CN219287487U - 可调节静电容的压电衬底及谐振器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种涉及谐振器技术领域的可调节静电容的压电衬底及谐振器，包括基底、压电层以及叉指电极，压电层下表面连接于基底，且压电层厚度与谐振器静电容值成正比，压电层的上表面设有多个交叉分布的叉指电极。本实用新型调节合理的压电层厚度以改善谐振器的静电容，从而实现谐振器以及由谐振器组成的滤波器的小型化；选用高介电常数的基底，改善谐振器的静电容，同样实现了小型化；选用陶瓷材料基底或在多层基底中增设二氧化硅层以获得温度系数接近于0的谐振器和/或滤波器；多层基底在压电层下增设二氧化硅层使压电层获得良好的晶向以保证谐振器良好的电学性能。

Description

可调节静电容的压电衬底及谐振器

技术领域

本实用新型涉及谐振器技术领域，具体地，涉及可调节静电容的压电衬底及谐振器。

背景技术

现有技术中，静电容的主要调节方式为增加电容和/或电感。在设计或工艺过程中，电容、电感实现的方式：增减谐振器面积，串并联片上电感或电容，通过通过SMT、IPD技术实现，这无疑增加了最终由谐振器串并联组成的滤波器器件面积，不利于最终器件小型化。另外，现有技术中也存在一些多层结构衬底，如CN113098430A——具有多层衬底结构的声表面波谐振器，通过增设能量陷阱层来提升器件电学性能，但此复合衬底选用材料大体上介电常数较低，且衬底设置厚度较大，无法满足小型化需求。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种可调节静电容的压电衬底及谐振器。

根据本实用新型提供的一种可调节静电容的压电衬底，包括基底、压电层以及叉指电极，压电层下表面连接于基底，且压电层厚度与谐振器静电容值成正比，压电层的上表面设有多个交叉分布的叉指电极。

一些实施例中，压电层厚度范围为0.5-1.4um。

一些实施例中，基底采用单层基底。

一些实施例中，基底采用多层基底。

一些实施例中，基底包括高介电常数基底层和二氧化硅层，高介电常数基底层上连接有二氧化硅层，二氧化硅层连接压电层。

一些实施例中，压电层的下表面连接二氧化硅层的上表面。

一些实施例中，基底采用高介电常数基底，基底的介电常数≥40。

一些实施例中，基底采用陶瓷基底，谐振器温漂系数趋于0。

本实用新型还提供了一种谐振器，包括可调节静电容的压电衬底。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

(1)本实用新型调节合理的压电层厚度以改善谐振器的静电容，从而实现谐振器以及由谐振器组成的滤波器的小型化；

(2)本实用新型选用高介电常数的基底，改善谐振器的静电容，同样实现了小型化；

(3)本实用新型选用陶瓷基底或在多层基底中增设二氧化硅层以获得温度系数接近于0的谐振器和/或滤波器；多层基底在压电层下增设二氧化硅层使压电层获得良好的晶向以保证谐振器良好的电学性能。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为实施例1的结构示意图；

图2为实施例2的机构示意图；

图3为不同LT压电层厚度所对应的频率响应曲线。

图中标号：

基底101、高介电常数基底层1011、二氧化硅层1012、压电层102、叉指电极103。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

实施例1

本实用新型提供的一种可调节静电容的压电衬底，如图1所示，包括基底101、压电层102以及叉指电极103，压电层102下表面连接于基底101上，压电层102的上表面设有多个交叉分布的叉指电极103。压电层102厚度范围为0.5-1.4um，且压电层102厚度与谐振器静电容值成正比。

基底101为单层基底，基底101可选用高介电常数基底或陶瓷基底。基底101选用高介电常数基底，基底101的介电常数≥40；基底101选用陶瓷基底，谐振器温漂系数趋于0。

更为具体的，高介电常数基底采用高介电常数材料，高介电常数材料包括CaTiO3,MgTiO3,SrTiO3,MgTiO3-SrTiO3,CaTiO3-SrTiO3-Bi2O3-TiO2,CaTiO3-La2O3-Ti O2,BaTiO3-Nd2O3-TiO2,CaTiO3-La2O3-Bi2O3TiO2,BaTiO3-SrTiO3-La2O3-TiO2等，材料介电常数可高达40以上，可提升器件的综合介电常数，从而提升谐振器的静电容，最终减小谐振器、由谐振器组成的滤波器的面积实现器件小型化；陶瓷基底采用陶瓷材料，陶瓷材料则具有低热膨胀系数，抑制谐振器和/或滤波器在高温工作环境下变形，从而使得谐振器和/或滤波器具有接近于0的温漂系数，实际上前述的高介电常数材料大体上为陶瓷材料。

压电层102选材为LT或LN，其厚度范围在0.5-1.4um范围内。在厚度范围内增加压电层102厚度可增大谐振器的静电容。如图3所示，不同LT压电层厚度所对应的频率响应曲线，在LT厚度为0.5um时计算出静电容为1.6pf；LT厚度为0.7um时静电容值为1.84pf；LT厚度为1.4um时静电容值为2.1pf。因此，在LT压电层厚度范围内，随着厚度增加，谐振器静电容值增加，设计上可使得减小谐振器的面积实现器件小型化。

实施例2

本实施例2是在实施例1的基础上完成的，基层101为多层基底，如图2所示，具体的：

基底101包括高介电常数基底层1011和二氧化硅层1012，高介电常数基底层1011上连接有二氧化硅层1012，压电层102的下表面连接二氧化硅层1012的上表面。

更为具体的，选用多层基底时，可将连接压电层102下表面且设置在压电层102下的基底设置为SiO₂，由于SiO₂具有正温度系数，可使谐振器和/或滤波器具有接近于0的温漂系数；又因为压电层102直接形成在SiO₂上，可形成晶体缺陷少的单晶压电薄膜而提升器件性能。

实施例3

本实用新型还提供了一种谐振器，包括实施例1或2中的可调节静电容的压电衬底。

更为具体的，本实用新型主要通过调节压电衬底来调节静电容，从滤波器的基础单元结构谐振器入手调节静电容，无需在滤波器拓扑结构上额外增设片上电容电感，SMT器件或IPD器件，简化滤波器拓扑结构，实现当前小型化需求。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“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申请和简化描述，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申请的限制。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (9)

1.一种可调节静电容的压电衬底，其特征在于，包括基底(101)、压电层(102)以及叉指电极(103)，所述压电层(102)下表面连接于所述基底(101)，且所述压电层(102)厚度与谐振器静电容值成正比，所述压电层(102)的上表面设有多个交叉分布的所述叉指电极(103)。

2.根据权利要求1所述的可调节静电容的压电衬底，其特征在于，所述压电层(102)厚度范围为0.5-1.4um。

3.根据权利要求1所述的可调节静电容的压电衬底，其特征在于，所述基底(101)采用单层基底。

4.根据权利要求1所述的可调节静电容的压电衬底，其特征在于，所述基底(101)采用多层基底。

5.根据权利要求4所述的可调节静电容的压电衬底，其特征在于，所述基底(101)包括高介电常数基底层(1011)和二氧化硅层(1012)，所述高介电常数基底层(1011)上连接有所述二氧化硅层(1012)，所述二氧化硅层(1012)连接所述压电层(102)。

6.根据权利要求5所述的可调节静电容的压电衬底，其特征在于，所述压电层(102)的下表面连接所述二氧化硅层(1012)的上表面。

7.根据权利要求1所述的可调节静电容的压电衬底，其特征在于，所述基底(101)采用高介电常数基底，所述基底(101)的介电常数≥40。

8.根据权利要求1所述的可调节静电容的压电衬底，其特征在于，所述基底(101)采用陶瓷基底，谐振器温漂系数趋于0。

9.一种谐振器，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的可调节静电容的压电衬底。

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