DE2346204A1

DE2346204A1 - Wandlerelektroden fuer filter oder verzoegerungsleitungen nach dem oberflaechenwellenprinzip

Info

Publication number: DE2346204A1
Application number: DE19732346204
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dipl Phys Kuny
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1973-09-13
Filing date: 1973-09-13
Publication date: 1975-03-27
Also published as: DE2346204B2; DE2346204C3

Description

TJ-IFNS AKTIENGESELLSCHAFT 8000 Hünopen 2, den 13. SER1973 Berlin und Muränen Wittel sbachor^latTS 2

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Wandlerelektroden für F: lter oder Verzö^eri.mgfO Ortungen nach dem Oberflächenwell e

Die Erfinfixing betrifft Wandlerelektroden für Filter oder

1 eitu.nff^n nach dem Oberfl fJcIieYu-relü pnprj nz.ip pi e^oel^ktrieohen Subst-rater», von?i die V&riälnr als gewichtete TnterdißitBlstrukturen, die IiI-¹T- F;rζeuf-iunυ einpr möpl.j chst ebenen Ifellenffont zii^ät^ü i oh? Β1:\ιηύ.ζ^Λ·η~ ken anfwe.i «en, aiⁱ..--.p'efiih3ⁱt sind.

Ans der US-PS 3 663 899 si^d War-dlrr-?! ektToden für Filifcr oder Verzögorungrlei.tunken nach dein Oberfläcb.f-'awein erpvi n- ?..ip auf piezoelektrischen Siibstrat.en bekannt, die al.^c> ^¹---wicht ate Tnterd.i gita¹ Strukturen r-ui-ge.fiibrt sind, das ])eii;t. die τ e.n^e der einzelnen Interdigital zinken ist f;emäß einer vorf';ep;ebenen ma thematisch en Funktion variiert. Kp hat sich jedoch beraupger.tellt, daß eine unerwünschte Krümmung eier Wellenfront ouftritt, die zu recht erheblichen Abweichungen vom theoretischer» tlbertragungpverhalten. führt. Di ev ist darauf zurückzufüVtren, daB d.i.e Zinken der VJandlerel'·]':·- trod.en infolge ihrer Masse, vor allem aber v;egen ihrer elektrischen T eitfähi gkeit, die Au.sbrsi. tuiirsgescbwindi v~ keit der elastischen Oberflächenv/ellen auf dem piezoelek-

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trisehen Substrat beeinflussen, ^ine Metallisierung der Substratoberfläche führt zu einer Verringerung der Oberfl äch env/e 11 enge s chwindi gke it.

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In der Zeitschrift "Philips technische Rundschau" (1971/7?), Seite 195, wird vorgeschlagen, zur Erzeugung einer geeigneten Verteilung der Quellenstnrken (Wichtung der Quellen) die Breite der die einzelnen Elemente bildenden Zinken zu variieren, da dadurch die Beugung stark reduziert werden könne. Dieses Verfahren i-st jedoch nur bei niedrigen Frequenzen angebracht.

Aus der Zeitschrift "TEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Februar 1972, Seiten 188 bis 192, ist es ferner bekannt, zur Kompensation der unterschiedlichen Ausbrei tungsgeschwindigkeiten Blindzinken einzuführen, die am Elektrodenrand mit den Machbarzinken galvanisch verbunden sind. Hierdurch vird jedoch insbesondere bei piezoelekfciri sehen Substraten mit hohen Kopplungsfaktoren, d.h. insbesondere bei Keramiksubstrat^n, die mit der elastischen Oberflächenwelle transportierte elektrische Ladungswolke kurzgeschlossen, was die Betriebsdämpfumr spürbar erhöht.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die letztgenannte Methode zur Erzeugung einer ebenen Wellenfront dahingehend zu verbessern, daß auch die Betriebsdempfung spürbar verringert wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Blindzinken keine galvanische Verbindung zu benachbarten Zinken oder zur Randmetallisierung besitzen und daß die den Blindzinken benachbarten Zinken durch einen leitenden Steg verbunden sind, der zwischen den einander zugewandten Enden des aktiven Teiizinkens und des zugehörigen restlichen Blindzinkens verläuft,

Damit ergeben sich die Vorteile, daß eine den Wandler entlanglaufende elastische Welle überall die gleichen Verhält-

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nasse bezüglich der Metallisierung vorfindet, daß aber andererseits die Blindzinken das jeweilige Potential der mit der elastischen Welle transportierten elektrischen Ladungswolke annehmen können, daß durch den leitenden Steg eine Anregung der Blindzinken infolge einer kapazitiven Spannimgs· teilung zv.^risehen dem in der Achse des Blindzinkens liegenden aktiven Zinken Und den zu ihm in A/2-Abstand parallellaufenden Nachbarzinken weitgehend herabgesetzt wird, daß die Zinkenbereiche sozusagen doppelt kontaktiert sind, was zu einer Verminderung der Störanfälligkeit der Wandlerstrukturen durch Unterbrechungen infolge von Ätzfehlern führt, und daß gleichzeitig das elektrische Streufeld an den Enden der aktiven Zinken besser begrenzt und damit die aktive Zinkenlänge genau definiert ist.

Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit zur Verringerung der kapazitiven Spannimgs te .llung zwischen den auf unterschiedlichem Potential liegenden aktiven Zinken über die Blindzinken besteht in der Unterteilung der Blindzinken in Teilzinken. Hierdurch werden gleichzeitig Störeinflüsse durch Kurzschlüsse zwischen benachbarten Zinken, die ebenfalls infolge von Ätzfehlern eintreten können, verringert.

Bei Wanderelektroden mit Phasenumkehr, wie sie z.B. auch in der oben genannten US-PS 3 663 899 beschrieben sind, werden in den gegenphasigen Teilzonen außerhalb des aktiven Überlappungsbereichs die Ladungswolken, die mit der elastischen Welle transportiert werden, ungünstig beeinflußt, wenn die Zinken geradlinig nach außen durchgeführt werden. Diese ungünstige Beeinflussung findet - wie oben bereits dargelegt dadurch statt, daß die mit der elastischen Welle transportierte elektrische Ladungswolke auf einen Wandlerzinken mit einer abweichenden elektrischen Polarität trifft. Während.

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dies im Überlappungsbereich der Wandlerzinken zur Erreichung einer bestimmten Übertragungscharakteristik erwünscht ist, führt es außerhalb des Überlappungsbereiches nur zu unerwünschten Störungen. Zur Behebung dieser Schwierigkeiten wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die aktiven Zinken mit der als Stromzuführung dienenden Randmetallisienmg nur j η regelmäßigen Abständen kontaktiert sind und daß die im Überlappungsbereich liegenden aktiven Zinkenteile der ge-· genphasigen Wandlerzone mit den Verbindungsstegen kontaktiert sind. Auch bei dieser Ausführungsform führt die Tatsache, daß die Verbindungsstege, die zur Kontaktierung der im Überlappungsbereich liegenden Zinkenteile dienen, die Verbindung nach rechts und links zu den jeweils benachbarten gleichgepolten Zinken herstellen, zu einer Verringerung von Störeinflüssen durch Kurzschlüsse oder durch Unterbrechungen infolge von Ä'tzfehlern.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden.

Die Figur zeigt einen Ausschnitt aus einer erfindungsgemäß ausgebildeten Wandlerelektrode. Man erkennt eine erste Wandlerzone A ohne Phasenumkehr sowie eine zweite Zone B mit Phasenumkehr. In der Zone A erkennt man die als Stromzuführung zu den Zinken 2 dienenden Randmetallisierungen 3. Je zwei gleichpolig erregte Zinken 2 sind durch einen schmalen Steg 4 verbunden. Dieser Steg U liegt zwischen den einander zugekehrten Enden eines verkürzten Wandlerzinkens 2 und eines Blindzinken 1. Die Blindzinken 1 können dabei als mehrere Teilzinken 11 und 12 ausgeführt werden.

Bei' Betrachtung der zweiten Wandlerzone B sieht der Fachmann sofort, daß die Kontaktierung zwischen der Randmetal-

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lisierung 3 und den aktiven Zinken 2 in regelmäßigen Abständen erfolgt, obwohl zur Erzielung einer Phasenumkehrung eine Verschiebung der Kontaktstellen um 1/4 Wellenlänge nötig wäre, wie es z.B. in der obengenannten US-Patentschrift sehr deutlich zu erkennen ist. Diese regelmäßige Kontaktierung auch im Bereich der Phasenurakehrung ist bei der erfindungsgemäßen Wandlerstruktur dadurch möglich, daß die Phasenumkehr nur durch die im Überlappungsbereich liegenden aktiven Zinkenteile 5-erzeugt wird, die über die leitenden Stege 4 mit den Zinken 2 und damit mit der Randmetallisierung 3 verbunden sind. Bei dieser Ausführungsform ist es nicht nötig, daß die Stege 4 von den Zinkenteilen 5 ausgehend zu beiden benachbarten, gleichnamig erregten Zinken 2 führen. Diese doppelte Kontaktierung führt jedoch zu einer erhöhten Sicherheit.

Die im erfindungsgemäßen Wandler erzeugte Wellenfront 6 ist eben und als strichpunktierte Linie angedeutet.

3 Patentansprüche
1 Figur

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Claims

Patentansprüche

Wandlerelektroden für Filter oder Verzögerungslei tungen nach dem Oberflächenwellenprinzip auf piezoelektrischen Substraten, wobei, die Wandler als gewichtete Tnterdigitalstrukturen, die zur Erzeugung einer möglichst ebenen Wellenfront zusätzliche Blindzinken aufweisen, ausgeführt sind, dadurch g e k e η η ζ e i ch η e t, daß dje Blindzinken M) keine galvanische Verbindung zu benachbarten Zinken (2) odor zur Randme⁺allisierung (3) besitzen und daß die den Rlindzinken M) benachbarten Zinken (2) durch euitn leitenden Steg (^) verbunden sind, der zwischen clen einander zugewandten Enden des aktiven TeJ1zinkens (2) und des zugehörigen, restlich°n Blindz i nkens (1) ver]auft.
2) Wandlerelektroden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blindzinken M) als mehrfache Teilz:.?·'·:^ον (11,12) ausgeführt sind.
3) Vandlerelektroden nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auch bei Elektroden mit Phasenumkehr die aktiven Zinken (2) mit der als Stromzuführung dienenden Randmetallisierung (3) nur in regelmäßigen Abständen kontaktiert sind und daß die im Überlappungsbereich liegenden aktiven Zinkenteile (f3) der gegenphas.i gen Wandlerzonen (B) mit den Verbindungsstegen (Ό kontaktiert sind.

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