CN1214524C - 声表面波滤波器 - Google Patents

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CN1214524C CNB018130925A CN01813092A CN1214524C CN 1214524 C CN1214524 C CN 1214524C CN B018130925 A CNB018130925 A CN B018130925A CN 01813092 A CN01813092 A CN 01813092A CN 1214524 C CN1214524 C CN 1214524C
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Abstract

一种声表面波滤波器，包含一声表面波元件，该元件具有第一和第二个双端口声表面波滤波器(100，200)以及一个单端口声表面波滤波器(300)，滤波器(300)具有单个的通过倒焊技术经突块与形成于外壳(500)上的电极相连的叉指转换器，外壳(500)还包含开口部分，用于将终端电极在设置于相对单端口声表面波滤波器(300)的部分接地。

Description

声表面波滤波器
技术领域
本发明涉及一种声表面波滤波器，其中特别通过倒焊技术组装弹性表面元件和外壳。
背景技术
众所周知，声表面波滤波器结构紧密而且轻便，在功能方面具有高性能和高可靠性，从而它们可被广泛地用于多个领域。
需要用于移动通讯的双向传送滤波器以在其频率特性中的频率阻塞区域呈现高衰减特性。构建一种双向传送滤波器，其中在弹性表面波传播的方向上设置多个叉指型换能器(下文中，将其称为IDT)，并且使用多个谐振模的模式耦合双端口声表面波滤波器是以多级的方式连接的(声表面波滤波器)。
为了进一步提高声表面波滤波器的频率特性，可考虑一种将单端口谐振器与模式耦合双端口声表面波滤波器串接的方法。
在这种情况下，将单端口谐振器用作陷波滤波器。当单端口谐振器的衰减极点被设置在模式耦合的双端口声表面波滤波器的频率通带的高通区域附近时，整个频率特性在高频区呈现陡的截止特性。
这里，本发明的发明人将他们的注意力放在添加单端口谐振器产生了新的问题的事实上。发明人将他们的注意力集中在以下的事实上，即在声表面波滤波器通过倒焊技术组装部件时特别会产生问题。在使用倒焊技术的声表面波滤波器当中，不能根据设计在所需的频率区获得单端口谐振器的陷波特性，结果不能获得质量优越的声表面波滤波器的整个频率通带特性。
因此，本发明的一个目的是提供一种声表面波滤波器，这种滤波器即使当通过倒焊技术组装部件的时候，也能够在模式耦合的双端口声表面波滤波器的频率通带的高通区附近可靠地获得单端口谐振器的陷波特性。
本发明的另一个目的是提供一种声表面波滤波器，该滤波器能够将单端口谐振器中的不必要寄生电容分量充分减少并实现非常平坦的频率通带特性。
发明内容
为了完成上述的目的，根据如下设置本发明的实施例。在声表面波滤波器中使用倒焊技术将弹性表面波元件的电极通过突块与外壳的电极相连时，弹性表面波元件有第一双端口声表面波滤波器、对其提供第一声表面波滤波器输出的单端口弹性表面波谐振滤波器、对其提供单端口弹性表面波谐振滤波器输出的第二双端口声表面波滤波器、弹性表面波元件侧信号输入和输出电极以及在压电基片的一个面上形成的各个弹性表面波元件侧接地电极。另外，该外壳具有对应于弹性表面波元件侧信号输入和输出电极的信号输入和输出电极以及弹性表面波元件侧接地电极，该接地电极具有相对单端口弹性表面波谐振滤波器的开口部分。
附图简述
图1A示出了带模式耦合双端口声表面波滤波器的弹性表面波元件的例子，以帮助说明根据本发明的声表面波滤波器的实施例；
图1B示出了通过倒焊技术连接弹性表面波元件的外壳的例子；
图2A是示出图1A的弹性表面波元件和图1B的外壳一个设置在另一个上面的状态的平面图；
图2B是示出图1A的弹性表面波元件和图1B的外壳被互相设置在另一方顶部的状态的剖面图；
图3是帮助说明单端口弹性表面波谐振器特性的图表；
图4是帮助说明当寄生电容对单端口弹性表面波谐振滤波器有巨大影响时声表面波滤波器频率特性的图表；
图5是帮助说明当单端口弹性表面波谐振滤波器中的寄生电容被减少时声表面波滤波器的频率特性的图表；
图6A示出了根据本发明的声表面波滤波器外壳的另一实施例；
图6B示出了根据本发明的声表面波滤波器外壳的还有一个实施例；
图7示出了根据本发明的声表面波滤波器的弹性表面波元件的例子；
图8示出了根据本发明的声表面波滤波器的弹性表面波元件的另一个例子；
图9示出了根据本发明的声表面波滤波器的弹性表面波元件的还有一个例子；
图10示出了根据本发明的声表面波滤波器的弹性表面波元件的另一个例子；以及
图11示出了根据本发明的声表面波滤波器的弹性表面波元件的另一个例子。
实施本发明的最佳方式
下文中，将参考附图说明本发明的实施例。
在图1A中，标号11表示压电基片。图1A是压电基片11观察在形成叉指换能器一侧的平面图。在压电基片的左侧和右侧，形成模式耦合的双端口声表面波滤波器100和200，在它们之间有空间。模式耦合的双端口声表面波滤波器100和200都是由诸如铝(Al)之类的金属薄膜通过诸如蚀刻或汽化之类制造技术完成的。
模式耦合的双端口声表面波滤波器100由五个并列的IDT(叉指换能器)11、12、13、14和15以及在这些IDT11到15两侧设置的反射器16和17组成。众所周知，一个IDT是由一对互相交叉的梳齿形电极以交错方式组成的。
IDT11、13和15的一端梳齿形电极分别连接于接地端T11、T13和T15。IDT11、13和15的另一端梳齿形电极连接在一起并进一步连接于稍后说明的弹性表面波谐振滤波器300的一个电极。IDT12和14的一端梳齿形电极共同连接于输入终端TIN，另一端梳齿形电极分别连接于接地端T12和T14。
接下来将说明模式耦合的双端口声表面波滤波器200。该滤波器由并列设置的五个IDT21、22、23、24和25以及在IDT21到25两侧设置的反射器26和27组成。IDT21、23和25的一端梳齿形电极分别连接于接地端T21、T23和T25。IDT21、23和25的另一端梳齿形电极连接在一起并进一步连接于在稍后说明的弹性表面波谐振滤波器300的另一个电极。IDT22和24的一端梳齿形电极共同连接于输出终端TOU，另一端梳齿形电极分别连接于接地端T22和T24。
接下来，将说明单端口弹性表面波谐振滤波器300。该滤波器由IDT31和设置在IDT31两侧的反射器32和33构成。
在本发明中，“端口”是指一对输入和输出终端。在这里，考虑输入和输出终端是等效的电路，而且输入和输出终端的数目不必与实际配置中的终端数相等。例如，滤波器100的终端TIN和连接三条带线并与滤波器300相连的电线组成了一对，终端T11、T13、T15以及终端T12和T14组成了一对，这便构成了双端口滤波器。
在模式耦合的双端口声表面波滤波器100和200中，沿着在图中所示的压电基片的弹性表面波传播路径设置。众所周知，可通过耦合第一度、第三度和第五度纵向谐振模式来获得通带。
在已如上所述形成模式耦合的双端口声表面波滤波器的弹性表面波元件11中，弹性表面波谐振滤波器300具有以下的功能。
模式耦合的双端口声表面波滤波器100和200中的每一个都起带通滤波器的作用，但是它们的频率特性在通带的高通区呈现不够的衰减特性。为了克服该缺点，在两个滤波器100和200之间形成了起陷波滤波器功能的单端口弹性表面波谐振滤波器并将其与两个滤波器100和200一起使用。在模式耦合的双端口声表面波滤波器的频率通带的高通区的附近设置谐振滤波器300的衰减极点。这使整个频率特性的高频区呈现陡的截止特性。本发明可充分完成这种性能。
在对图1B、图2A和图2B的说明中将说清其中的原因。
在图1B中，标号500表示外壳，它由比如氧化铝陶瓷基片形成。在其边缘设置框501。也就是说，外壳500被制成由绝缘材料制成的几乎平坦的平面。图1B是由以上得到的外壳500的平面图。
在外壳500相对弹性表面波元件的一侧，形成接地终端电极503和504以及分别对应输入终端TIN和输出终端TOU的输入终端电极506和输出终端电极507。在接地端电极503和504之间，形成了缝隙505(或开口)。该缝隙505处于相对弹性表面波谐振滤波器300的位置上。因此，可认为接地端电极具有相对被除去的弹性表面波谐振滤波器300的部分。另外，可认为接地端电极被分成模式耦合的双端口声表面波滤波器100侧和模式耦合的双端口声表面波滤波器200侧。
在该实施例中，缝隙505的宽度W1小于弹性表面波谐振滤波器300的宽度W2(或IDT的开口L1)(W1＜W2)。
形成分别对应输入终端TIN和输出终端TOU的输入终端电极506和输出终端电极507。
图2A是通过倒焊技术安装在外壳500上的图1A的弹性表面波元件的顶视图。图2B是图2A的剖面图。
接地端T11、T13和T15通过突块与接地端电极503连接，接地端T21、T23和T25通过突块与接地端电极504连接。输入终端TIN通过突块与输入终端电极506连接，输出终端TOU通过突块与输出电极507连接。在图2B中，出现了输入终端TIN和输入终端电极电极506之间的突块601以及输出终端TOU和输出终端电极507之间的突块。另外，出现了终端T13和T12与电极503之间的突块613和612。另外，出现了终端T23和T22以及电极504之间的突块623和622。
虽然未示出，在外壳500的顶部设置顶盖并且密封滤波器。
在声表面波滤波器中，当向输入终端电极506提供输入信号时，在模式耦合的双端口声表面波滤波器100中发生了谐振。将声表面波滤波器100的输出信号输入到弹性表面波谐振滤波器300的输入。谐振滤波器300的输出信号被输入到模式耦合的双端口声表面波滤波器200。模式耦合的双端口声表面波滤波器200的输出从输出终端电极507获得。
在接地端电极503和504之间形成了缝隙(或开口)505。缝隙505处于相对单端口弹性表面波谐振滤波器300的位置。这使得添加给弹性表面波谐振滤波器300的寄生电容被大大地减少了。结果，可根据需要充分地实现弹性表面波谐振滤波器300的频率特性(或陷波滤波器的特性)。在模式耦合的双端口声表面波滤波器的频率通带的高通区附近可靠地设置弹性表面波谐振滤波器300的衰减极点。从而，整个器件的频率特性就是平坦的，在高频区有陡的截止特性。
在说明当中，为了便于理解设置，简化了弹性表面波元件。然而实际上，可提供100个IDT。IDT的开口L1(见图1A)在范围80到100微米之中。缝隙505的宽度W1从范围10到200微米之中选择。
接下来，将说明根据本发明的声表面波滤波器测量频率特性的结果和其它特性。
图3示出了弹性表面波谐振滤波器300的频率特性。纵坐标表示衰减的量，横坐标表示频率。特性曲线3A示出了当在接地电极中设置开口部分时的特性，特性曲线3B示出了当不设置开口部分时的特性。可以看到，由特性曲线3A示出的特性在962.5MHz附近变化剧烈。
图4示出了整个声表面波滤波器的频率特性。这是在接地电极中无开口部分的谐振滤波器(或陷波滤波器)300的频率特性。
左侧的纵坐标表示衰减的量，以10dB为单位和以1dB为单位进行标度。横坐标表示频率。在图4中，特性曲线4A代表在以10dB为单位的刻度上的整个器件的频率特性。特性曲线4B表示在以1dB为单位的刻度上的整个器件的频率特性。
图5示出了整个声表面波滤波器的频率特性。该频率特性是当在接地电极中设置开口部分时的特性(或与本发明相关的器件的特性)。
左侧的纵坐标表示衰减的量，以10dB为单位和以1dB为单位进行标度。横坐标表示频率。在图5中，特性曲线5A表示在以10dB为单位的刻度上的整个器件的频率特性。特性曲线5B表示在以1dB为单位的刻度上的整个器件的频率特性。
如该频率特性与图4中频率特性所进行比较可看到的，通带显示出平坦的特性。
本发明并不局限于以上的实施例。
图6A示出了用于根据本发明的声表面波滤波器的外壳500的另一个例子。在以上的实施例中，设置缝隙505的宽度W1小于弹性表面波谐振滤波器300的宽度W2(或IDT的开口L1)(W1＜W2)。但是在图6A的实施例中，设计缝隙505的宽度W1小于弹性表面波谐振滤波器300的宽度W2(或IDT的开口L1)。该设置也产生了针对本发明的效果。
图6B示出了用于根据本发明声表面波滤波器的外壳500的还有一个例子。在以上的实施例中，从顶端到底端形成了缝隙(或开口部分)505。在图6B的实施例中，通过在底板502的一部分设置矩形开口来形成开口部分505a。形成这种开口部分505a以相对弹性表面波谐振滤波器300的区域，能使滤波器300中的寄生电容被减少。开口部分505a的宽度和滤波器300的宽度之间的关系可如图1B所示或如图6A所示。也就是说，宽度W1可以小于(＜W2)或大于(＞W2)在垂直于来自弹性表面波谐振滤波器300的弹性表面波传播方向的方向上的滤波器宽度W2。
在本发明中，模式耦合的双端口声表面波滤波器不一定是在以上实施例中说明的类型。在实施例中，弹性表面波谐振滤波器300已与模式耦合的双端口声表面波滤波器100和200进行了串接。相反，如图7和图8所示，弹性表面波谐振滤波器300可以并行地与模式耦合的双端口声表面波滤波器100和200进行连接。模式耦合的双端口声表面波滤波器100和200可具有相同的频率特性或具有彼此不同的频率特性。
首先，在图7中，在压电基片11上，由诸如铝(Al)之类的金属薄膜形成两个模式耦合的双端口声表面波滤波器100和200以及与模式耦合的双端口声表面波滤波器100和200串接的弹性表面波谐振滤波器300。
模式耦合的双端口声表面波滤波器100由三个并列设置的IDT1a、1b和1c、在IDT1a、1b和1c两侧设置的反射器1d和1e以及与构成IDT1b的梳齿形电极相连的终端电极1f组成。模式耦合的双端口声表面波滤波器200由并列设置的三个IDT2a、2b和2c、设置在IDT2a、2b和2c两侧上的反射器2d和2e以及连接于构成IDT2b的梳齿形电极的终端电极2f组成。
弹性表面波谐振滤波器300由IDT3a和设置在IDT3a两侧上的反射器3b和3c组成。
在图8中，在压电基片11上，由诸如铝(Al)之类的金属薄膜形成两个模式耦合的双端口声表面波滤波器100和200以及与模式耦合的双端口声表面波滤波器100和200并联的弹性表面波谐振滤波器300。
模式耦合的双端口声表面波滤波器100和200具有如图7所示的相同结构。弹性表面波谐振滤波器300具有如图7所示的相同结构。但是，图8所示的例子不同于图7中设置弹性表面波谐振滤波器300的位置上的结构。
图9、图10和图11示出了声表面波滤波器元件的其它例子。
在图9中，在压电基片11上，由诸如铝(Al)之类的金属薄膜形成两个模式耦合的双端口声表面波滤波器100和200以及与模式耦合的双端口声表面波滤波器100和200串接的弹性表面波谐振滤波器300。
模式耦合的双端口声表面波滤波器100由五个并列设置的IDT、在IDT两侧上设置的反射器以及起信号输入部分作用的终端电极1f组成。模式耦合的双端口声表面波滤波器200由并列设置的五个IDT、在IDT两侧上设置的反射器以及终端电极组成。弹性表面波谐振滤波器300由IDT、在IDT两侧上设置的反射器以及起信号输出部分作用的终端电极2f组成。
在图10中，在压电基片11上，由诸如铝(Al)之类的金属薄膜形成两个模式耦合的双端口声表面波滤波器100和200以及与模式耦合的双端口声表面波滤波器100和200串接的弹性表面波谐振滤波器300。
模式耦合的双端口声表面波滤波器100由七个并列设置的IDT、在IDT两侧上设置的反射器以及起信号输入部分作用的终端电极1f组成。模式耦合的双端口声表面波滤波器200由并列设置的七个IDT、在IDT两侧上设置的反射器以及起信号输出终端作用的终端电极2f组成。弹性表面波谐振滤波器300由IDT和在TDT两侧上设置的反射器组成。
在图11中，在压电基片11上，由诸如铝(Al)之类的金属薄膜形成两个模式耦合的双端口声表面波滤波器100和200以及与模式耦合的双端口声表面波滤波器100和200串接的弹性表面波谐振滤波器300。
模式耦合的双端口声表面波滤波器100由三个并列设置的IDT、在IDT两侧上设置的反射器以及起信号输入部分作用的终端电极1f组成。模式耦合的双端口声表面波滤波器200由并列设置的七个IDT、在IDT两侧上设置的反射器以及起信号输出终端作用的终端电极2f组成。弹性表面波谐振滤波器300由IDT和在IDT两侧上设置的反射器组成。
为了将图7到图11所示的弹性表面波元件装到上述的外壳500中，只须除去对应于弹性表面波谐振滤波器的接地端电极。
本发明并非局限于上述的实施例，它可以在不脱离本发明必要特征的精神下以其它的方法实践或实施。
如已详细说明的，在本发明中，可以提供一种非常好的声表面波滤波器，它即使用通过倒焊技术形成的设置也能够充分地除去不必要的寄生电容分量，而且也能实现平坦性良好的实用通带特性。
工业的应用性
根据本发明的声表面波滤波器可应用于包括移动通讯设备和电视机在内的电子设备的领域中。

Claims (7)

1.一种声表面波滤波器，其中，弹性表面波元件的电极采用倒焊技术通过突块与外壳的电极相连，该声表面波滤波器的特征在于
该弹性表面波元件具有第一个双端口声表面波滤波器；单端口弹性表面波谐振滤波器，对其提供第一声表面波滤波器输出；第二个双端口声表面波滤波器，对其提供单端口弹性表面波谐振滤波器输出；弹性表面波元件侧信号输入和输出电极以及弹性表面波元件侧的接地电极，每一个都在压电基片一个面上形成，并且
该外壳具有对应于弹性表面波元件侧信号输入和输出电极的输入和输出电极以及弹性表面波元件侧的接地电极，接地电极具有相对单端口弹性表面波谐振滤波器的开口部分，且该开口部分被如此设置，使相对第一个双端口声表面波滤波器的部分和相对第二个双端口声表面波滤波器的部分彼此电气分离。
2.根据权利要求1所述的声表面波滤波器，其特征在于，所述单端口声表面波滤波器与第一和第二个双端口声表面波滤波器串接。
3.根据权利要求1所述的声表面波滤波器，其特征在于，单端口声表面波滤波器与第一和第二个双端口声表面波滤波器并联。
4.根据权利要求1所述的声表面波滤波器，其特征在于，第一和第二个双端口声表面波滤波器具有相同的频率特性。
5.根据权利要求1所述的声表面波滤波器，其特征在于，第一和第二个双端口声表面波滤波器的频率特性彼此不同。
6.根据权利要求1所述的声表面波滤波器，其特征在于，第一和第二个双端口声表面波滤波器具有相同数目的叉指换能器。
7.根据权利要求1所述的声表面波滤波器，其特征在于，第一和第二个双端口声表面波滤波器所具有的叉指换能器的数目彼此不同。
CNB018130925A 2000-07-21 2001-07-19 声表面波滤波器 Expired - Fee Related CN1214524C (zh)

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