一种示例中,如图1所示,压电层21的面积和远离基底1的电极层22的面积相等,而压电层21的面积小于靠近基底1的电极层22的面积,而靠近基底1的电极层22的面积可以等于基底1的面积,也可以小于基底1的面积。
其中,本实施例对基底1的面积、压电层21的面积以及两个电极层22的面积之间的具体关系不做具体限定,可以灵活设计。
在一种示例中,压电层21作为谐振器的核心部件,由压电材料制成,具有压电效应,压电效应也即是,压电层21的位置相对的两个表面加电压时,会发生轻微形变,而产生声波,相反,压电层21受到压力时,会产生电压。例如,压电层21产生声波以及电压的原理可以如下:
当两个电极层22之间具有电场时,由于压电层21内部受到电压,为了保持电荷平衡,内部的原子来回振动使压电层21的形状发生形变,从而在压电层21的内部产生声波,该过程可以称为逆压电效应,实现电能向机械能的转换。而声波在压电层21的内部传播时,一些原子间距会变得更近或者更远,打乱了原来保持的平衡,出现净电荷,净电荷也即是,物体或其一部分所带的未被抵消的电荷,那么,压电层21的表面就会出现正电荷和负电荷,从而产生电信号,该过程可以称为压电效应,实现机械能向电能的转换。
如上述所述,波谐振器是一种利用声波谐振实现电学选频的器件,其原理可以如下,其中,谐振又称共振,是一种物体振动时的振动频率和物体的固有频率相同或者接近时,物体的振幅急剧增大的现象,产生谐振时的频率可以称为谐振频率。那么,压电层21在电压作用下振动时,和固有频率相差较远的振动逐渐被衰减掉,而和固定频率相同或接近的振动被保留下来,最终压电层21在谐振频率下发生振动,那么在该谐振频率下产生的电信号也是频率较为纯净的电信号,进而声波谐振实现电学选频。
在一种示例中,为了促使声波在压电层21中来回传播,如图2所示,该谐振器还可以包括反射层3,反射层3位于基底1和谐振层2之间。反射层3用于将入射的声波反射至压电层21中,以尽可能将声波限制在压电层21中,以提高谐振器的品质因数(quality factor,Q)。
其中,反射层3可以是布拉格反射层,布拉格反射层是采用一系列高低阻抗相间的声学反射层形成的结构,以使声波能够很好的反射至压电层21,将声波限制在压电层21的内部进行传播。
其中,反射层3也可以是具有空腔的结构,空腔中具有真空或空气,声阻较大,声波在传输中,遇到反射层3的空腔也能够很好的反射至压电层21中,将声波限制在压电层21的内部进行传播。
其中,可以将包括布拉格反射层的谐振器称为固态装配谐振器(solid mountedresonator, SMR),将包括具有空腔的反射层的谐振器可以称为薄膜体声波谐振器(filmbulk acoustic resonator,FBAR)。
其中,本实施例对反射层3的具体形式不做限定,可以根据情况灵活选择。
在一种示例中,反射层3的数量也可以是两个,一个反射层3位于基底1和谐振层2之间,另一个反射层3位于谐振层2的远离基底1的上表面,也即是,谐振层2位于两个反射层3之间。
其中,本实施例对该谐振器是否包括反射层3,以及包括几个反射层3不做限定,可以根据情况灵活选择。
在一种示例中,该谐振器在工作中,压电层21中传播的声波产生的谐振向外输出的频率为想要的频率,可以称为工作频率,这种声波产生的振动模式可以称为有效振动模式。而其他两个表面之间传播的声波产生的振动向外输出的频率为不想要的频率,可以称为杂频,这种声波产生的振动模式可以称为寄生振动模式。例如,基底1的下表面和谐振层2的上表面之间传播的声波所产生的振动模式可以称为寄生振动模式。
该谐振器在工作中,如果寄生振动模式对有效振动模式产生干扰,则会导致工作频率出现跳变的情况。
在一种示例中,在制作谐振器时,可以通过控制基底1、反射层3和谐振层2的厚度等因素,来尽可能减弱甚至避免寄生振动模式对有效振动模式的干扰,但是加工出的谐振器在工作中,所在的环境温度会发生改变,一旦环境温度发生改变,则会影响到基底1、反射层3 和谐振层2的厚度,导致寄生振动模式对有效振动模式产生干扰,进一步导致谐振器的工作频率出现跳变的情况。
本方案的谐振器能够通过有效抑制寄生振动模式,来减弱甚至避免寄生振动模式对有效振动模式的干扰,从而缓解谐振器发生频率跳变的情况。
如图3并参考图4所示,该谐振器包括基底1和谐振层2,谐振层2位于基底1的表面,例如,可以将谐振层2所在的表面记为第一表面,那么,谐振层2位于基底1的第一表面,基底1的第一表面可以是基底1的上表面,也可以是下表面,本申请示例中,可以以第一表面为基底1的上表面进行示例。
如图3所示,基底1的位置相对的第一表面和第二表面中的至少一个表面包括斜面11。其中,斜面11可以是与谐振层2的压电层21不平行的平面。例如,如图3所示,斜面11可以是与压电层21的远离基底1的上表面不平行的平面,其中,压电层21的远离基底1的上表面和靠近基底1的下表面互为平行。例如,如图3并参考图4所示,斜面11和压电层21 之间的夹角为α。
在一种示例中,如图4所示,基底1的第二表面可以包括斜面11,在另一种示例中,如图5所示,也可以是基底1的第一表面包括斜面11,该情况下,由于位于下方的电极层22和基底1贴合,那么,位于下方的电极层22的远离压电层21的下表面为与基底1的第一表面相适配的斜面。在另一种示例中,也可以是基底1的第一表面和第二表面均包括斜面11。
由于可以将不平行于压电层21的平面称为斜面,那么,如图6所示也为基底1的远离压电层21的第二表面包括斜面11的示意图,只不过如图4所示,压电层21所在平面平行于水平面,而如图6所示,压电层21所在平面不平行于水平面。
其中,本实施例对基底1的哪一个表面包括斜面11不做限定,可以灵活选择,满足基底 1的第一表面和第二表面中的至少一个表面,与压电层21不平行即可。例如,实施例中可以以基底1的第二表面,也即是,基底1的下表面包括斜面11进行示例。
如图7所示,斜面11被配置为促使入射至该斜面11的声波向靠近谐振器的侧部的方向反射,例如,反射声波指向基底1的周围边缘。
如图7所示,基底1的下表面包括斜面11,那么,基底1的下表面和其他各个表面之间的声波(可以称为杂波)经过多次传输以后,会反射至谐振器的侧部,经由谐振器的侧部向外泄漏,而被衰减掉。一旦这些杂波被衰减掉,那么,由这些杂波产生的寄生振动模式便能够得到有效的抑制。一旦寄生振动模式被抑制,那么,可以减弱寄生振动模式对有效振动模式产生的干扰,进而可以缓解甚至避免谐振器的频率跳变。
其中,图7中实线箭头表示在压电层21中传播的声波,是不需要衰减的声波,图7中虚线箭头表示在斜面11和其他表面(如位于上方的电极层22的上表面)之间传播的声波,是需要衰减的声波。
基于斜面11能够将入射的声波衰减掉,那么斜面11和谐振层2的上表面的夹角α越大,对杂波的衰减效果越好,但是α过大又将会增大谐振器的制造难度,所以可以根据寄生振动模式的抑制情况和谐振器的制造情况,来选择合适的α,例如,α可以取一度左右。
在一种示例中,基底1的第一表面和第二表面中的至少一个表面,在对应谐振层2的位置处可以为斜面11。如图3并参考图4所示,斜面11分别与谐振层1的第一侧面所在平面和第二侧面所在平面相交,且交线均与谐振层2的上表面平行,其中,谐振层2的第一侧面和第二侧面的位置相对。
可以以基底1的第二表面(即下表面)进行示例,一种情况可以是,基底1的第二表面为斜面11,可以参见图4所示,那么,斜面11的具有高度差的两边分别位于基底1的位置相对的两侧。另一种情况可以是,基底1的第二表面在对应谐振层2的位置处为斜面11,而在其他位置处为平面,例如,基底1的第二表面的面积比较大,可以在谐振层2的正下方为斜面,而其他位置为平面,平面是与谐振层2的上表面平行的面,那么,斜面11的具有高度差的两边分别位于谐振层2的第一侧面所在平面和谐振层2的第二侧面所在平面,谐振层2 的第一侧面和第二侧面的位置相对。
基底1的第一表面为斜面11,或者,第二表面为斜面11,或者第一表面和第二表面均为斜面11的情况,便于加工,例如,在加工出基底1以后可以对基底1的表面进行打磨处理,以磨出斜面11。这种包括斜面11的基底1的形状可以为楔形。
其中,如果基底1的第一表面为斜面11,那么可以在沉积谐振层2之前,例如,在沉积电极层22之前,对基底1的第一表面进行打磨,以磨出斜面11。而如果基底1的第二表面为斜面,那么可以在沉积谐振层2之前,磨出斜面11,也可以在沉积谐振层2之后,磨出斜面11。
基底1的第一表面和第二表面中的至少一个表面,在对应谐振层2的位置为斜面11的方案中,如图7所示,斜面11和其他表面之间的声波逐渐向谐振器的一侧靠近,由谐振器的侧部泄漏而衰减。例如,斜面11和远离基底1的电极层22的上表面之间的声波、斜面11和压电层21的上表面之间的声波、斜面11和压电层21的下表面之间的声波、斜面11和靠近基底1的电极层22的下表面之间的声波,以及斜面11和基底1的上表面之间的声波,都可以逐渐被衰减掉,从而可以抑制这些声波产生的寄生振动模式。
在一种示例中,基底1的第一表面和第二表面中的至少一个表面,在对应谐振层2的位置处也可以包括多个斜面,这多个斜面中每个斜面的靠近谐振器的中轴线的边和谐振层2的距离较近,而远离谐振器的中轴线的边和谐振层2的距离较远。这样能够使入射至每个斜面的声波向谐振器的侧部方向反射,然后经由侧部向外泄漏和扩散,从而这些声波产生的寄生振动模式能够被有效抑制。
例如,基底1的第一表面和第二表面中至少一个表面所包括的斜面11的数量可以是两个,分别记为第一斜面11a和第二斜面11b,可以参见图8和图9所示,第一斜面11a的第一边和第二斜面11b的第一边相交于第一交线111,第一交线111和谐振层2的上表面平行,且靠近谐振层2,第一斜面11a的第二边112和第二斜面11b的第二边均远离谐振层2,其中,第二边112是与第一交线111位置相对的边。
如图8和图9所示,基底1的第二表面(即下表面)在谐振层2的正下方包括第一斜面11a和第二斜面11b,第一斜面11a和第二斜面11b相交于第一交线111,第一交线111平行且靠近谐振层2,而第一斜面11a的远离第一交线111的边远离谐振层2,第二斜面11b的远离第一交线111的边也远离谐振层2,基底1的第二表面构成人字形表面。
如图8并参考图9所示,入射至第一斜面11a的声波逐渐反射至第一斜面11a的第二边 112的位置处而衰减,入射至第二斜面11b的声波逐渐反射至第二斜面11b的第二边112的位置处而衰减。从而可以达到抑制这些声波产生的寄生振动模式的效果。
在一种示例中,基底1的第一表面和第二表面中的至少一个表面,也可以在对应谐振层 2的位置包括第三斜面11c和第一平面12,也即是,基底1的表面在谐振层2的正下方不仅包括斜面还包括平面。如图10所示,第三斜面11c的第三边和第一平面12的第三边相交于第二交线11-12,且第二交线11-12靠近谐振层2,第三斜面11c的第四边113远离谐振层2,第四边113为与第二交线11-12的位置相对的边。
例如,如图10所示,基底1的第二表面在谐振层2的正下方的位置包括第三斜面11c和第一平面12,第三斜面11c和第一平面12相较于第二交线11-12,第二交线11-12平行且靠近谐振层2,第三斜面11c的与第二交线11-12位置相对的边平行且远离谐振层2。
这样入射至第三斜面11c的声波向靠近第三斜面11c的第四边113处反射而发生泄漏被衰减掉,从而能够抑制这些声波产生的寄生振动模式。
如上述所述,该谐振器能够缓解甚至避免频率跳变的问题,提高谐振器的频率稳定性。一旦谐振器的频率稳定性较高,能够将谐振器向外输出的频率锁在目标频率附近,其中目标频率是技术人员期望谐振器向外输出的频率。
例如,谐振器的电路中集成有锁相环(phase locked loop,PLL),锁相环是一种相位误差控制电路,能够通过比较输出的频率和目标频率,得到频率调整值,对下一次输出的频率进行调整,以使谐振器向外输出的频率能够锁在目标频率附近。
而如果谐振器的频率出现跳变,由于跳变后的频率和目标频率相差较远,那么,锁相环需要通过比较长的时间才能将谐振器输出的频率锁在目标频率附近,甚至锁相环无法将谐振器输出的频率锁在目标频率附近,从而导致谐振器所在设备的通信业务的中断。
而本方案中的谐振器能够缓解甚至避免频率跳变,进而有利于将谐振器输出的频率快速锁在目标频率附近,以确保谐振器所在设备的通信业务的正常运行,也能够减少甚至避免谐振器的锁相环失锁。
在本申请实施例中,谐振器的基底的第一表面和第二表面中的至少一个表面包括斜面,斜面与其它表面都不平行,例如,斜面和压电层不平行,斜面和电极层也不平行,那么斜面与其它表面之间的声波经过多次传输以后会反射至谐振器的侧部而发生泄漏,进而能够有效抑制这些声波产生的寄生振动模式。而一旦寄生振动模式得到有效抑制,便能减弱寄生振动模式对有效振动模式产生的干扰,从而,能够缓解甚至避免谐振器的频率跳变。
本申请实施例还提供了一种谐振器,如图11并参考图12所示,该谐振器包括基底1和谐振层2,谐振层2位于基底1的第一表面。其中,谐振层2如上述所述可以包括压电层21和两个电极层22,压电层21位于两个电极层22之间。
如上述所述,该谐振器也可以包括反射层3,反射层3位于基底1和谐振层2之间。或者,谐振层2的远离基底1的上表面也可以铺设有反射层。
如图11所示,基底1的第一表面和第二表面中的至少一个表面包括弧面13,其中第一表面和第二表面的位置相对,弧面13能够促使入射至弧面13的声波向靠近谐振器的侧部的方向反射聚。
其中,弧面13可以是不平行于压电层21的曲面,例如,压电层21的远离基底1的上表面和靠近基底1的下表面平行,而弧面13和压电层21的上表面不平行。
例如,如图11并参考图12所示,基底1的第二表面包括弧面13,又例如,如图13所示,基底1的第一表面包括弧面13,该情况下,由于位于下方的电极层22和基底1接触,故位于下方的电极层22的下表面为与基底1的第一表面相匹配的弧面。
其中,本实施例对基底1的第一表面,还是第二表面包括弧面13不做限定,可以以第二表面包括弧面13进行示例。
如图11所示,基底1的第二表面(即下表面)包括弧面13,弧面13和谐振器的其它各个层均不平行,那么,如图14所示,弧面13和其他各个表面之间的声波经过多次传输以后,会反射至向谐振器的侧部,经由谐振器的侧部向外泄漏,而被衰减掉,使得弧面13和谐振器的其它各个层之间难以形成驻波,进而由这些驻波产生的寄生振动模式便能够得到有效抑制。而一旦寄生振动模式得到有效抑制,便可以减弱寄生振动模式对有效振动模式产生的干扰,从而可以缓解甚至避免谐振器的频率跳变。
其中,图14中实线箭头表示在压电层21中传播的声波,是不需要衰减的声波,图14中虚线箭头表示在弧面13和其他表面(如位于上方的电极层22的上表面)之间传播的声波,是需要衰减的声波。
在一种示例中,基底1的第一表面和第二表面中的至少一个表面可以为弧面13,或者,基底1的第一表面和第二表面中的至少一个表面,在对应谐振层2的位置处为弧面13,如在谐振层2的正下方的位置为弧面13,而至于其他位置,可以是弧面,也可以是平面。
其中,弧面13可以是球面或者抛物面,还可以是拱形面等。
在一种示例中,弧面13的中心位置凸向谐振层2,弧面13的远离中心的边缘远离谐振层2,使得入射至弧面13的声波向谐振器的侧部方向反射而发生泄漏。
在一种示例中,基底1的第一表面和第二表面中的至少一个表面,在对应谐振层2的位置也可以包括弧面和平面。例如,如图15所示,基底1的第一表面和第二表面中的至少一个表面,在对应谐振层2的位置包括弧面13和第二平面14。如图15所示,弧面13的第五边和第二平面14的第五边相交于第三交线13-14,第三交线13-14靠近谐振层2,弧面13的第六边131远离谐振层2,第六边131为与第三交线13-14的位置相对的边。
例如,基底1的第二表面在谐振层2的正下方位置包括弧面13和第二平面14,弧面13 和第二平面14相交于第三交线13-14,第三交线13-14靠近谐振层2且和谐振层2平行,而弧面13的与第三交线13-14位置相对的边远离谐振层2且与谐振层2平行。
其中,本实施例对基底1的表面在对应谐振层2的位置处是为弧面13,还是包括弧面13 和第二平面14,不做具体限定,可以灵活选择。
在一种示例中,基底1的第一表面和第二表面中的至少一个表面,在对应谐振层2的位置可以包括上述所述的斜面11和弧面13。例如,基底1的同一个表面既包括斜面11又包括弧面13。又例如,基底1的一个表面包括斜面11,另一个表面包括弧面13,如基底1的第一表面在对应谐振层2的位置包括斜面11,基底1的第二表面在对应谐振层2的位置包括弧面13。
无论是斜面11还是弧面13,均能够促使入射的声波向靠近谐振器的侧部方向反射,以使声波发生泄漏或者扩散,而逐渐衰减。这些声波一旦得到衰减,并能够有效抑制这些声波产生的寄生振动模式,从而缓解寄生振动模式对有效振动模式产生的干扰,进而缓解谐振器在工作中出现频率跳变的情况。
在本申请实施例中,该谐振器的基底的第一表面和第二表面中的至少一个表面包括弧面,弧面与其它表面都不平行,例如,弧面和压电层不平行,弧面和电极层也不平行,那么弧面与其它表面之间的声波经过多次传输以后会向谐振器的侧部方向反射而发生泄漏,进而能够有效抑制这些声波产生的寄生振动模式。而一旦寄生振动模式得到有效抑制,便能减弱寄生振动模式对有效振动模式产生的干扰,从而,能够缓解甚至避免谐振器的频率跳变。
本申请实施例还提供了一种电子元器件,该电子元器件可以是任意涉及到频率的元器件,例如,可以是时钟振荡器,也可以是滤波器等。
该电子元器件包括上述所述的谐振器,其基底的第一表面和第二表面中的至少一个表面包括斜面,斜面与其它表面都不平行,例如,斜面和压电层不平行,斜面和电极层也不平行,那么斜面与其它表面之间的声波经过多次传输以后会反射至谐振器的侧部而发生泄漏,进而能够有效抑制这些声波产生的寄生振动模式。而一旦寄生振动模式得到有效抑制,便能减弱寄生振动模式对有效振动模式产生的干扰,从而,能够缓解甚至避免谐振器的频率跳变。
以上所述仅为本申请一个实施例,并不用以限制本申请,凡在本申请原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种谐振器,其特征在于,所述谐振器包括基底(1)和谐振层(2),所述谐振层(2)位于所述基底(1)的第一表面;
所述基底(1)的第一表面和第二表面中的至少一个表面包括斜面(11),所述第一表面和所述第二表面的位置相对;
所述斜面(11)被配置为使入射至所述斜面(11)的声波向靠近所述谐振器侧部的方向反射。
2.根据权利要求1所述的谐振器,其特征在于,所述基底(1)的第一表面和第二表面中的至少一个表面,在对应所述谐振层(2)的位置为斜面(11)。
3.根据权利要求1所述的谐振器,其特征在于,所述基底(1)的第一表面和第二表面中的至少一个表面,在对应所述谐振层(2)的位置包括第一斜面(11a)和第二斜面(11b);
所述第一斜面(11a)的第一边和所述第二斜面(11b)的第一边相交于第一交线(111),且所述第一交线(111)靠近所述谐振层(2),第一斜面(11a)的第二边(112)和第二斜面(11b)的第二边(112)均远离所述谐振层(2),所述第二边(112)为与所述第一交线(111)的位置相对的边。
4.根据权利要求1所述的谐振器,其特征在于,所述基底(1)的第一表面和第二表面中的至少一个表面,在对应所述谐振层(2)的位置包括第三斜面(11c)和第一平面(12);
所述第三斜面(11c)的第三边和所述第一平面(12)的第三边相交于第二交线(11-12),且所述第二交线(11-12)靠近所述谐振层(2),所述第三斜面(11c)的第四边(113)远离所述谐振层(2),所述第四边(113)为与所述第二交线(11-12)的位置相对的边。
5.根据权利要求1至4任一所述的谐振器,其特征在于,所述谐振层(2)包括压电层(21)和两个电极层(22),所述压电层(21)位于所述两个电极层(22)之间。
6.一种谐振器,其特征在于,所述谐振器包括基底(1)和谐振层(2),所述谐振层(2)位于所述基底(1)的第一表面;
所述基底(1)的第一表面和第二表面中的至少一个表面包括弧面(13),所述第一表面和所述第二表面的位置相对;
所述弧面(13)被配置为使入射至所述弧面(13)的声波向靠近所述谐振器侧部的方向反射。
7.根据权利要求6所述的谐振器,其特征在于,所述基底(1)的第一表面和第二表面中的至少一个表面,在对应所述谐振层(2)的位置为弧面(13)。
8.根据权利要求6所述的谐振器,其特征在于,所述基底(1)的第一表面和第二表面中的至少一个表面,在对应所述谐振层(2)的位置包括弧面(13)和第二平面(14);
所述弧面(13)的第五边和所述第二平面(14)的第五边相交于第三交线(13-14),所述第三交线(13-14)靠近所述谐振层(2),所述弧面(13)的第六边(131)远离所述谐振层(2),所述第六边(131)为与所述第三交线(13-14)的位置相对的边。
9.根据权利要求6至8任一所述的谐振器,其特征在于,所述弧面(13)为球面或抛物面。
10.一种电子元器件,其特征在于,所述电子元器件包括权利要求1至9任一所述的谐振器。
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CN202122310720.6U CN216490422U (zh) | 2021-09-23 | 2021-09-23 | 谐振器和电子元器件 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Family Applications (1)
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CN202122310720.6U Active CN216490422U (zh) | 2021-09-23 | 2021-09-23 | 谐振器和电子元器件 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2023045397A1 (zh) * | 2021-09-23 | 2023-03-30 | 华为技术有限公司 | 谐振器和电子元器件 |
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2021
- 2021-09-23 CN CN202122310720.6U patent/CN216490422U/zh active Active
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WO2023045397A1 (zh) * | 2021-09-23 | 2023-03-30 | 华为技术有限公司 | 谐振器和电子元器件 |
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