專(zhuān)利名稱(chēng)：雙通道聲表面波濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及帶通濾波器，具體涉及集成于壓電晶體材料上的聲表面波帶通濾波器。

背景技術(shù)：
當(dāng)電壓加載在具有壓電特性的基片材料(例如鈮酸鋰單晶材料)的電極上，會(huì)在壓電晶體材料的晶格中形成機(jī)械畸變。當(dāng)加載在壓電晶體材料電極上的電壓為輸入的電信號(hào)，那么會(huì)在壓電晶體材料表面的晶格中形成聲表面波，該聲表面波是一種在壓電晶體材料表面?zhèn)鞑ァ⒄穹S深入基片材料深度的增加而迅速減少的彈性機(jī)械波。
聲表面波濾波器具有帶通濾波器的特性。聲表面波濾波器帶通濾波功能的實(shí)現(xiàn)便是基于上述晶格中形成的聲表面波。聲表面波濾波器的基本結(jié)構(gòu)是在具有壓電特性的基片材料(例如鈮酸鋰單晶材料)的拋光面上制作一定厚度的鋁膜，在該鋁膜層上通過(guò)光刻工藝形成交叉成對(duì)的梳狀鋁電極結(jié)構(gòu)，在該梳狀電極結(jié)構(gòu)上施加電信號(hào)，便在兩梳狀電極的叉指間形成聲表面波，因此該梳狀電極結(jié)構(gòu)起著電聲換能器的作用，稱(chēng)其為叉指換能器。兩梳狀電極的叉指間形成換能器的激勵(lì)區(qū)域，兩梳狀電極的連接各叉指指條的梳柄部分稱(chēng)為匯流條，信號(hào)電壓施加于交叉梳狀電極的兩匯流條上。叉指換能器又分為輸入換能器及輸出換能器輸入換能器將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲表面波信號(hào)，沿晶體表面?zhèn)鞑?，輸出換能器再將接收到的聲表面波信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出。所述輸入換能器與輸出換能器構(gòu)成聲表面波的傳輸通道，所述傳輸通道根據(jù)叉指換能器的不同加權(quán)結(jié)構(gòu)，對(duì)聲表面波具有不同的傳輸特性或帶通特性。
與本發(fā)明相近的雙通道聲表面波濾波器有美國(guó)專(zhuān)利專(zhuān)利號(hào)為5107234(Apr.21，1992)、發(fā)明名稱(chēng)為《SURFACE-WAVE FILTER WITH SELECTIVELYCONNECTABLE TRACKS TO PROVEDE A VARIABLE TRANSMISSIONBAND》(傳輸通帶可變以及可選擇通道的聲表面波濾波器)。該專(zhuān)利的發(fā)明點(diǎn)在于設(shè)計(jì)一個(gè)帶開(kāi)關(guān)的聲表面波濾波器來(lái)替代原先具有不同帶寬及分別單獨(dú)封裝的多個(gè)濾波器，以降低成本。它由集成于同一芯片上的至少兩個(gè)完全平行布置的聲表面波濾波器購(gòu)成，它們分別有各自完全獨(dú)立的輸入換能器和輸出換能器，分別構(gòu)成獨(dú)立的平行布置的聲表面波的傳輸通道一個(gè)通道處于連接狀態(tài)，通過(guò)連接或者不連接另一個(gè)通道，來(lái)選擇聲表面波濾波器的不同的傳輸通帶，如此構(gòu)成可變傳輸通帶的聲表面波濾波器。由于聲表面波的傳輸通道由各自獨(dú)立的平行布置的輸入換能器和輸出換能器構(gòu)成，如此使得聲表面波濾波器具有較大的芯片面積，耗費(fèi)基片材料較多。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有雙通道聲表面波濾波器的缺點(diǎn)，提供另一種結(jié)構(gòu)的雙通道聲表面波濾波器，其占用的芯片面積能有效減小。本發(fā)明的技術(shù)方案如下 雙通道聲表面波濾波器，包括集成于壓電晶體片上的兩個(gè)輸入端叉指換能器、輸出端叉指換能器以及兩者之間的屏蔽條，所述兩個(gè)輸入端叉指換能器共用一個(gè)輸出端叉指換能器；所述兩個(gè)輸入端叉指換能器共用一個(gè)梳狀電極，共用梳狀電極上的中部設(shè)置匯流條；所述兩個(gè)輸入端叉指換能器為兩個(gè)并列交錯(cuò)的切指加權(quán)的叉指換能器，所述兩個(gè)并列交錯(cuò)的切指加權(quán)的叉指換能器上的切指包絡(luò)線(xiàn)的主瓣區(qū)域錯(cuò)開(kāi)排列，處于相互交叉疊放的位置。
上述共用的輸出端叉指換能器為等指長(zhǎng)叉指換能器。
上述共用梳狀電極上的匯流條分段構(gòu)成，所述匯流條的各分段分別連接所述兩個(gè)切指加權(quán)的叉指換能器上的叉指指條。
本發(fā)明在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)封裝外殼內(nèi)的同一個(gè)芯片上集成和實(shí)現(xiàn)雙通道濾波器功能。由于兩個(gè)并列的切指加權(quán)的叉指換能器共用一個(gè)梳狀電極及其上的匯流條，兩個(gè)切指加權(quán)換能器上的切指包絡(luò)線(xiàn)的主瓣區(qū)域錯(cuò)開(kāi)排列，處于相互交叉疊放的位置，如此使得本發(fā)明占用的芯片面積能有效減小，耗費(fèi)基片材料較少以及減小封裝外殼的體積，有效降低制造成本。



圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)實(shí)施例的示意圖； 圖2為圖1功能結(jié)構(gòu)的示意圖； 圖3為圖1輸入端叉指換能器上切指加權(quán)包絡(luò)線(xiàn)結(jié)構(gòu)的示意圖； 圖4為圖1輸入端叉指換能器切指加權(quán)方法的示意圖； 圖5為圖1結(jié)構(gòu)實(shí)施例的頻譜曲線(xiàn)圖；
具體實(shí)施例方式 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步的說(shuō)明。
見(jiàn)圖1至圖3，本發(fā)明包括集成于壓電晶體片7上的分別由輸入端叉指換能器2、5與輸出端叉指換能器11以及兩者之間的屏蔽條17構(gòu)成的兩個(gè)聲表面波的傳輸通道A、B，所述兩個(gè)聲表面波的傳輸通道A、B的輸入端叉指換能器2、5共用一個(gè)輸出端叉指換能器11，所述共用的輸出端叉指換能器11為等指叉指換能器。上述所構(gòu)成的兩個(gè)聲表面波的傳輸通道A、B即構(gòu)成兩個(gè)聲表面波橫向?yàn)V波器。共用一個(gè)輸出端叉指換能器11可以使兩個(gè)濾波器的輸出阻抗完全相同，便于進(jìn)行電路匹配。輸入端叉指換能器2、5將電能轉(zhuǎn)變?yōu)槁暠砻娌C(jī)械能；輸出端叉指換能器11相反，將聲表面波機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，如此完成信?hào)的濾波和傳輸。所述兩個(gè)聲表面波傳輸通道的輸入端叉指換能器共用一個(gè)梳狀電極3，共用梳狀電極3上的中部設(shè)置匯流條4。共用梳狀電極3上的匯流條4分段構(gòu)成，匯流條4的各分段分別連接所述兩個(gè)切指加權(quán)的叉指換能器2、5上的叉指指條。所述兩個(gè)聲表面波的傳輸通道的輸入端叉指換能器2、5為兩個(gè)并列交錯(cuò)的的切指加權(quán)的叉指換能器。見(jiàn)圖3，與所述兩個(gè)并列交錯(cuò)的切指加權(quán)的叉指換能器上的切指包絡(luò)線(xiàn)8、9及15、16構(gòu)成的主瓣區(qū)域10及14錯(cuò)開(kāi)排列，處于相互交叉疊放的位置。從圖1可見(jiàn)，如此使雙通道聲表面波濾波器的芯片寬度明顯變窄。
圖1中匯流條1、4、6、12、13分別為接電端口，所述接電端口分別通過(guò)壓焊絲與封裝外殼的引線(xiàn)腳連接，每一個(gè)輸入或輸出叉指換能器分別有兩根匯流條。輸入端接電端口1、4、6選擇不同的接電方式，雙通道聲表面波濾波器對(duì)應(yīng)有不同的電性能，例如可以具有不同的中心頻率、帶寬、矩形因子、帶外抑制等性能，如圖5所示。當(dāng)輸入端叉指換能器的兩根回流條有不同的電位時(shí)，該叉指換能器便能激發(fā)聲表面波；而當(dāng)輸入端叉指換能器的兩根回流條有相同電位時(shí)，則不能激發(fā)聲表面波。例如圖1中，當(dāng)接電端口1和端口4接入不同的電位，端口4與端口6電位相同時(shí)，輸入端叉指換能器2工作，叉指換能器5不工作。當(dāng)接電端口1、4的電位相同，而接電端口4、6的電位不同時(shí)，叉指換能器2不工作，叉指換能器5工作。當(dāng)接電端口1、4以及4、6的電位都不同時(shí)，叉指換能器2、5同時(shí)工作，如圖5所示。
圖1、圖3中所示實(shí)施例的輸出端叉指換能器11為等指叉指換能器，共用梳狀電極3上的匯流條4由分段構(gòu)成，匯流條4的各分段分別連接所述兩個(gè)切指加權(quán)的叉指換能器上的叉指指條。
圖3為圖1輸入端叉指換能器的切指加權(quán)包絡(luò)線(xiàn)結(jié)構(gòu)的示意圖。見(jiàn)圖3，輸入端叉指換能器通過(guò)改變叉指長(zhǎng)度的加權(quán)方法來(lái)獲得所需的頻率特性。見(jiàn)圖1、圖3，15、16是輸入端叉指換能器2經(jīng)過(guò)切指加權(quán)后形成的包絡(luò)線(xiàn)，8、9是輸入端叉指換能器5經(jīng)過(guò)切指加權(quán)后形成的包絡(luò)線(xiàn)。輸入端叉指換能器2、5的叉指指條的交叉部分形成叉指換能器的激勵(lì)區(qū)域，即由圖3中切指包絡(luò)線(xiàn)15、16及8、9所圍成的區(qū)域，在激勵(lì)區(qū)域內(nèi)電能轉(zhuǎn)換為聲表面波能，其中區(qū)域14及10分別為激勵(lì)主瓣區(qū)域。輸出端叉指換能器11為等指長(zhǎng)叉指換能器，其切指包絡(luò)線(xiàn)為直線(xiàn)，在其激勵(lì)區(qū)域內(nèi)接收的聲表面波能轉(zhuǎn)換為電能。
作為圖1所示本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)際應(yīng)用，例如可以作為一帶開(kāi)關(guān)的聲表面波數(shù)字或者模擬多制式電視接收機(jī)的中頻濾波器。該聲表面波濾波器通過(guò)開(kāi)關(guān)根據(jù)所需制式進(jìn)行不同傳輸帶寬間的切換。圖2所示聲表面波的傳輸通道A、B有不同的傳輸帶寬。圖2所示實(shí)施例中通道A為PAL制式的圖像中頻濾波器，通道B為N制式的內(nèi)載波中頻濾波器。當(dāng)圖1中端口1輸入高電平，端口4及6同時(shí)輸入低電平時(shí)，通道A的叉指換能器2工作，通道B的叉指換能器5不工作，叉指換能器2與輸出端換能器11形成的濾波器為一PAL制式的圖像濾波器。當(dāng)端口1和端口4同時(shí)輸入高電平，端口6輸入低電平時(shí)，通道A的叉指換能器2不工作，通道B的叉指換能器5工作，叉指換能器5與輸出端換能器11形成的濾波器為一N制式的內(nèi)載波濾波器。同理，輸入端口1，4，6可以選擇輸入其他不同的高低電平組合，以使叉指換能器2、5分別工作，或者同時(shí)工作，以獲得不同輸出帶寬的聲表面波濾波器。
圖4為圖1輸入端叉指換能器切指加權(quán)方法的示意圖。見(jiàn)圖4，輸入端叉指換能器2、5指條的切指加權(quán)方法的實(shí)施方式可以為首先按常規(guī)方法分別單獨(dú)設(shè)計(jì)集成雙通道聲表面波濾波器中兩個(gè)通道輸入端的切指加權(quán)的叉指換能器2、5，叉指換能器2、5在芯片上為并列交錯(cuò)布置；叉指換能器2、5共用一個(gè)梳狀電極，共用梳狀電極上的中部設(shè)置匯流條4；見(jiàn)圖3、圖4，為了使所述叉指換能器2、5上的切指加權(quán)包絡(luò)線(xiàn)的主瓣區(qū)域10、14在集成芯片上錯(cuò)開(kāi)排列以及處于相互交叉疊放的位置，設(shè)計(jì)時(shí)將叉指換能器2、5的主瓣區(qū)域10、14進(jìn)行相對(duì)位移，例如，將第一個(gè)換能器2的主瓣區(qū)域14向左移動(dòng)幾個(gè)波長(zhǎng)，同時(shí)將第二個(gè)換能器5的主瓣區(qū)域10向右移動(dòng)幾個(gè)波長(zhǎng)，移動(dòng)至使得兩個(gè)叉指換能器2、5的主瓣區(qū)域10、14在芯片的位置上相互岔開(kāi)，如圖4所示；再將叉指換能器2左邊的一部分指條18截?cái)嗖⑸釛?，以及將叉指換能器5右邊的一部分指條19截?cái)嗖⑸釛墸粚⒉嬷笓Q能器2、5相互靠攏，使叉指換能器2、5及其主瓣區(qū)域10、14在集成芯片上交叉疊放，此時(shí)共用梳狀電極上的匯流條4只能分段構(gòu)成，匯流條4的各分段分別連接所述兩個(gè)切指加權(quán)的叉指換能器2、5上的叉指指條。圖4中距離L即為叉指換能器2、5交叉疊放后在集成芯片上變窄的尺寸。
設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)先計(jì)算上述叉指換能器2、5的截?cái)嚅L(zhǎng)度以及預(yù)先確定兩叉指換能器2、5的主瓣在集成芯片上的位置，使截?cái)嗪蟛嬷笓Q能器2、5的長(zhǎng)度和本發(fā)明的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度相同，以保證足夠長(zhǎng)的脈沖響應(yīng)。截?cái)嗪螅捎谏釛壊糠种笚l，致使叉指換能器2、5的脈沖響應(yīng)發(fā)生改變，導(dǎo)致聲表面波濾波器的性能改變，在設(shè)計(jì)時(shí)可按按常規(guī)方法對(duì)叉指換能器2、5指條的切指加權(quán)(切指包絡(luò)線(xiàn)形態(tài))做出相應(yīng)的補(bǔ)償。
由于共用一個(gè)等指長(zhǎng)接收換能器11，接收換能器的指長(zhǎng)和中心也要發(fā)生變化。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)濾波器的電性能指標(biāo)，可應(yīng)用常規(guī)方法對(duì)接收換能器11的指長(zhǎng)和中心(切指包絡(luò)線(xiàn)形態(tài))也作出相應(yīng)的補(bǔ)償。
權(quán)利要求
1.一種雙通道聲表面波濾波器，包括集成于壓電晶體片上的兩個(gè)輸入端叉指換能器、輸出端叉指換能器以及兩者之間的屏蔽條，其特征在于所述兩個(gè)輸入端叉指換能器共用一個(gè)輸出端叉指換能器；所述兩個(gè)輸入端叉指換能器共用一個(gè)梳狀電極，共用梳狀電極上的中部設(shè)置匯流條；所述兩個(gè)輸入端叉指換能器為兩個(gè)并列交錯(cuò)的的切指加權(quán)的叉指換能器，所述兩個(gè)并列交錯(cuò)的切指加權(quán)的叉指換能器上的切指包絡(luò)線(xiàn)的主瓣區(qū)域錯(cuò)開(kāi)排列，處于相互交叉疊放的位置。
2.按照權(quán)利要求1所述的雙通道聲表面波濾波器，其特征在于所述共用的輸出端叉指換能器為等指叉指換能器。
3.按照權(quán)利要求1所述的雙通道聲表面波濾波器，其特征在于所述共用梳狀電極上的匯流條分段構(gòu)成，所述匯流條的各分段分別連接所述兩個(gè)切指加權(quán)的叉指換能器上的叉指指條。
全文摘要
本發(fā)明涉及集成雙通道聲表面波濾波器，包括集成于壓電晶體片上的兩個(gè)輸入端叉指換能器、輸出端叉指換能器以及兩者之間的屏蔽條，其特征在于所述兩個(gè)輸入端叉指換能器共用一個(gè)輸出端叉指換能器以及共用一個(gè)梳狀電極，共用梳狀電極上的中部設(shè)置匯流條；兩個(gè)并列的輸入端叉指換能器的切指包絡(luò)線(xiàn)的主瓣區(qū)域錯(cuò)開(kāi)排列，處于相互交叉疊放的位置；所述共用梳狀電極上的匯流條分別分段連接兩個(gè)輸入端叉指換能器的指條。如此使得本發(fā)明占用的芯片面積有效減小，耗費(fèi)基片材料減少以及減小封裝外殼的體積，降低制造成本。
文檔編號(hào)H03H9/64GK101316099SQ20081012421
公開(kāi)日2008年12月3日 申請(qǐng)日期2008年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月4日
發(fā)明者倪山林, 王為標(biāo) 申請(qǐng)人:無(wú)錫市好達(dá)電子有限公司