DD278902A1

DD278902A1 - Verfahren zum frequenzabgleich vnn akustischen oberflaechenwellen-resonatoren

Info

Publication number: DD278902A1
Application number: DD32401188A
Authority: DD
Inventors: Ralf Strehl
Original assignee: Elektronische Bauelemente Veb
Priority date: 1988-12-27
Filing date: 1988-12-27
Publication date: 1990-05-16

Abstract

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zum Frequenzabgleich von Akustischen Oberflaechenwellen-Resonatoren. Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines speziellen elektronischen Bauelementes beschrieben. Das Verfahren ermoeglicht das Abstimmen der Resonanzfrequenz von mikroakustischen Resonatoren. Auf der Oberflaeche eines Substrates erzeugen Wandler, insbesondere Interdigitalwandler, Oberflaechenwellen, die von Reflektoren zurueckgeworfen werden. Die Reflektoren bestehen aus einer Vielzahl von metallischen Reflektorstreifen. Im Verlaufe des Verfahrens werden die Reflektorstreifen durch Verbindungsstreifen ueberbrueckt. Dieses erfolgt durch Bedampfen im Hochvakuum. Durch Vergroessern der Schichtdicke wird die Resonanzfrequenz bis zum Erreichen des Sollwertes veraendert.

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Elektrotechnik/Elektronik. Es wird ein spezielles Verfahren zur Hei stellung von elektronischen Bauelementen, die akustische Oberflächenwellen ausbilden, beschrieben. Insbesondere handelt es sich hier um die Feineinstellung der Resonanzfrequenz von „Akustischen Oberflächenwellen-Resonatoren" (AOW-Resonatoren) auf Quarzbasis.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

AOW-Resonatoren besitzen auf einem Substrat, das zumindest teilweise an seiner Oberfläche piezoelektronische Eigenschaften aufweist, Interdigital-Wandler (IDW) und Reflektoranordnungen (R). Diese Bauelemente weisen Resonanzfrequenzen zwischen 150MHz und 1,5GHz auf. Die Resonanzfrequenzen weisen hohe Genauigkeit und Stabilität hinsichtlich Alterung im Betriebstemperaturbereich auf. Um die Resonanzfrequenz genau einstellen zu können, sind Verfahren zum Feinabgleich notwendig, da ansonsten nur ein sehr geringer Anteil der hergestellten AOW-Resonatoren Resonanzfrequenzen aufweist, die innerhalb der geforderten Frequenztoleranz liegen. Die geringe technologische Ausbeute führt dann zu hohen Bauelementepreisen.

Die Beeinflussung der Resonanzfrequenz ist durch äußere Beschallung des Bauelements, d. h. insbesondere durch flexible Anpassung des Eingangs- und Ausgangs-IDW bzw. eines dazwischenbefindlichen zusätzlichen IDW (Peter S.Cross, Electronically variable surfaeeware velocity ...,Applied Physics Letters, Vol.28, No1,1 January 1976) möglich. Derartige Netzwerke benötigen jedoch Plstz auf der Leiterplatte und müssen abgeglichen werden. Hierdurch entsteht zusätzlicher Aufwand bei der Herstellung von elektronischen Geräten sowie bei der Prüfung der hergestellten AOW-Resonatoren.

Die PS-JP 61-281611 (A) beschreibt die Feineichung der Resonanzfrequenz eines AOWResonators mittels eines Schneiders, wobei bei einem Reflektorsystem aus verbundenen Reflektorstreifen eine größere Anzahl von Verbindungen aufgetrennt wird. Die Verbindungsstreifen besitzen hierzu eine Neigung gegenüber der Schnittlinie, während der Schnitt in Wellenausbreitungsrichtung erfolgt. Dieses Verfahren ist zu ungenau und kann zu Beschädigungen des Bauelementes führen. Beim Feinabgleich auf Resonanzfrequenz mittels Auftragsverfahren wird das ganzflächige Aufbringen eines dielektrischen Filmes praktiziert. Die Patentanschriften JP 61-274506, JP 61-63103, JP 59-94910 und 59-188221 beschreiben derartige Verfahren. Es ist auch bekannt, durch Einwirkung eines Strahlungsenergiestrahls Material auf einem engbegrenzten Bereich der wellenübertragenden Oberfläche des Substrats aufzubringen (PS-DE 3743592). Hierbei werden meist die Erzeugung und Ausbreitung der Oberflächenwelle wesentlich behindert. Das führt zu verminderten Güten der Bauelemente, und außerdem wurde eine Verschlechterung der Stabilität der Resonanzfrequenz bei Temperaturänderungen beobachtet.

Ziel der Erfindung

Es sind eine Verbesserung der technischen Parameter von AOW-Resonatoren und eine erhöhung der Ausbeute bei der Herstellung derselben zu erreichen. Hierzu ist ein effektives Feinabgleichverfahren zu schaffen

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Feinabgleichverf&hrens für Reflektoren, die aus elektrisch leitenden, insbesondere metallischen Reflektorstreifen bestehen. Dabei sollte die Veränderung weitestgehend so erfolgen, daß alle Reflektorstreifen gleichzeitig in ähnlicher Weise beeinflußt werden. Durch den Feinabgleich dürfen keine Schäden am Bauelement entstehen, die Temperaturstabilität muß leicht steuerbar sein.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Auftragsverfahren, insbesondere ein Hochvakuum-Aufdampfverfahren, gelöst, bei dem die üblicherweise unverbundenen Reflektorstreifen durch mehrere schmale Verbindungsstreifen, deren Schichtdicke langsam zunimmt, verbunden werden. Die Änderung der Resonanzfrequenz wird hierbei ständig meßtechnisch erfaßt und zur Steuerung der Bsdampfung genutzt.

Die auf die Reflektorstreifen aufgebrachten Verbindungsstreifen bestehen zweckmäßigerweise aus keinem Material mit guter Leitfähigkeit, damit d^:e elektrische Verbindung zwischen den einzelnen Reflektorstreifen zunächst einen recht großen Widerstand aufweist. Des weiteren ist es möglich, zur Verbesserung der Steuerbarkeit des Verfahrens, die Streifenbreite der Reflektorstreifen in dem Verbindungsbereich zu vermindern. Dadurch vergrößert sich gleichzeitig die Lücke zwischen den Reflektorstreifen, und der Widerstand der realisierten Verbindung wird vergrößert.

Versuche zeigen, daß es unproblematisch ist, die Reflektorstreifen wesentlich länger auszuführen als es bisher üblich war und daß es hierdurch möglich ist, ein zuve lässig arbeitendes Feinabgleichverfahren aufzubauen, welches nicht direkt in die Ausbreitungsfläche der Oberflächenwelle einwirkt. Der Einsatz von Materialien wie z. B. Chrom oder Titan für den Bedampfungsprozoß ermöglir^t die Realisierung eines einfachen und zuverlässig arbeitenden Feinabgleichverfahrens. Das Feinabgleichverfahren arbeitet unter Hochvakuumoedingungen, wodurch bekanntlich eine hohe Zuverlässigkeit erreicht wird.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von zwei Figuren beschrieben.

Die Figur 1 zeigt das beschichtete AOW-Resonatorsubstrat nach Anwendung des Feinabgleichverfahrens. Die Figur 2 stellt ein Detail von Figur 1 dar und ist vergrößert gezeichnet.

Auf einem Quarzsubstrat 1 befinden sich Interdigitalwandler 2,3 uiid Reflektorsysteme 7,8. Die Interdigitalwandler 2,3 bestehen aus den Wandlerelektroden 4,5 und 6. Die Wandlerelektrode 4 wird beim Betrieb des AOW-Resonators an Masse angeschlossen, während die Wandlerelektrode 5 zum Einkoppeln der Eingangsspannung und die Wandlerelektrode 6 zum Auskoppeln der Ausgangsspannung dienen. D<e Reflektorsysteme 7, 8 setzen sich aus den Reflektorstreifen 9,10,11 und den Verbindungsstreifen 12,13,14,15 bzw. 16,17,18,19 zusammen. Die Reflektorstreifen 9,10,11 besitzen unterschiedliche Längen.

Die meisten Reflektorstreifer sind kurze Reflektorstreifen 9. Jeder zwanzigste Reflektorstreifen ist vom Typ mittlerer Reflektorstreifen 10. Der erste und letzte Reflektorstreifen eines jeden Reflektorsystems 7,8 ist ein langer Reflektorstreifen 11.

Zum Verbindon der unterschiedlich langen Reflektorstreifsn 9,10,11 dienen Paare von Verbindungsstrsifen 12 und 16,13 und 17,14 und 18,15 und 19.

Das Verfahren läuft nun folgendermaßen ab:

Die Resonanzfrequenz des AOW-Resonantors wird ermittelt, und die Abweichung (Differenz) zur Sollfrequenz wird errechnet.

Der AOW-Resonator befindet sich hierzu in einem Bedampfungssystem, welches zugleich den Resonator halted, mit einem Msskensystem abdeckt, ein Blendensystem aufweist (zur Steuerung der fiezielten Bedampfung der Verbindungsstreifenpaare), inn mit Kontaktklemmen kontaktiert (zur Einspeisung der Eingangsspannung und Abnahme der Ausgangsspannung) und einen gesteuerten oder mehrere gesteuerte Verdampfer besitzt.

Bei großen Differenzen zur Sollfrequenz erfolgt nun die Aufdampfung der Verbindungsstreifen 14 und 18. Dann werden die Verbindungsstreifen 15 und 19 aufgebracht, später die Verbindungsstreifen 13 und 17. Die Verbindungsstreifen 12 und 16 werden erst aufgedampft, wenn noch eine geringe Differenz zur Sollfrequenz besteht.

Nachdem der Virdampferstrom zuvor schon vermindert wurde, erfolgt nun das endgültige Abschalten des Verdampfers.

Claims

1. Verfahren zum Frequenzabgleich von akustischen Oberflächen-Wellen-Resonatoren, bestehend aus Interdigitalwandlern, angeordnet zwischen Reflektorsystemen aus einer großen Anzahl metallischer Reflektorstreifen, durch Veränderung der Reflektorsysteme mittels eines Hochvakuum-Aufdampfverfahrens, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitenden Reflektorstreifen (9,10,11) durch gleichartige oder elektrisch schlechter leitende Verbindungsstreifen (12 bis 19) überbrückt werden, wobei die Verbindungsstreifen im rechten Winkel zu den Reflektorstreifen liegen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstreifen parallel zueinander liegen und zahlenmäßig abhängig von der zu erreichenden Resonanzfrequenz auf die metallischen Reflektorstreifen eines Reflektorsystems aufgebracht werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei großen Frequenzdifferenzen zwischen dem vor der Berhmpfung gemessenen Resonanzfrequenzwert und der zu erreichenden Resonanzfrequenz zuerst u,^ Verbindungsstreifen (14 bis 18), dann die Verbir.dungsstreifen (15 bis 19), dann die Verbindungsstreifen (13 und 17) und schließlich die Verbindungsstreifen (12 bis 16) aufgebracht werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgebrachten Verbindungsstreifen eine geringe Schichtb.eite und eine geringe Schichtdicke aufweisen.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis4,dadurchgekennzeichnet, daß die Reflektorstreifen an den Stellen, wo sie durch die Verbindungsstreifen miteinander verbunden werden sollen, eine verminderte Streifenbreite aufweisen und als Kontaktierungsansätze eine Länge besitzen, die mindestens einhundertmal größer als ihre Breite ist.

6. Verfahrennach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstreifen zueinander mehrfach größere Abstände aufweisen als ihre Streifenbreite beträgt und daß die Reflektorstreifen auch in den Zwischenräumen zwischen den Verbindungsstreifen zumindest auf einer Seite des Reflektorsystems eine verminderte Streifenbreite aufweisen.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufdampfung der Verbindungsstreifen mit einem Material erfolgt, das sich vom Material der Reflektorstreifen unterscheidet.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdampfungsmaterial für die Reflektorstreifen bevorzugt aus Aluminium und für die Verbindungsstreifen aus Chrom oder Titan besteht.