[發(fā)明專利]聲共振器及濾波器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680023789.6
• 申請日: 2006-06-22
• 公開（公告）號: CN101213744A
• 公開（公告）日: 2008-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 中塚宏;大西慶治;中村弘幸;巖崎智弘;鶴見直大
• 申請（專利權(quán)）人: 松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社
• 主分類號: H03H9/17
• 分類號: H03H9/17;H03H9/58
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 陳英俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及聲共振器及濾波器，尤其涉及能夠抑制亂真振動的產(chǎn)生的聲共振器、以及使用該聲共振器的濾波器。

背景技術(shù)

內(nèi)置在便攜式設(shè)備等電子設(shè)備中的部件要求小型化及輕量化。例如，在便攜式設(shè)備中使用的濾波器要求小型化，并且要求能夠進(jìn)行頻率特性的精密調(diào)節(jié)。作為滿足這些要求的濾波器之一，已知有使用聲共振器的濾波器(參照專利文獻(xiàn)1～3)。

以下，參照圖13A～圖13D，說明專利文獻(xiàn)1記載的以往的聲共振器。

圖13A是表示以往的聲共振器的基本構(gòu)造的剖面圖。以往的聲共振器是通過上部電極102和下部電極103夾持壓電體101的構(gòu)造。該以往的聲共振器載置在形成有腔體104的基板105上使用。可以利用微細(xì)加工法從基板105的背面進(jìn)行局部蝕刻，來形成腔體104。該以往的聲共振器通過上部電極102和下部電極103在厚度方向上施加電場，產(chǎn)生厚度方向的振動。接著，利用無限平板的厚度縱振動進(jìn)行以往的聲共振器的動作說明。

圖13B是用來說明以往的聲共振器的動作的示意性的立體圖。以往的聲共振器中，如果在上部電極102與下部電極103之間施加電場，則通過壓電體101將電能變換為機械能。被激勵的機械振動是厚度方向拉伸振動，在與電場相同的方向上進(jìn)行伸縮。一般，以往的聲共振器利用壓電體101的厚度方向的共振振動，以厚度等于半波長的頻率的共振動作。圖13A所示的腔體104是為了確保該壓電體101的厚度縱振動而利用的。

該以往的聲共振器的等價電路如圖13D所示，是同時具有串聯(lián)共振與并聯(lián)共振的等價電路。該等價電路通過由電容器C1、電感器L1及電阻R1構(gòu)成的串聯(lián)共振部、和與串聯(lián)共振部并聯(lián)連接的電容器C0構(gòu)成。通過該電路結(jié)構(gòu)，等價電路的導(dǎo)納頻率特性如圖13C所示，在共振頻率fr下導(dǎo)納成為最大，在反共振頻率fa下導(dǎo)納成為最小。這里，共振頻率fr與反共振頻率fa具有以下的關(guān)系。

fr＝1/{2π√(L1×C1)}

fa＝fr√(1+C1/C0)

在使用具有這樣的導(dǎo)納頻率特性的以往的聲共振器作為濾波器的情況下，由于利用壓電體101的共振振動，所以能夠?qū)崿F(xiàn)小型且低損耗的濾波器。

這里，在較大地影響聲共振器特性的壓電薄膜，期望使用高品質(zhì)的壓電薄膜。因此，提出了各種用來實現(xiàn)高品質(zhì)的壓電薄膜的制造方法(參照專利文獻(xiàn)4)。圖14是用來說明在專利文獻(xiàn)4中公開的以往的聲共振器的制造方法的順序的圖。

首先，蝕刻基板111，然后在基板111上形成作為腔體112的凹陷(圖14(a))。接著，在基板111的整個面上形成替代腐蝕層115(圖14(b))。接著，進(jìn)行平坦化以使基板111的表面與替代腐蝕層115的表面成相等高度(圖14(c))。接著，在其上部分別層疊下部電極121、壓電薄膜122及上部電極123，形成振動部120(圖14(d))。最后，通過蝕刻除去替代腐蝕層115而設(shè)置腔體112，聲共振器完成(圖14(c))。在該專利文獻(xiàn)4中，為了提高壓電薄膜的結(jié)晶性，通過規(guī)定作為下部電極121的鉬(Mo)的膜厚及平坦性，實現(xiàn)了使用濺鍍法時的高品質(zhì)的壓電薄膜。

專利文獻(xiàn)1：日本特開昭60-68711號公報

專利文獻(xiàn)2：日本特開2003-158309號公報

專利文獻(xiàn)3：美國專利第5587620號說明書

專利文獻(xiàn)4：日本特許第2800905號公報

專利文獻(xiàn)5：美國專利第6060818號說明書

上述以往的聲共振器是一部分固定在基板105上的構(gòu)造，所以振動部所產(chǎn)生的振動的一部分無論如何也會傳遞到基板105。傳遞到該基板105的不必要振動，在基板105的底面反射而返回到振動部側(cè)，所以會給振動部的主共振振動帶來影響(圖15的箭頭e)。

該影響如圖16A所示，在振動部的共振頻率與反共振頻率之間產(chǎn)生亂真振動。如果將具有這樣的亂真振動的聲共振器如圖16B那樣并聯(lián)連接而形成濾波器，則如圖16C所示，在通帶的局部出現(xiàn)不希望的通過特性。該通過特性導(dǎo)致通信品質(zhì)降低。

此外，根據(jù)以往的制造方法，壓電薄膜的結(jié)晶性受基底較大影響。因此，對于作為基底的材料，要求高結(jié)晶性及高平坦性。由此，如果由壓電薄膜及上下電極構(gòu)成的振動部和基板之間的構(gòu)造變得復(fù)雜，則對壓電薄膜的基底膜的結(jié)晶性及平坦性產(chǎn)生影響。因此，例如對于平坦性，在壓電薄膜的成膜前需要進(jìn)行平坦化工藝等的工藝，有工藝變得復(fù)雜的問題。