[發(fā)明專(zhuān)利]一種具有溫度補(bǔ)償特性的高性能聲表面波濾波器及制作方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010743183.1
• 申請(qǐng)日: 2020-07-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112073017A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王紅亮;王璐瑤;張漢強(qiáng);何常德;趙利輝;洪應(yīng)平;孫曉磊
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中北大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H03H3/10
• 分類(lèi)號(hào): H03H3/10;H03H9/25;H03H9/64;H03H9/02;H03H9/145
• 代理公司: 太原晉科知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 任林芳

本發(fā)明屬于濾波領(lǐng)域的換能裝置，具體是一種具有溫度補(bǔ)償特性的高性能聲表面波濾波器及制作方法。包括封裝外殼，所述的封裝外殼內(nèi)部設(shè)有粘連芯片的基座，基座上側(cè)固定有芯片，所述的芯片以壓電基片為襯底，壓電基片下側(cè)設(shè)置有用于與基座固定的粘結(jié)層，壓電基片上設(shè)置層狀金屬叉指換能器，層狀金屬叉指換能器上制備有溫度補(bǔ)償薄膜，所述的層狀金屬叉指換能器為若干個(gè)單端諧振器組成梯形結(jié)構(gòu)的雙端器件，所述的封裝外殼的外部引腳通過(guò)金線和芯片上預(yù)留的信號(hào)引出部分形成電氣連接，所述的芯片和封裝殼體之間設(shè)置有用于密封的惰性氣體。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于濾波領(lǐng)域的換能裝置，具體是一種具有溫度補(bǔ)償特性的高性能聲表面波濾波器及制作方法。

背景技術(shù)

濾波器是對(duì)波進(jìn)行過(guò)濾的器件。“波”是一個(gè)非常廣泛的物理概念，在電子技術(shù)領(lǐng)域，“波”被狹義地局限于特指描述各種物理量的取值隨時(shí)間起伏變化的過(guò)程。而濾波器，則是根據(jù)電路參數(shù)對(duì)電路頻帶寬度的影響而設(shè)計(jì)出來(lái)的工程應(yīng)用電路。聲表面波（SAW）是一種沿物體表面?zhèn)鞑サ膹椥圆ǎ鳛樯鲜兰o(jì)才發(fā)展起來(lái)的新興學(xué)科，其結(jié)合了超聲學(xué)和電子學(xué)。由于可以用制造半導(dǎo)體的光刻技術(shù)大批量生產(chǎn)質(zhì)量很好的聲表面波芯片，各種聲表面波器件很快推出并投入實(shí)際應(yīng)用。用聲表面波去模擬電子學(xué)的各種功能，可使聲表面波器件實(shí)現(xiàn)小型化和多功能，從而在雷達(dá)、通信、導(dǎo)航、識(shí)別和電子戰(zhàn)等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。聲表面波濾波器從最初應(yīng)用于電視的中頻濾波器，逐漸發(fā)展應(yīng)用到軍事領(lǐng)域的雷達(dá)系統(tǒng)，并在通信系統(tǒng)的發(fā)展下，逐漸的展現(xiàn)其優(yōu)勢(shì)，成為射頻系統(tǒng)中不可缺少的部件。

聲表面波濾波器技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)應(yīng)用于各種無(wú)線通訊系統(tǒng)和全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)等設(shè)備中的接收器，替代原有的LC諧振電路，用于級(jí)間耦合和濾波。由于軍工部門(mén)對(duì)相關(guān)通訊設(shè)備提出小型化和輕量化的要求，聲表面波濾波器具有尺寸小、質(zhì)量輕的特點(diǎn)能夠很好滿足該需求。聲表面波（SAW）濾波器作為關(guān)鍵器件和相關(guān)模塊的核心構(gòu)成，廣泛應(yīng)用于艦載、機(jī)載相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)和戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈的通信系統(tǒng)之中。聲表面波濾波器在相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)中應(yīng)用主要是完成系統(tǒng)所要求的信號(hào)處理功能，即提高電子系統(tǒng)的可靠性、有效性和抗干擾能力。為了保證陸基、海基、空基和天基等各類(lèi)工作環(huán)境下系統(tǒng)的濾波器的質(zhì)量和可靠性水平，針對(duì)廣泛的工作溫度環(huán)境，對(duì)器件的頻率溫度特性提出了更高的要求。聲表面波濾波器在通信系統(tǒng)領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)對(duì)戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈領(lǐng)域的需求十分貼合。聲表面波的傳遞速度要比電磁波低5個(gè)數(shù)量級(jí)，因此可以輕易的實(shí)現(xiàn)小型化。當(dāng)前，由于其高性?xún)r(jià)比，SAW濾波器件被廣泛用作2GHz以下頻段射頻前端的接收濾波器或雙工器的接收前端。應(yīng)用于通訊系統(tǒng)的濾波器應(yīng)該具有較低的插入損耗，陡峭的過(guò)渡帶，高的帶外抑制以及低的假響應(yīng)模式，這是其應(yīng)對(duì)擁擠頻帶情況的必要性能。傳統(tǒng)的濾波器技術(shù)，比如波導(dǎo)濾波器，電容-電感濾波器，陶瓷濾波器和射頻微機(jī)電(RF-MEMS)濾波器等，由于不能夠滿足性能或成本的考慮，過(guò)去幾十年間，移動(dòng)手持設(shè)備中的射頻濾波器主要是聲表面波器件(SAW)。

聲表面波濾波器的帶通濾波功能主要依靠換能器結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，其換能器是一種制備于壓電材料層上的金屬叉指換能器結(jié)構(gòu)，利用壓電材料的特性實(shí)現(xiàn)電聲信號(hào)的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)濾波器功能。考慮到叉指換能器的材料、壓電基底特性、加工工藝等因素的影響，使得傳統(tǒng)的濾波器特征參數(shù)存在損耗較大、矩形度不高和頻率溫度系數(shù)不能滿足工作環(huán)境的溫度要求、制作工藝成品率較低、封裝結(jié)構(gòu)對(duì)性能影響交的等許多問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決上述問(wèn)題，提供一種具有溫度補(bǔ)償特性的高性能聲表面波濾波器及制作方法。

本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：一種具有溫度補(bǔ)償特性的高性能聲表面波濾波器，包括封裝外殼，所述的封裝外殼內(nèi)部設(shè)有粘連芯片的基座，基座上側(cè)固定有芯片，所述的芯片以壓電基片為襯底，壓電基片下側(cè)設(shè)置有用于與基座固定的粘結(jié)層，壓電基片上設(shè)置層狀金屬叉指換能器，層狀金屬叉指換能器上制備有溫度補(bǔ)償薄膜，所述的層狀金屬叉指換能器為若干個(gè)單端諧振器組成梯形結(jié)構(gòu)的雙端器件，所述的封裝外殼的外部引腳通過(guò)金線和芯片上預(yù)留的信號(hào)引出部分形成電氣連接，所述的芯片和封裝殼體之間設(shè)置有用于密封的惰性氣體。