TW449966B - Surface acoustic wave device - Google Patents

Description

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4^9 9 6 6 A7 ____B7 五、發明說明（/ ) 本發明之背景 1. 本發明之領域 本發明有關於一種表面聲波元件，而更特別的是，有 關一種產生用於高頻共振器與高頻濾波器中的BGS波之表 面聲波元件。 2. 習知技術之說明 表面聲波元件通常由一個具有壓電特性的基質(“壓電 基質”)以及一對具有多數個電極指狀物的梳狀電極所組成 ，其電極係設置於基質上，致使其電極指狀物彼此相互指 狀組合。當電氣信號應用於指狀組合的電能轉換器時，貝(1 如此的表面聲波元件便會產生一種表面聲波。 當作表面聲波之瑞立(Rayleigh)波乃是眾所周知的，而 同樣也已經有使用BGS波（Bleustein-Gulyaev-Shimizu波或 壓電表面切變波)以及拉福(Love)波了。 在這些表面聲波中，經由壓電基質的材料性質以及指 狀組合的能量轉送器，可槪略地決定其共振頻率以及電氣 與機械特性，諸如電氣或機械的品質因數”Q”以及機電耦合 因數”k”。如此的表面聲波可以用於高頻共振器以及高頻濾 波器之中。 格來說乃是一種具有彈虛Μ表JS聲波^其 於基質表面f近，傳播所集中的能量。沿著等向性基質 上的表面所傳播之表面聲波有兩種成份；一個 在波前進方向上的成份、以及一個在基質厚度方向上的成 份。在等向性的基質中，這種波沒有相應於橫波的表面聲 3 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .¾ 訂-----,----線_

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公笼） Δ7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 49 9 6 6 五、發明說明（y) 波(一種SH波或水平極化的切變波）’只具有垂直於波的傳 播方向以及平行於基質表面的成份。 然而，由於壓電基質乃是逆等向性的’因此其能夠以 表面附近所集中的能量，來傳播SH波(包含虛擬的SH波) 。這種表面聲波則稱爲BGS波。由於BGS波乃是藉由壓電 基質的邊緣，而以波的傳播方向所完全反射的，因此並不 需要配置於基質上的反射元件（反射器），如同在表面聲波 元件中所傳播的瑞立波。因此，BGS波超越瑞立波所具有 的優點乃是表面聲波元件的小型化。 然而，由於阻抗比Za/Zr相較爲小，因此當製造窄頻 帶的濾波器時，使用具有小機電耦合因數’k”的基質之BGS 波並不能夠實現足夠的濾波特性；其中的Za/Zr爲逆共振 頻率下的阻抗Za與共振頻率下的阻抗Zr之比率。另一方 面，雖然阻抗比Za/Zr大到能夠設置寬頻帶的濾波器，然 而使用具有大機電耦合因數”k”的基質之BGS波對外部的 環境而言，卻具有相當低的電阻値。 此外，希望能夠選擇製作壓電基質所使用的壓電材質 ，藉以增加與製作表面聲波元件有關的設計之選擇。 本發明之槪要 爲了克服以上所說明的問題，本發明的較佳實施例提 出一種表面聲波元件，其實現大的阻抗比、對外部環境而 言的高電阻値、並且增加選擇製作壓電基質所使用的材質 之自由度，而其中的壓電基質則是在此所合倂的。 根據本發明的較佳實施例，在產生BGS波的表面聲波 4 本紙張又度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 言 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 449 9 6 6 A7 ________D7_______ 五、發明說明（j ) 元件中，壓電基質包含一個壓電多晶體以及一個設置於壓 電基質表面上的指狀組合之傳感器，其中的表面聲波元件 至少包含設置於躍電基質表面上的兩個層，其兩個層在垂 直於設有指狀組合傳感器的壓電基質表面上之方向，具有 不同的電氣特性與機械特性，致使在表面上的表面聲波能 量集中之程度受到控制。 由於這種新穎的設置以及架構，因而解決了在基質表 面上由波集中程度所引起的問題。 例如，當使用具有小機電耦合因數”k”的壓電基質時， 則本發明較佳的實施例便能夠解決其中所發生的一個問題 。在如此的範例中，降低表面上的表面聲波能量集中之程 度’可藉以減小阻抗比。當使用具有小機電耦合因數”k”的 壓電基質，並由於過量的表面聲波能量集中在基質表面上 ，而導致降低抗潮濕的能力時，則解決所發生的另一個問 題。 再者，根據本發明的較佳實施例，藉由製造以上所說 明之壓電基質的多層架構或漸層架構，則能夠以低成本而 較爲容易地製造所需要的表面聲波元件；其中的基質較佳 地爲陶瓷所製。 爲了闡述本發明，而在附圖中顯示目前較佳的數種型 式以及實施例，然而，所要了解的是，本發明並不受限於 附圖所示的精確配置以及手段。 附圖之簡略說明 圖1爲一個附圖，其顯示根據本發明的較佳實施例所 5 本紙張尺度適用t囤國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) tM· 線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 449966 A7 ____B7_ 五、發明說明（^) 製造以及所評估的範例樣本之程序。 圖2A至2F爲壓電基質的剖面槪示圖，其顯示根據本 發明的較佳實施例樣本之壓電基質架構。 圖3A爲一個剖面槪示圖，闡述由圖2A所示的堆疊層 所定義的壓電基質架構，而圖3B則顯示在圖2A所示的基 質中，機電耦合因數”k”的深度之輪廓。 圖4A爲一個剖面槪示圖，闡述由圖2E所示的堆疊層 所定義之壓電基質架構，而圖4B則顯示在圖4A所示的基 質中，機電耦合因數”k”的深度之輪廓。 圖5爲一個瞰視圖，其顯示本發明較佳實施例的一個 範例。 圖6爲一個座標圖，其顯示在基質表面附近的BGS波 能量分佈之結果，其基質則是用於本發明較佳實施例的各 種範例樣本，而結果則是藉由使用有限元件方法(FEM)模擬 所得到的。. 圖7爲一個座標圖，其顯示在基質表面附近的BGS波 能量分佈之結果，其基質則是用於本發明較佳實施例的其 它範例樣本，而結果則是藉由使用有限元件方法(FEM)模擬 所得到的。 元件符號說明 ----------------訂---------線 《請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A 壓電陶瓷層 B 壓電陶瓷層 C 壓電陶瓷層 A B 中間層 6 衣紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x297公釐〉 449 9 6 6 A7 ________B7____ 五、發明說明（f) B C 中間層 較佳實施例之細節說明 本發明的發明者硏究以上所說明的有關使用BGS波之 傳統表面聲波元件之問題。發明者發現在表面上波能量集 中的程度’而促成了以上所說明的問題。知悉BGS波相較 於瑞立波’具有較低的波能量集中於基質的表面上。在基 質的表面上，BGS波能量集中的程度大致是由壓電基質的 機電因數”k”以及介電常數”ε”所決定的。當電極設置於壓 電基質的表面上時，其機電因數”k”乃是顯著的，致使根據 機電因數”k”的增加而增加在基質的表面上BGS波能量集 中之程度乃是顯而易見。. 因此，當使用具有小機電因數”k”的壓電基質時，在基 質的表面上BGS波能量集中的程度則降低，致使其能量分 佈於壓電基質的厚度方向之某範圍內。於壓電基質中，其 表面的集中程度乃是導致波損失的一個因數。因此，將這 種波的損失視爲以上所敘述的阻抗降低之主要來源。 有鑑於此一問題，即使是使用具有小機電因數”k”的壓 電基質，當能夠將BGS波的能量集中於其表面附近時，便 能夠避免其阻抗比的降低。本發明的發明者甚至已經發現 藉由集中基質附近的BGS波之能量，則能夠藉由較小的阻 抗比之表面聲波元件來形成具有較大的阻抗比之表面聲波 元件，而集中基質附近的BGS波之能量則是藉由降低只有 在基質附近的機電因數”k”，以及藉由設置壓電介質，致使 在壓電基質的厚度方向上，以多層的架構或漸層的架構， 7 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 449 9 6 6 A7 __B7_ 五、發明說明（6) 來設置具有不同機電因數的壓電介質’而在其厚度方向 上具有較大的機電因數”k”。 I.----Ί------i i— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 另一方面，當使用具有大機電因數”k”的壓電基質時， 則會有降低抗環境的問題產生，特別是抗潮濕的問題，而 使得增加因防潮測試所引起的頻率改變。此一問題起因於 具有大機電因數”k”的壓電基質，如同以上所說明的，在其 基質上具有大的BGS波能量集中之程度，致使表面聲波只 在基質表面附近傳播，此主要則是相應於濕度以及大氣溫 度所引起的惡化效應。因此，相對於以上所敘述的範例， 藉由設置只在基質表面附近具有大機電因數” k”的壓電介質 ，以及在厚度方向上與其表面隔開的部份中，設置較小的 機電因數”k”的壓電介質，致使過量的BGS波能量之集中 能夠最小化，以便能夠提供具有優良的抗潮濕能力之大機 電因數” k”之表面聲波元件。 線. 在這些架構中，較適宜的是，以逐步的方式或逐漸與 持續地以壓電基質的厚度方向，來改變機電耦合因數k。 這是因爲機電耦合因數k突然的改變會導致BGS波的反射 或衰減，致使在BGS波的傳播上的不良的逆效應。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 爲了這個目的，發明者已經發現能夠適當地使用由堆 疊多數個具有不同成份的壓電陶瓷薄板，以及由烘烤其薄 板堆疊層所製造的壓電基質。當堆疊以及烘烤一對具有不 同成份的壓電陶瓷薄板時，由於熱的散佈效應，而在其壓 電陶瓷薄板對之間的分界上，形成一個中間層。其中間層 具有居中的成份以及物理特性，而其特性則是在壓電陶瓷

S 本紙張尺廑適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x297公釐） 4 4 9 9 6 6 A7 B7 玉、發明說明（/) 薄板對的特性之間。因此，能夠以逐步的方式，改變在壓 電陶瓷薄板對之間的分界上之機電耦合因數。同樣也能夠 在中間層內以厚度方向，逐漸地改變其成份。如此則進一 步地確定機電耦合因數均勻並且持續地改變。從此一觀點 中，用於本發明較佳實施例的表面聲波元件之壓電基質， 較佳地包含至少三個壓電陶瓷層，而其陶瓷層則包含一個 的中間層。 藉由控制在基質表面上表面聲波能量集中的程度，則 能夠盡其地改進其特性之發現，乃是相當新鮮且新穎的。 雖然已知以及揭示一種其中連結多數個的壓電單晶體薄板 藉以形成一種合成的基質之架構，諸如日本未審查專利公 告第9-208399號’然而如此的傳統技術主要乃是藉由保持 良好的多晶體以及結合能力，來改善表面聲波元件的特性 。這些傳統的技術並不建議控制表面聲波能量集中的程度 。此外，由於傳統的技術，每一層皆需要構成一種具有高 結晶特性的合成基質，因此在每個分界上的物理特性之改 變必定是突然而急遽的。這些傳統的特點完全不同於本發 明較佳實施例的特點。 本發明的較佳實施例乃是針對在基質表面上表面聲波 集中的程度之控制’並且藉以實現所改進的特性，此即是 本發明較佳實施例主要的效用。這些優秀而有利的效果乃 是藉由形成一種壓電多晶體材質來實現的；使用具有已增 加材質易曲性以及同樣具有優良的可用性之壓電多晶體材 質’藉以得到一種多層架構或漸層架構，而其中已增加材 9 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4蜆格（21〇 X 297公发） (請先閱讀背面之法意事項再填寫本頁) --------訂---------線- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 449966 A7 ______B7_ 五、發明說明（(f) 質易曲性之壓電多晶體材質則是要設置於多層架構或漸層 架構之中的。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 因此，根據本發明的較佳實施例，用來產生栢應於電 氣信號的表面聲波之表面聲波元件包含一個定義壓電基質 的壓電多晶體，而其電氣信號則是要供給傳感器的，傳感 器具有設置於壓電基質表面上的交叉之指狀組合電極，且 其中的壓電多晶體則至少包含具有不同電氣特性以及機械 特性的兩個層，其兩個層實質地垂直於設有交叉的指狀組 合電極傳感器於其上的表面。 在根據本發明較佳實施例的表面聲波元件中，可以藉 由設置材質來形成其壓電基質，致使其電氣特性以及機械 特性乃是漸層的。 在根據本發明較佳實施例的表面聲波元件中，BGS波 可以用來充當表面聲波。 •線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在根據本發明較佳實施例的表面聲波元件中，可以藉 由燒結由薄片板所組成的混合物來形成其壓電基質，其中 由薄片板所組成的混合物則是較佳地藉由至少兩片壓電陶 瓷材質的薄板所組成的，而每一片薄板的材質則具有不同 的成份。 在根據本發明較佳實施例的表面聲波元件中，可以將 薄片板的一部份熱擴散爲一種相鄰接的薄片板，藉以形成 其壓電基質，而致使其電氣特性以及機械特性乃是漸層的 〇 於此之後，參照附圖，更爲詳細地說明本發明的較佳 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公楚） 449 96 6 __________B7______ 五、發明說明（I) 實施例。 I----1------Q·! (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在本發明較佳實施例的範例中之準備以及評估的程序 闡述於圖1°其細節將說明於下。 分別考慮原料 Pb3〇4、Zr〇2、Ti〇2、MnCCb、NiO、 以及Nb:〇5的份量，藉以得到由表1中的合成公式所定義 的壓電陶瓷混合物”A”、”B”、和”C”，並且以4至32小時 的時間，藉由一種球狀的硏磨機，將每一種混合物混和以 及磨成粉狀。 表1 成份名稱 混合公式 懕電陶瓷混合物” Pbi.〇( Μη"3 Nb 2Π) 〇.〇6Ζπμ3 Ti 〇,5i〇3 壓電陶瓷混合物” B” Pb ι.〇( Μ η 1/3 Nb2/3)〇.i〇 Zr〇.4iTi〇.49〇3 壓電陶瓷混合物” C” Pbi.〇(Nii/fiMni/6Nb 2/3) 〇.i〇Zr〇.43Ti〇.47〇3 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 然後，在大約800UC至900°C的溫度下脫水、乾燥、 以及鍛燒2個小時之後，及在混合或增加3至10%重的接 合料、擴散 '以及使用變形劑之後，將所得到的粉末硏磨 8至16個小時，藉以調製成泥狀物’並且使用一種刮刀方 法，藉以形成或製成厚度大約爲50μιη至150μπι的陶瓷薄 片板。 根據圖2Α至2F所指示的每一個狀態’來堆疊分別由 壓電陶瓷混合物”A”、”Β”、和”C”所製成的薄片板”Α”、 ”Β”、和”C”，致使所得到的組件每一個皆在大約1100°c至 大約1250°C的溫度下’烘燒大約1小時至大約3小時左右 。藉由#800至#8000的碾磨作用，將所得到的供乾之主要 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 449966 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（ie) 表面鏡面加工潤飾，藉以形成一個具有大約ΙΟμιη至大約 ΙΟΟμιη厚度的第一表面層以及具有大約300μιη至大約 700μιη的總組件厚度之壓電基質。 藉由銀汽化沈澱電極，將梳狀的極化電極形成於每一 個壓電基質的兩個主要表面上，並且於壓電機座上執行極 化處理，致使極化的方向平行於壓電機座表面的方向。藉 由在大約60°C至大約120°C的油料中，提供大約2.0kV/mm 至4.0k;V/rinn左右的電場，大約30至大約60分鐘，來執行 其極化作用。之後，則藉由蝕刻液體將銀汽化沈澱電極移 除，藉以獲得完成極化的壓電基質。圖3A以及4A槪要地 呈現一種藉由堆疊如圖2A和2E所示的層、以及烘燒所堆 疊的層所定義的壓電基質之架構。如同在這些圖形中所示 的，一個中間層AB以及一個中間層BC分別形成於壓電陶 瓷層A和B之間以及壓電陶瓷層B和C之間。圖3B以及 4B槪要地呈現在這些基質中的機電耦合因數k之深度輪廓 。經由這些圖形顯而易見的是，中間層AB以及/或者BC 的構造致使機電耦合因數k以逐步的方式改變。同樣地， 中間If AB或耦合因數k之改變 心部份至面對壓電陶瓷層A、B或C的側邊，同樣也會是 漸進的。可以藉由調整烘燒的條件來改變中間層的厚度。 由於如此的特點，而能夠以多重逐步的方式來改變機電耦 合因數k，致使在厚度方向的變化圓滑均勻。 再者，經由傳統的處理程序，藉由一種濺射汽化沈澱 的方式，將一層鋁質的電極薄片形成於上述的壓電基質2 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） L---------------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) tSJ' -線· 449 9 6 6 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 五、發明說明（Μ) 之一個主要表面上，並且之後則藉由使用光照平版印刷技 術來製作鋁質薄片的圖樣，致使形成包含一對梳狀電極的 指狀組合傳感器3。在此一範例中，以實質垂直於以上所 說明的梳狀電極之方向，來從事指狀組合的傳感器3之設 置以及定向。在圖2Α至2F所形成的每一個壓電基質中， 藉由將其壓電基質切爲晶片組件，來設計圖5所示的表面 聲波元件1(一個樣本）。 每一個表面聲波元件皆固定於一個具有電極終端的模 架上，並且連接到其電極終端，藉以使用阻抗分析儀來評 估其特性。所評估的項目則是在反共振點和共振點下的阻 抗比Za/Zi:、BGS波的機電耦合因數”Kks”、其機械品質因 數”Qm_”、以及偏移fr/樣本處於濕氣中前後的共振頻率 之fr。將其結果摘要於表2之中。 表2 樣本 架構 Kbgs(%) Za/Zr(dB) Qm bgs fr/fr (%) A-1 圖2Α 22.5 46 940 0.12 A-2 圖2Β 22.0 45 910 0.12 35 650 0.11 C-1 圖2D 47.0 50 870 0.25 C-2 圖2E 46.5 50 850 0.22 C-3* 圖2F 48.5 53 870 0.52 在表2中：樣本A-1爲包含具有圖2A所示的多層架 構之壓電基質樣本；樣本A-2爲包含具有圖2B所示的架構 之壓電基質樣本；樣本A-3爲包含具有圖2C所示的單層架 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 449 9 6 6 _________B7_ 五、發明說明（/之） 構之壓電基質樣本；樣本C-1爲包含具有圖2D所示的多層 架構之壓電基質樣本；樣本C-2爲包含具有圖2E所示的架 構之壓電基質樣本；樣本C-3爲包含具有圖2F所示的單層 架構之壓電基質樣本；而具有外加的記號之樣本A-3和 C-3乃是在本發明的觀點以外用來比較的範例。此外，其 相同於圖6和7的圖示。 在表2中，fr/fr(%)指示將樣本置於常溫以及環境溫度 6〇°(：與濕度95%R_H.的濕度室中MOOO小時之後，共振頻率 fr在防潮測試下的變化速率。 再者，藉由使用有限組件方法(FEM)的模擬’而得到 每一個表面聲波元件樣本的表面附近的BGS波能量之分佈 。其結果顯示於圖6和7中。 當表2之中的樣本A-1、A-2和A-3彼此相比較時，儘 管每一個樣本的機電耦合因數” KBCS”相當地小並且槪略地 具有大約20%的數値，然而根據本發明的較佳實施例’在 與比較樣本的樣本A-3相比較之樣本A-1和A-2中’其阻 抗比Za/Zr並不低於45dB，而能夠察知在本發明的較佳實 施例中，得到可以形成出色的濾波器之阻抗比Za/Zr。 從如圖6所示的模擬結果，可知在根據本發明的較佳 實施例之樣本A-Ι和A-2中’相較於比較樣本的樣本A，3 ，其BGS波的能量乃是集中於基質表面的附近。在表面聲 波元件中，如此則顯示：藉由只降低在表面附近的機電耦 合因數”k”，以及藉由在厚度方向上安排具有較大機電耦合 因數”k”的壓電介質，則其BGS波的能量便能夠集中於表 14 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------— C (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂： --線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 449966 A7 ____B7_______ 五、發明說明（ί>) 面附近；而其方式乃是藉由在多層架構中或在漸層架構中 ，於壓電基質的厚度方向上，安排具有不同機電耦合因數 ”k”的壓電介質。所以，即使是在具有小機電耦合因數”k” 的表面聲波元件之中，仍然能夠避免並且最小化在壓電基 質中因波集中於表面上的程度降低所導致的波之損失，而 可藉以提供一種具有相當小的阻抗比降低之表面聲波元件 〇 在下一個範例中，當表2之中的樣本C-l、C-2和C-3 彼此相比較時，儘管每一個樣本的機電耦合因數”KBCS”相 當地大並且不低於45%，然而在根據比較樣本的本發明較 佳實施例之樣本C-1和C-2中，則能夠察知：在防潮測試 1000小時之後的共振頻率之偏移能夠降低至比樣本C-3的 一半還小。 從圖7所示的模擬結果，可知在根據本發明的較佳實 施例之樣本C-1和C-2中，與比較樣本C-3相較之下’在 表面上BGS波能量過度的集中受到抑制。 當使用具有大機電耦合因數”k”的壓電基質時’則其抗 氣溫的能力，特別是抗潮濕的能力便會降低’致使增加因 防潮測試所引起的頻率改變之問題起因於：具有大機電耦 合因數”k”的壓電基質在其表面上，如同以上所說明的’擁 有大的BGS波之集中程度，致使波只在表面的附近傳播’ 而其效應主要乃是相應於因濕度以及氣溫所引起的退化效 應。因此，如同以上所說明的，藉由只在基質表面附近安 排具有大機電耦合因數”k”的壓電介質，以及藉由在其厚度 15 • I----1 I---------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x 297公釐） 449966 五、發明說明（〖%) 方向上安排具有較小的機電耦合因數”k”之壓電介質，來避 免過量的BGS波能量集中於基質表面，則能夠形成具有極 佳防潮能力的大機電親合因數”k”之表面聲波元件。 儘管在以上所說明的範例中，壓電機座較佳地包含— 個由熱擴散所形成的中間層，然而其壓電基質可以具有一 種至少三個壓電層堆疊於其中的架構，致使機械或電氣特 性逐漸地或以逐步的方式變化。換言之，本發明的較佳實 施例提出一種用來控制表面聲波能量集中於表面上的程度 之技術，藉以形成一種包含多層架構的壓電基質或包含壓 電介質的漸層架構之表面聲波元件，來改善表面聲波元件 的特性，其中的壓電介質在合成或在電氣與機械的特性上 皆是不同的。因此’顯而易見的是，即使是在層之間幾乎 沒有相互擴散的多層架構中，或者例如是在由諸如CVD處 理的薄膜形成方法所形成的表面聲波元件中，藉由改變層 的厚度以及層的數目，同樣也能夠得到相同的效應，而其 中的相互擴散則是受限於壓電陶瓷合成物的低溫燒結行爲 〇 再者，BGS波用於本發明較佳實施例的此一範例中。 由於，在諸如瑞立波的其它表面聲波中，波集中於表面的 '程度受到表面聲波元件的電氣或機械特性所影響，因此可 以預期在其它的表面聲波中，能夠得到相同的效應。 此外，除了日本未審查專利公告第9-208399號之外， 相似於本發明而具有層架構的表面聲波元件亦揭示於曰本 未審查專利公告第9-312546號、日本未審查專利公告第 !6 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) .1----------------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· i線' 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 449966 Α7 Β7 五、發明說明（/^) 10-107581號、日本未審查專利公告第ί〇_135773號等等之 中。在日本未審查專利公告第9-208399號、日本未審查專 利公告第9-312546號、日本未審查專利公告第1〇-107581 號中，使用單晶體的基質’而這些發明的目的則是改善單 晶體的結晶特性（晶格的缺陷、裂縫）之效應。滅而易見的 是，這些的配置與效應與本發明較佳實施例的配置與效應 乃是相當不同的。 在日本未審査專利公告第10-135773號中’指狀組合 電極傳感器的應力變動之允許公差將受到改善。其配置包 含非壓電的單晶體’與根據本發明較佳實施例的表面聲波 元件有相當大的不同。顯而易見的是’其效應同樣也與根 據本發明較佳實施例集中於表面的表面聲波程度之控制行 爲有相當大的不同。 儘管已經揭示了根據本發明的較佳實施例’仍於以下 的申請專利範圍中，預期實現在此所揭示的原理之各種模 式。因此，可了解的是，除了在申請專利範圍中所提出的 之外，並不限制本發明的觀點。 I---------------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 17 本紙張尺度過用中國國家標準（CNSM4蜆格（210 297公釐）

Claims (1)

1. 449 9 6 6 A7 _______B7___ 五、發明說明（） 1. 一種表面聲波元件，包含： 一個壓電基質；以及 一個設置於壓電基質上的指狀組合之傳感器； 其中的壓電基質包含至少兩個的壓電陶瓷層，而壓電 陶瓷層則是由多晶體材質所製成的，並且將其堆疊，致使 其電氣特性和機械特性以實質垂直於壓電基質表面的方向 變化。 2. 根據申請專利第1項之表面聲波元件，其中的壓電 基質包含一種壓電陶瓷材質，係安排以電氣特性和機械特 性漸層變化。 3_根據申請專利第丨項之表面聲波元伴，其中安排壓 電基質以及指狀組合的傳感器，藉以產生諸如袠面聲波的 BGS 波。 4. 根據申請專利第1項之表面聲波兀件，其中的壓電 基質包含一種已燒結成疊層狀的主體，其主體乃是藉由燒 結至少兩層薄板所形成，對至少兩層薄板的每〜層而言， 其薄板則是由具有不同組成的壓電陶瓷材質所製成而且其 至少的兩壓電陶瓷相應於該至少兩層薄板。 5. 根據申請專利第4項之表面聲波元件，其中的壓電 基質進一步地包含另一壓電層，其相應於由至少兩片薄層 的互擴散所形成的中間層。 6. 根據申請專利第1項之表面聲波元件，其中的機電 耦合因數k沿著壓電基質的厚度方向，以逐步的方式改變 〇 1 L-----1 --------- •: C (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --3 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用t國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 4 49 9 6 6 C8 DS 六、申請專利範圍 7. 根攄申請專利第1項之表面聲波元件，其中的機電 耦合因數k沿著壓電基質的厚度方向，以連續漸進的方式 改變。 8. 根據申請專利第1項之表面聲波元件，其中至少兩 個的壓電陶瓷層彼此具有不同的組成。 9. 根據申請專利第1項之表面聲波元件，其中的壓電 基質包含三個壓電陶瓷層，而且其間並無中間層。 10. 根據申請專利第1項之表面聲波元件，其中的壓電 基質包含三個壓電陶瓷層以及兩個分別設置於三個壓電陶 瓷層之間的中間層。 11. 根據申請專利第1項之表面聲波元件，其中安排壓 電基質與指狀組合的電極，藉以產生BGS波，並且致使其 BGS波集中於配置有指狀組合電極的基質表面附近。 ----------k.I — • 1 【 一 (請先閱讀背面之注意事項再本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）