CN104639092A - 高带外抑制高频表面贴装声表面横波谐振滤波器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高带外抑制高频表面贴装声表面横波谐振滤波器，包括封装在外壳内的芯片，所述芯片上设有谐振滤波器，所述谐振滤波器为两个，分别为第一级谐振滤波器和第二级谐振滤波器，两谐振滤波器共用一块压电石英基片，第一级谐振滤波器的输出换能器信号输出引线电极与第二级谐振滤波器的输入换能器信号输入引线电极连接。本谐振滤波器带外抑制大大提高，改善了带外抑制性能，在高频工作时满足了高带外抑制的要求。

Description

高带外抑制高频表面贴装声表面横波谐振滤波器

技术领域

本发明涉及声表面波器件，尤其是一种高带外抑制高频表面贴装声表面横波谐振滤波器，属于声表面波器件技术领域。

背景技术

声表面波具有比电磁波慢五个数量级的波速，其工作频率越高，用于激励声表面波信号的换能器指条宽度就越窄。当工作频率达到一千兆赫兹以上时，其指条宽度就局限在一微米以下，这给制作工艺增加了难度。自从1987年美国人T.L.Bagwell 和 R.C.Bray 首次报导了在石英压电基片上研制出具有实用价值的声表面横波谐振器，声表面横波器件作为谐振器、极窄带谐振滤波器等得到了广泛应用，特别是工作在高于一千兆赫兹的频段具有明显的优势。压电石英基片上激励的声表面横波，是在输入换能器和输出换能器之间加入使掠面体波被钳制到表面传播，而不是深入晶片内传播的短路栅结构。声表面横波在相同工艺条件下，具有比瑞利型声表面波高1.6倍的声速，因此，更适应制作高频率器件。声表面横波谐振滤波器是在声表面横波谐振器的基础上，开发出来的具有一定带宽的极窄带谐振滤波器，与谐振器相比，不单要求频率、带宽、损耗等性能，作为滤波器使用，还要求通带以外的抑制性能。单级声表面横波谐振滤波器由于受到其拓扑结构的限制，其带外抑制有限，不能满足高带外抑制性能要求。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种高带外抑制高频表面贴装声表面横波谐振滤波器，本谐振滤波器带外抑制大大提高，改善了带外抑制性能，在高频工作时满足了高带外抑制的要求。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

高带外抑制高频表面贴装声表面横波谐振滤波器，包括封装在外壳内的芯片，所述芯片上设有谐振滤波器，谐振滤波器包括压电石英基片和设置在压电石英基片上的输入换能器反射器、输入换能器、中间短路栅、输出换能器、输出换能器反射器，输入换能器设有接地引线电极和信号输入引线电极，输出换能器设有接地引线电极和信号输出引线电极，其特征在于：所述谐振滤波器为两个，分别为第一级谐振滤波器和第二级谐振滤波器，两谐振滤波器共用一块压电石英基片，第一级谐振滤波器的输出换能器信号输出引线电极与第二级谐振滤波器的输入换能器信号输入引线电极连接；在压电石英基片上设有六个外接引线，第一级谐振滤波器输入换能器接地引线电极、第一级谐振滤波器信号输入引线电极、第一级谐振滤波器输出换能器接地引线电极、第二级谐振滤波器输入换能器接地引线电极、第二级谐振滤波器输出换能器接地引线电极、第二级谐振滤波器信号输出引线电极分别与六个外接引线一一连接；所有接地引线电极通过各自的引线直接连接在外壳镀金底板上，第一级谐振滤波器信号输入引线电极和第二级谐振滤波器信号输出引线电极通过各自的引线分别连接在外壳上独立镀金点焊岛上。

六个引线电极其中三个分别置于第一级谐振滤波器输入换能器端反射器与输入换能器的输入信号端、输入换能器端反射器与输入换能器输出信号端、输出换能器端的反射器与输出换能器的接地端，另三个引线电极分别置于第二级谐振滤波器输入换能器端反射器与输入换能器的接地端、输出换能器的反射器与输出换能器的输出信号端、输出换能器的反射器与输出换能器的接地端。

所有的引线为同一材质引线。

所述输入换能器和输出换能器的接地引线电极对应的引线为单引线或者双引线。

第一级谐振滤波器输出换能器的信号输出端与第二级谐振滤波器信号输入端可是平行于声表面横波传播方向连接，也可是交叉横跨声表面横波传播方向连接。

两级谐振滤波器的中间短路栅与各自换能器的连接方式可是同方向，也可是不同方向。

相比现有技术，本发明具有如下有益效果：

1、两级声表面横波谐振滤波器所有接地引线直接连接在外壳镀金底板上，形成大面积短路接地，而不经过外壳点焊岛与地连接，从而使得声表面横波谐振滤波器在高频应用时的带外抑制得到极大地提高，比单级声表面横波谐振滤波器的带外抑制性能提高二十分贝以上，在大于两千兆赫兹的频段以上，测试的带外抑制可达五十分贝以上。

2、两级声表面横波谐振滤波器拓扑结构制作在同一个压电石英基片上，并且首尾相连，两级声表面横波谐振滤波器的声波传播方向相同。

3、压电石英基片上两级声表面横波谐振滤波器拓扑结构的谐振滤波器，与单级声表面横波谐振器相比，不改变其一阶温度系数为零的特点，其带宽、工作频率等性质也不会改变，但带外抑制性能得到大大提高。

4、本发明的高带外抑制声表面横波谐振滤波器与原有的单级相比，可不改变压电石英芯片尺寸、外壳封装尺寸，而带外抑制性能提高。

附图说明

图1为本发明高带外抑制高频表面贴装声表面横波谐振滤波器芯片示意图，其中（a）、（b）、（c）、（d）分别为四种不同拓扑结构。

图2为本发明高带外抑制高频表面贴装声表面横波谐振滤波器引线结构图，其中（a）、(b)、(c)、(d) 分别为四种不同拓扑结构的高带外抑制高频表面贴装声表面横波谐振滤波器结构图。

具体实施方式

本发明是在单级声表面横波谐振滤波器的基础上，增加一级声表面横波谐振滤波器，使得两级结构的声表面横波谐振滤波器的带外抑制大大提高，改善了带外抑制性能，在高频工作时满足了高带外抑制的要求。下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明将现有的声表面横波谐振滤波器由一个增加为两个（即由单级改进为两级），分别为第一级和第二级，参见图1（a）、（b）、（c）、（d）和图2（a）、（b）、（c）、（d），从图上可以看出，本发明高带外抑制高频表面贴装声表面横波谐振滤波器，包括封装在外壳内的芯片（1），所述芯片（1）上设有谐振滤波器拓扑结构，包括压电石英基片（10）和设置在压电石英基片上的第一级输入换能器的反射器（11）、第一级输入换能器（12）、第一级中间短路栅（13）、第一级输出换能器（14）、第一级输出换能器的反射器（15），第二级输入换能器的反射器（16）、第二级输入换能器（17）、第二级中间短路栅（18）、第二级输出换能器（19）、第二级输出换能器的反射器（20）。第一级输入换能器设有信号输入引线电极（31）和接地引线电极（33）、第一级输出换能器设有接地引线电极（32）和信号输出引线与第二级输入换能器连接端（37），第二级输入换能器接地引线电极（34），第二级输出换能器引线接地电极（35）和信号输出引线电极（36），以及第一级输出换能器与第二级输入换能器端的连接端（37）。在压电石英基片（10）上设有六个外引线，分别为第一级输入换能器信号输入引线（2）、第一级输入换能器接地引线（3）、第一级输出换能器接地引线（4）、第二级输入换能器接地引线（5）、第二级输出换能器接地引线（6）、第二级输出换能器信号输出引线（7），其分别与六个对应的引线电极连接。所有接地引线电极通过各自的引线直接连接在外壳镀金底板21上，第一级输入换能器信号输入电极（31）和第二级输出换能器信号输出电极（36）通过各自的引线分别连接在不与外壳镀金底板短路的外壳上独立点焊岛上（613、617）。

从图1可以看出，本芯片拓扑结构在压电石英基片（10）上从左向右排列顺序为第一级输入换能器的反射器（11）、第一级输入换能器（12）、第一级中间短路栅（13）、第一级输出换能器（14）、第一级输出换能器的反射器（15）、第二级输入换能器的反射器（16）、第二级输入换能器（17）、第二级中间短路栅（18）、第二级输出换能器（19）、第二级输出换能器的反射器（20），第一级输出换能器信号输出端与第二级输入换能器信号输入端直接连接。六个引线电极（31、32、33、34、35、36），其中三个置于第一级输入换能器的反射器与输入换能器的输入信号端（31）、第一级输入换能器的反射器与输入换能器的接地端（33）、第一级输出换能器的反射器与输出换能器的接地端（32），另三个外引线电极置于第二级输入换能器的反射器与输入换能器的接地端（34）、第二级输出换能器的反射器与输出换能器的输出信号端（36）、第二级输出换能器的反射器与输出换能器的接地端（35）。

除了相互连接的第一级输出换能器信号输出端与第二级输入换能器信号输入端外，本两级结构还包括如下六个外引线：见图2，第一级输入换能器信号输入引线（2），第一级输入换能器接地引线（3），第一级输出换能器接地引线（4），第二级输入换能器接地引线（5），第二级输出换能器接地引线（6），第二级输出换能器信号输出引线（7）。

从构成上看，本两级结构在压电石英基片（10）上设有六个引线电极（31、32、33、34、35、36）、四组反射器（11、15、16、20）、四组换能器（12、14、17、19）和两个中间短路栅（13、18），紧贴在压电基片（10）表面上，见图2。

82表示的镀金点焊岛是与外壳底板短路的，标号21表示外壳镀金底板，其余612～619分别表示外壳外连接端。对于高频率声表面横波器件，原有的高频表面贴装声表面横波谐振滤波器，是由单级声表面横波谐振滤波器构成，而本发明采用两级声表面横波谐振滤波器拓扑结构，其第一级输入换能器信号引线和第二级输出换能器信号引线分别连接在表面贴装外壳的独立镀金点焊岛，第一级的输出换能器与第二级的输入换能器直接连接，其余接地引线直接连接在表面贴装外壳的镀金底板21上，得到的谐振滤波器的带外抑制性能较单级声表面横波谐振滤波器优化二十分贝，在大于两千兆赫兹的频段上，测试的带外抑制可达五十分贝以上。

本发明第一级输出换能器的信号输出端与第二级信号输入端可是平行于声表面横波传播方向连接，分别见图1（a）、（b），也可是交叉横跨声表面横波传播方向连接，分别见图1（c）、（d）。

本发明两级声表面横波谐振滤波器各自的中间短路栅与换能器连接的方式，可是相同方向，见图1（b）、（d），也可是不同方向，见图1（a）、（c）。

所有的直接连接在外壳镀金底板上的接地引线、第一级输入换能器信号输入引线和第二级输出换能器信号输出引线为同一材质引线。

所述的直接短路连接在外壳镀金底板上的所有接地引线可是单引线，也可是双引线。

本发明首次采用两级声表面横波谐振滤波器的芯片拓扑结构，并不改变表面贴装外壳封装尺寸、谐振滤波器的通带性能，如压电石英基片材料、器件频率、损耗、带宽等特性基本不变。只是在外壳内部改变了芯片拓扑结构，使得原有的单级声表面横波谐振滤波器，改变为新型的两级声表面横波谐振滤波器拓扑结构，输入换能器和输出换能器接地引线直接连接在外壳镀金底板上，谐振滤波器的带外抑制性能大大提高。

本发明的上述实施例仅仅是为说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (6)

1.高带外抑制高频表面贴装声表面横波谐振滤波器，包括封装在外壳内的芯片，所述芯片上设有谐振滤波器，谐振滤波器包括压电石英基片和设置在压电石英基片上的输入换能器反射器、输入换能器、中间短路栅、输出换能器、输出换能器反射器，输入换能器设有接地引线电极和信号输入引线电极，输出换能器设有接地引线电极和信号输出引线电极，其特征在于：所述谐振滤波器为两个，分别为第一级谐振滤波器和第二级谐振滤波器，两谐振滤波器共用一块压电石英基片，第一级谐振滤波器的输出换能器信号输出引线电极与第二级谐振滤波器的输入换能器信号输入引线电极连接；在压电石英基片上设有六个外接引线，第一级谐振滤波器输入换能器接地引线电极、第一级谐振滤波器信号输入引线电极、第一级谐振滤波器输出换能器接地引线电极、第二级谐振滤波器输入换能器接地引线电极、第二级谐振滤波器输出换能器接地引线电极、第二级谐振滤波器信号输出引线电极分别与六个外接引线一一连接；所有接地引线电极通过各自的引线直接连接在外壳镀金底板上，第一级谐振滤波器信号输入引线电极和第二级谐振滤波器信号输出引线电极通过各自的引线分别连接在外壳上独立镀金点焊岛上。

2.根据权利要求1所述的高带外抑制高频表面贴装声表面横波谐振滤波器，其特征在于：六个引线电极其中三个分别置于第一级谐振滤波器输入换能器端反射器与输入换能器的输入信号端、输入换能器端反射器与输入换能器输出信号端、输出换能器端的反射器与输出换能器的接地端，另三个引线电极分别置于第二级谐振滤波器输入换能器端反射器与输入换能器的接地端、输出换能器的反射器与输出换能器的输出信号端、输出换能器的反射器与输出换能器的接地端。

3.根据权利要求1所述的高带外抑制高频表面贴装声表面横波谐振滤波器，其特征在于：所有引线为同一材质引线。

4.根据权利要求1所述的高带外抑制高频表面贴装声表面横波谐振滤波器，其特征在于：所述输入换能器和输出换能器的接地引线电极对应的引线为单引线或者双引线。

5.根据权利要求1所述的高带外抑制高频表面贴装声表面横波谐振滤波器，其特征在于：第一级谐振滤波器输出换能器的信号输出端与第二级谐振滤波器信号输入端可是平行于声表面横波传播方向连接，也可是交叉横跨声表面横波传播方向连接。

6.根据权利要求1所述的高带外抑制高频表面贴装声表面横波谐振滤波器，其特征在于：两级谐振滤波器的中间短路栅与各自换能器的连接方式可是同方向，也可是不同方向。