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弹性波装置、滤波器及电子设备

文献发布时间:2023-06-23 06:30:03


弹性波装置、滤波器及电子设备

技术领域

本申请涉及射频技术领域,尤其涉及一种弹性波装置、一种具有该弹性波装置的滤波器以及一种具有该滤波器的电子设备。

背景技术

弹性波装置利用声-电换能器的特征对压电层表面上传播的声波进行处理,具有成本低、体积小和功能多等优点,因此在雷达、通信、导航、识别等领域获得了广泛的应用。

弹性波装置包括叉指换能器,叉指换能器包括汇流条与多个电极指,多个电极指以电气连接的方式与汇流条连接,多个电极指与压电层相配合可以将电信号转化为声波或将声波转化为电信号。随着弹性波装置应用的电子设备逐渐小型化,现有的弹性波装置的尺寸不利于实现电子设备的小型化。

因此,对弹性波装置的小型化设计是亟待解决的问题。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足,本申请的目的在于提供一种弹性波装置、一种具有该弹性波装置的滤波器以及一种具有该滤波器的电子设备,其旨在实现弹性波装置的小型化设计。

为解决上述技术问题,本申请实施例提供一种弹性波装置,包括压电层、位于所述压电层上的叉指换能器以及设置于所述叉指换能器相对两侧的反射结构。所述叉指换能器包括相对设置的两个汇流条以及多个电极指,所述电极指的一端连接于一所述汇流条,所述电极指的另一端向另一所述汇流条延伸,连接两个所述汇流条的多个所述电极指在声波传播方向上依次间隔设置形成一交替区域。所述弹性波装置还包括温度补偿层与质量层,所述温度补偿层设于所述压电层设有所述叉指换能器的一侧,并至少覆盖所述叉指换能器的所述交替区域,所述质量层设置于所述温度补偿层背对所述叉指换能器的一侧,且位于所述交替区域。

综上所述,本申请实施例提供的弹性波装置通过在叉指换能器的交替区域设置质量层,以降低声波在交替区域传播的速度,使得在实现同一谐振频率时,所需要的电极指周期比现有的有所减小,从而能够在工艺上减小叉指换能器的尺寸,实现了弹性波装置的小型化设计。

在示例性实施方式中,所述交替区域包括中间区域和位于所述中间区域两侧的边缘区域。所述弹性波装置还包括质量负载结构,在俯视方向上,所述质量负载结构位于所述边缘区域。

在示例性实施方式中,所述质量负载结构设置于所述质量层面对所述温度补偿层的一侧;或,所述质量负载结构设置于所述质量层背对所述温度补偿层的一侧。

在示例性实施方式中,所述质量负载结构包括多个质量负载块,在多个所述电极指的排布方向上,多个所述质量负载块依次间隔设置,且在俯视方向上,至少部分所述电极指与至少一个所述质量负载块重叠。

在示例性实施方式中,所述质量负载结构与多个所述电极指33以及相邻两个所述电极指33之间的间隙重叠。

在示例性实施方式中,所述质量层的密度大于4.5g/cm

在示例性实施方式中,所述质量层的材料包括铝、铜、钨、钼、金、银、铂与铬中的至少一种;和/或,所述质量负载结构的材料包括铝、铜、钨、钼、金、银、铂与铬中的至少一种。

在示例性实施方式中,所述质量层包括一层金属膜或依次层叠设置的多层金属膜;和/或,所述质量负载结构包括一层金属膜或依次层叠设置的多层金属膜。

在示例性实施方式中,所述叉指换能器还包括间隙区域,所述间隙区域邻接于所述边缘区域背对所述中间区域的一侧;所述弹性波装置还包括高声速层,所述高声速层至少设置于所述间隙区域,所述高声速层被配置为增大所述高声速层所在区域对应的声速。

在示例性实施方式中,所述弹性波装置还包括边侧区域,所述边侧区域邻接于所述间隙区域背对所述边缘区域的一侧,且所述汇流条的至少一部分位于所述边侧区域,其中,所述边侧区域对应的声速大于所述中间区域对应的声速。

在示例性实施方式中,所述高声速层设于所述间隙区域以及所述边侧区域。

在示例性实施方式中,所述高声速层的材料包括氮化硅、氧化铝以及碳化硅中的任意一种或多种。

在示例性实施方式中,在所述电极指延伸方向上,所述间隙区域的长度小于或等于λ,其中,λ为所述电极指的周期。

在示例性实施方式中,在所述电极指延伸方向上,所述间隙区域的长度小于或等于0.5λ,其中,λ为所述电极指的周期。

在示例性实施方式中,在所述电极指延伸方向上,所述间隙区域的长度小于或等于0.25λ,其中,λ为所述电极指的周期。

基于同样的发明构思,本申请实施例还提供一种弹性波装置,所述弹性波装置包括压电层、叉指换能器以及反射结构。所述叉指换能器包括相对设置的两个汇流条以及多个电极指,所述电极指的一端连接于一所述汇流条,所述电极指的另一端向另一所述汇流条延伸,连接两个所述汇流条的多个所述电极指在声波传播方向上依次间隔设置形成一交替区域,所述交替区域包括中间区域和位于所述中间区域两侧的边缘区域。所述弹性波装置还包括温度补偿层与质量层,所述温度补偿层设于所述压电层设有所述叉指换能器的一侧,并至少覆盖所述叉指换能器的所述交替区域,所述质量层设置于所述温度补偿层背对所述叉指换能器的一侧,且位于所述交替区域,所述质量层被配置为降低所述交替区域对应的声速。

综上所述,本申请实施例提供的弹性波装置通过在叉指换能器的交替区域设置质量层,以降低声波在交替区域传播的速度,使得在实现同一谐振频率时,所需要的电极指周期比现有的有所减小,从而能够在工艺上减小叉指换能器的尺寸,实现了弹性波装置的小型化设计。

基于同样的发明构思,本申请实施例还提供一种滤波器,所述滤波器至少包括多个上述的弹性波装置。

综上所述,本申请实施提供的滤波器包括多个弹性波装置,所述弹性波装置通过在叉指换能器的交替区域设置质量层,以降低声波在交替区域传播的速度,使得在实现同一谐振频率时,所需要的电极指周期比现有的有所减小,从而能够在工艺上减小叉指换能器的尺寸,实现了弹性波装置的小型化设计。

基于同样的发明构思,本申请实施例还提供一种电子设备,所述电子设备包括基板以及上述的滤波器,所述滤波器安装于所述基板上,并与所述基板电连接。

综上所述,本申请实施例提供的电子设备包括基板与滤波器,所述滤波器包括多个弹性波装置,所述弹性波装置通过在叉指换能器的交替区域设置质量层,以降低声波在交替区域传播的速度,使得在实现同一谐振频率时,所需要的电极指周期比现有的有所减小,从而能够在工艺上减小叉指换能器的尺寸,实现了弹性波装置的小型化设计。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例公开的弹性波装置的俯视结构示意图;

图2为图1所示的弹性波装置沿II-II方向的截面示意图;

图3为图1所示的弹性波装置的叉指换能器的结构示意图;

图4为图1所示的弹性波装置的中间区域对应的层结构;

图5为图1所示的弹性波装置的边缘区域对应的层结构;

图6为图1所示的弹性波装置的间隙区域对应的层结构;

图7为图1所示的弹性波装置的边侧区域对应的层结构;

图8为本申请实施公开的弹性波装置的导纳曲线与现有技术的弹性波装置的导纳曲线的对比示意图;

图9为本申请实施例公开的弹性波装置的品质因数与现有技术的弹性波装置的品质因数的对比示意图;

图10为现有技术的弹性波装置的能量分布示意图;

图11为本申请公开的弹性波装置的能量分布示意图;

图12为本申请实施例公开的滤波器的结构示意图。

附图标记说明:

10-压电层;30-叉指换能器;31-汇流条;33-电极指;50-温度补偿层;60-质量层;

70-质量负载结构;80-高声速层;100-弹性波装置;A-交替区域;C-中间区域;Q-边缘区域;K-间隙区域;N-边侧区域;200-滤波器;IN输入端;OUT-输出端;Bl-串联支路;B2-并联支路;GND-接地端。

具体实施方式

为了便于理解本申请,下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施方式。但是,本申请可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施方式。相反地,提供这些实施方式的目的是使对本申请的公开内容理解的更加透彻全面。

以下各实施例的说明是参考附加的图示,用以例示本申请可用以实施的特定实施例。本文中为部件所编序号本身,例如“第一”、“第二”等,仅用于区分所描述的对象,不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”,如无特别说明,均包括直接和间接连接(联接)。本申请中所提到的方向用语,例如,“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”、“侧面”等,仅是参考附加图式的方向,因此,使用的方向用语是为了更好、更清楚地说明及理解本申请,而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸地连接,或者一体地连接;可以是机械连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。需要说明的是,本申请的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序。此外,本申请中使用的术语“包括”、“可以包括”、“包含”、或“可以包含”表示公开的相应功能、操作、元件等的存在,并不限制其他的一个或多个更多功能、操作、元件等。此外,术语“包括”或“包含”表示存在说明书中公开的相应特征、数目、步骤、操作、元素、部件或其组合,而并不排除存在或添加一个或多个其他特征、数目、步骤、操作、元素、部件或其组合,意图在于覆盖不排他的包含。还需要理解的是,本文中描述的“至少一个”的含义是一个及其以上,例如一个、两个或三个等,而“多个”的含义是至少两个,例如两个或三个等,除非另有明确具体的限定。

除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本申请。

请参阅图1与图2,图1为本申请实施例公开的弹性波装置的俯视结构示意图,图2为图1所示的弹性波装置沿II-II方向的截面示意图,本申请实施例提供的弹性波装置100包括压电层10、位于所述压电层10上的叉指换能器30以及设置于所述叉指换能器30相对两侧的反射结构。所述叉指换能器30与所述压电层10相配合可以将电信号转化为声波或将声波转化为电信号,所述反射结构用于避免声波泄漏。

在本申请实施方式中,弹性波装置可以是温度补偿型声表面波谐振器(TC-SAW),也可以是具有POI衬底结构的声表面波谐振器,还可以是横向激励薄膜体声波谐振器等具有叉指换能器的弹性波装置,本申请在此不做限定。

在本申请实施方式中,请一并参阅图2和图3,图3为图1所示的弹性波装置的叉指换能器的结构示意图,所述叉指换能器30包括两个汇流条31以及多个电极指33,两个所述汇流条31相对设置,所述电极指33的一端连接于一所述汇流条31,所述电极指33的另一端向另一所述汇流条31延伸,连接两个所述汇流条31的多个所述电极指33在声波传播方向上依次间隔设置形成一交替区域A。其中,声波传播方向与两个所述汇流条31的排布方向垂直。

在本申请实施方式中,请参阅图1和图2,所述弹性波装置100还包括温度补偿层50与质量层60,所述温度补偿层50设于所述压电层10设有所述叉指换能器30的一侧,并至少覆盖所述叉指换能器30的所述交替区域A。所述质量层60设置于所述温度补偿层50背对所述叉指换能器30的一侧,且位于所述交替区域A。

可以理解的是,所述质量层60用于降低声波在所述交替区域A传播的速度,使得声波在该区域比未覆盖所述质量层60时的声速低。根据声速(V)=波长(λ)×频率(f)可知,在频率f不变的情况下,降低声速V可以降低波长λ,其中,波长λ也可以是指电极指的周期,具体为:在同一汇流条上,相邻两个电极指的中心线之间的距离。

通常情况下,在结构上,弹性波装置的谐振频率与电极指的周期相关。因此,在弹性波装置实现相同谐振频率f的情况下,可通过该设计减小声波的传播速度,在设计时,可以将叉指换能器的尺寸做小,从而实现弹性波装置的小型化设计。

在示例性实施方式中,两个所述汇流条31相对且平行设置,所述电极指33的延伸方向与声波的传播方向垂直。

在示例性实施方式中,所述压电层10可以是任意切型的钽酸锂(LiTaO

在示例性实施方式中,所述叉指换能器30的材料包括铝(Al)、铜(Cu)、银(Ag)、铂(Pt)、铬(Cr)等金属材料中的任意一种或多种。所述叉指换能器30包括一层膜结构或依次层叠设置的多层膜结构。

在示例性实施方式中,所述温度补偿层50可以是具有正的温度系数,以补偿所述压电层10的负温度系数。所述温度补偿层50的材料包括但不限于采用二氧化硅、含氟的二氧化硅以及氮化硅类含硅介质膜等。

在示例性实施方式中,所述温度补偿层50覆盖所述叉指换能器30以及覆盖所述压电层10设置有所述叉指换能器30的一侧。

在示例性实施方式中,在所述质量层60面对或背对所述温度补偿层50的一侧还可以设置其他功能层,例如,在所述质量层60背对所述温度补偿层50的一侧设置钝化层,钝化层也可以起到调频的作用,在所述质量层60面对所述温度补偿层50的一侧设置种子层以及缓冲层(Buffer Layer),本申请对此不作具体限制。

综上所述,本申请实施例提供的弹性波装置100通过在所述叉指换能器30的所述交替区域A设置所述质量层60,以降低声波在所述交替区域A传播的速度,使得在实现同一谐振频率时,所需要的所述电极指33的周期比现有的有所减小,从而能够在工艺上减小所述叉指换能器30的尺寸,实现了所述弹性波装置100的小型化设计。

在本申请实施方式中,请一并参阅图1、图4和图5,图4为图1所示的弹性波装置的中间区域对应的层结构,图5为图1所示的弹性波装置的边缘区域对应的层结构。所述交替区域A包括中间区域C和位于所述中间区域C两侧的边缘区域Q,所述弹性波装置100还包括质量负载结构70,在俯视方向上,所述质量负载结构70位于所述边缘区域Q,所述质量负载结构70用于降低所述边缘区域Q对应的声速,且所述中间区域C对应的声速大于所述边缘区域Q对应的声速。其中,从所述质量层60至所述压电层10的方向为俯视方向。

在本申请实施方式中,所述质量负载结构70包括多个质量负载块,在多个所述电极指33的排布方向上,多个所述质量负载块依次间隔设置,且在俯视方向上,至少部分所述电极指33与至少一个所述质量负载块重叠。在示例性实施方式中,至少部分所述电极指33与至少一个所述质量负载块重叠。具体为,每个所述电极指33可与一个质量负载块或多个所述质量负载块重叠,或者部分所述电极指33可与一个质量负载块或多个所述质量负载块重叠,本申请对此不作具体限制。

在示例性实施方式中,重叠是指:所述质量负载块在所述压电层10上的正投影与位于所述边缘区域Q的所述电极指33在所述压电层10上的正投影重合或部分重合。

在示例性实施方式中,所述质量负载块在所述压电层10上的正投影的尺寸可大于、小于或等于位于所述边缘区域Q的所述电极指33在所述压电层10上的正投影的尺寸。

在示例性实施方式中,在俯视方向上,所述质量负载结构70与多个所述电极指33以及相邻两个所述电极指33之间的间隙重叠。

在示例性实施方式中,所述质量负载结构70可以是一个整体。所述质量负载结构70可以是一个或两个。相应地,一个所述质量负载结构70可位于所述一个所述边缘区域Q,两个所述质量负载结构70可分别位于两个所述边缘区域Q。

在本申请一实施方式中,所述质量负载结构70可以是一个质量负载条,所述质量负载条覆盖整个所述边缘区域Q,即所述质量负载条覆盖所述边缘区域Q的所述电极指33以及相邻两个所述电极指33之间的间隙。

在本申请另一实施方式中,所述质量负载结构70可以是多个质量负载条,所述质量负载结构间断性地覆盖部分所述电极指33和/或相邻所述电极指33之间的间隙。

在本申请其他实施方式中,所述质量负载结构可以是多个所述质量负载块,多个所述质量负载块间隔设置于所述边缘区域Q,以覆盖位于所述边缘区域Q的部分所述电极指33、位于所述边缘区域Q的所述电极指33、所述电极指33之间的部分间隙或所述电极指33之间的间隙,本申请对此不作具体的限定。可以理解的是,质量负载结构70可以是piston、hammer或者其他形式的结构,质量负载结构70设置在所述边缘区域Q,以降低所述边缘区域Q对应的声速。质量负载结构70的设置,使得声波在边缘区域Q传播的声波声速小于在中间区域C传播的声波声速,以形成声速差,避免所述中间区域C的声波泄漏,进而抑制所述弹性波装置100的横向模态。

在示例性实施方式中,两个所述质量负载结构70分别位于两个所述边缘区域Q,且所述质量负载结构70的位置与多个所述电极指33的位置相对应;或者,多个所述质量负载结构70分别位于两个所述边缘区域Q,且一个所述边缘区域Q内的多个所述质量负载结构70的位置分别与多个所述电极指33的位置一一对应。可以理解的是,两个所述质量负载结构70覆盖两个所述边缘区域Q,形成两个所述质量负载结构70的工艺更为简单。

在示例性实施方式中,两个所述边缘区域Q的所述质量负载结构70可相同或不相同。具体为,两个所述边缘区域Q的所述质量负载结构70可均为一个质量负载条、多个所述质量负载条或多个质量负载块;一个所述边缘区域Q的所述质量负载结构70可为一个所述质量负载条,另一所述边缘区域Q的所述质量负载结构70可为多个所述质量负载条或多个质量负载块;一个所述边缘区域Q的所述质量负载结构70可为多个所述质量负载条,另一所述边缘区域Q的所述质量负载结构70可为一个所述质量负载条或多个质量负载块;一个所述边缘区域Q的所述质量负载结构70可为多个质量负载块,另一所述边缘区域Q的所述质量负载结构70可为多个所述质量负载条或一个所述质量负载条。

在示例性实施方式中,所述交替区域A包括两个所述边缘区域Q,且两个所述边缘区域Q分别设置于所述中间区域C的相对两侧。所述中间区域C与所述边缘区域Q的排布方向与声波的传播方向垂直。

在示例性实施方式中,部分电极指33的自由端(所述电极指33背离所连接的所述汇流条31的一端)可以位于所述边缘区域Q或越过所述边缘区域Q。其中,位于所述边缘区域Q可以理解为:所述电极指33位于所述边缘区域Q的长度可等于或小于所述边缘区域Q的宽度。其中,所述边缘区域Q的宽度是指:在所述电极指33的延伸方向上,所述边缘区域Q从一侧到相对的另一侧之间的距离。

在本申请实施方式中,所述质量负载结构70设置于所述质量层60面对所述温度补偿层50的一侧;或,所述质量负载结构70设置于所述质量层60背对所述温度补偿层50的一侧,本申请对此不作具体限制。

在示例性实施方式中,所述质量负载结构70可与所述电极指33接触或不接触,本申请对此不做具体限制。所述质量负载结构70可位于所述电极指33面对所述压电层10的一侧或背对所述压电层10的一侧,本申请对此不作具体限制。

在示例性实施方式中,所述质量层60的材料包括金属、合金或介电材料,所述质量负载结构70的材料包括金属、合金或介电材料,本申请对此不作具体限制。其中,所述质量负载结构70的材料可以是铝(Al)、铜(Cu)、钨(W)、钼(Mo)、金(Au)、银(Ag)、铂(Pt)与铬(Cr)中的任意一种金属,或者可以是以铝、铜、钨、钼、金、银、铂、铬等金属为主要成分的合金。其中,介电材料可以是五氧化二钽等低声速材料。

在示例性实施方式中,所述质量层60的密度大于或等于Al的金属及其合金,或者,所述质量层60的密度大于4.5g/cm

优选地,所述质量层60的密度大于4.5g/cm

优选地,所述质量层60与所述质量负载结构70的材料均为重金属。在示例性实施方式中,所述质量层60的材料与所述质量负载结构70的材料可以相同或不相同,本申请对此不作具体限制。

在本申请实施方式中,所述质量层60包括一层金属膜或依次层叠设置的多层金属膜;和/或,所述质量负载结构70包括一层金属膜或依次层叠设置的多层金属膜。

在本申请实施方式中,请一并参阅图1和图6,图6为图1所示的弹性波装置的间隙区域对应的层结构,所述叉指换能器30还包括间隙区域K,所述间隙区域K邻接于所述边缘区域Q背对所述中间区域C的一侧。所述弹性波装置100还包括高声速层80,所述高声速层80至少设置于所述间隙区域K,所述高声速层80被配置为增大所述高声速层80所在区域对应的声波的声速。

可以理解的是,声波在所述间隙区域K传播的速度大于声波在所述边缘区域Q传播的速度,使得所述间隙区域K与所述边缘区域Q之间形成声速差,以将声波约束在所述中间区域C,防止声波能量向外泄漏。

在本申请一实施方式中,所述高声速层80可与所述质量层60在同一平面。所述高声速层80位于所述温度补偿层50背对所述叉指换能器30的一侧,且与所述质量层60相邻接设置。

在本申请另一实施方式中,所述高声速层80可与所述温度补偿层50在同一平面。所述高声速层80位于所述叉指换能器30背对所述压电层10的一侧,且与所述温度补偿层50相邻接设置。

在示例性实施方式中,所述叉指换能器30还包括两个间隙区域K,两个所述间隙区域K分别位于两个所述边缘区域Q背对所述中间区域C的一侧。

在本申请实施方式中,请一并参阅图1和图7,图7为图1所示的弹性波装置的边侧区域对应的层结构,所述弹性波装置100还包括边侧区域N,所述边侧区域N邻接于所述间隙区域K背对所述边缘区域Q的一侧,且所述汇流条31的至少一部分位于所述边侧区域N,其中,声波在所述边侧区域N传播的速度大于声波在所述中间区域C传播的速度。

可以理解的是,所述边侧区域N至少包含两个所述汇流条31至少互相面对的部分(汇流条靠近电极指的内侧区域),也可以包含整个所述汇流条31,本申请对此不作具体限制。

可以理解的是,产生于交替区域A的声波以倏逝波(Evanescent Wave)的形式进入所述间隙区域K,声波的能量强度随着声波进入所述间隙区域K的深度呈指数型衰减。当所述间隙区域K面对所述交替区域A的一侧与背对所述交替区域A的一侧之间的距离足够宽时,可以实现全发射声波,从而将声波约束在所述交替区域A,避免声波的能量泄漏,进而影响所述弹性波装置100的性能。当所述间隙区域K的宽度很小时,进入所述间隙区域K的声波会越过所述间隙区域K而进入所述边侧区域N,越过所述间隙区域K的声波以倏逝波的形式进入所述边侧区域N,且声波的能量也会迅速衰减至零,在减小所述间隙区域K宽度的同时,保证所述边侧区域N有一定的宽度,可以防止所述交替区域A的声波的能量泄漏。因此,在将所述间隙区域K的宽度压缩到工艺极限,并保证所述电极指33的自由端不与所述汇流条31接触,所述间隙区域K因为声学遂穿效应的存在,声学功能极大弱化甚至可以忽略,所述间隙区域K的作用仅是用于实现所述电极指33的自由端与所述汇流条31绝缘,由于所述间隙区域K的宽度极大地压缩,有利于实现所述弹性波装置100的小型化。

在本申请实施方式中,在所述电极指33延伸方向上,所述间隙区域K的长度小于或等于0.5λ,例如,0.5λ、0.4λ、0.3λ、0.35λ、0.25λ、0.2λ、0.1λ,本申请对此不作具体限制。其中,λ为所述电极指33的周期。两个所述间隙区域K的至少一个所述间隙区域K的长度为小于或等于0.5λ,本申请对此不作具体限制。

在本申请实施方式中,在所述电极指33延伸方向上,所述间隙区域K的长度小于或等于0.25λ,例如,0.25λ、0.23λ、0.2λ、0.18λ、0.15λ、0.1λ、0.08λ、0.07λ、0.02λ,本申请对此不作具体限制。其中,λ为所述电极指33的周期。两个所述间隙区域K的至少一个所述间隙区域K的长度为小于或等于0.25λ,本申请对此不作具体限制。

可以理解的是,声波在所述边侧区域N传播的速度大于声波在所述中间区域C传播的速度,使得声波声速较大的区域具有足够的宽度,进而使得所述间隙区域K的长度可以做到小于或等于0.5λ以及所述间隙区域K的长度小于或等于0.25λ。

在本申请实施方式中,所述高声速层80设于所述间隙区域K以及所述边侧区域N,以进一步增大所述间隙区域K以及所述边侧区域N对应的声速。

在本申请实施方式中,所述高声速层80的材料包括氮化硅、氧化铝以及碳化硅中的任意一种或多种。

在本申请实施方式中,在所述电极指33延伸方向上,所述间隙区域K的长度小于或等于λ,其中,λ为所述电极指33的周期。

在示例性实施方式中,请参阅图8,图8为本申请实施公开的弹性波装置的导纳曲线与现有技术的弹性波装置的导纳曲线的对比示意图,图8的横坐标为频率,单位Hz,纵坐标为导纳曲线,单位dB。本申请公开的所述弹性波装置100的所述间隙区域K的宽度为0.25λ,现有技术的弹性波装置的间隙区域的宽度为λ,从图8可以看出,改变所述间隙区域K的宽度不会影响对横向模态的抑制。

在示例性实施方式中,请参阅图9,图9为本申请实施例公开的弹性波装置的品质因数与现有技术的弹性波装置的品质因数的对比示意图,图9的横坐标为频率,单位Hz,纵坐标为品质因数。本申请公开的所述弹性波装置100的所述间隙区域K的宽度为0.25λ,现有技术的弹性波装置的间隙区域的宽度为λ,从图9可以看出,在谐振点的附近,本申请的所述弹性波装置100的品质因数明显高于现有技术的弹性波装置的品质因数,在其他频率范围,本申请的所述弹性波装置100的品质因数与现有技术的弹性波装置的品质因数无明显差别。

在示例性实施方式中,请一并参阅图10和图11,图10为现有技术的弹性波装置的能量分布示意图,图11为本申请公开的弹性波装置的能量分布示意图,其中,图10和图11中白色圆圈的内部为能量所在的区域。从图11中可以看出,声波进入所述间隙区域K后,能量快速衰减到零,从图10可以看出,声波越过所述间隙区域K后进入所述边侧区域N后,能量快速衰减到零,而且,由于声学遂穿效应,能量可以透过所述间隙区域K。因此,本申请提供的弹性波装置100在所述间隙区域K很窄后(所述弹性波装置100的尺寸减小后),通过所述边侧区域N也可以快速地减弱所述声波的能量,进而实现全发射声波。将所述汇流条31的至少一部分对应的声波速度增大,可以减小所述间隙区域K的长度。

基于同样的发明构思,本申请实施例还提供一种弹性波装置,所述弹性波装置100包括压电层10、位于所述压电层10上的叉指换能器30以及设置于所述叉指换能器30相对两侧的反射结构,所述叉指换能器30包括相对设置的两个汇流条31以及多个电极指33,所述电极指33的一端连接于一所述汇流条31,所述电极指33的另一端向另一所述汇流条31延伸,两个所述汇流条31上的多个所述电极指33在声波传播方向上依次间隔设置形成一交替区域A,所述交替区域A包括中间区域C和位于所述中间区域C两侧的边缘区域Q。所述弹性波装置100还包括温度补偿层50与质量层60,所述温度补偿层50设于所述压电层10设有所述叉指换能器的一侧,并至少覆盖所述叉指换能器的所述交替区域A,所述质量层60设置于所述温度补偿层50背对所述叉指换能器30的一侧,且位于所述交替区域A,所述质量层60被配置为降低所述交替区域A对应的声速。弹性波装置的其他结构与上一实施例的弹性波装置的结构相同,在此不再赘述。

综上所述,本申请实施例提供的弹性波装置100通过在所述叉指换能器30的所述交替区域A设置所述质量层60,以降低声波在所述交替区域A传播的速度,使得在实现同一谐振频率时,所需要的所述电极指33的周期比现有的有所减小,从而能够在工艺上减小所述叉指换能器30的尺寸,实现了所述弹性波装置100的小型化设计。

基于同样的发明构思,请参阅图12,图12为本申请实施例公开的滤波器的结构示意图。本申请实施例还提供一种滤波器,所述滤波器200至少包括多个上述的弹性波装置100。

在本申请实施方式中,所述滤波器还至少可以包括输入端IN、输出端OUT、串联支路Bl以及至少一个并联支路B2。其中,所述串联支路Bl连接在所述输入端IN和所述输出端OUT之间,所述并联支路B2的一端与所述串联支路Bl连接,另一端与接地端GND连接;所述串联支路Bl中设置有至少两个串联的所述弹性波装置100,各并联支路B2中设置有并联的所述弹性波装置100。由于图1至图11所示的实施例已对所述弹性波装置100进行了详细的介绍,在此不再赘述。

综上所述,本申请实施例提供的滤波器200包括多个弹性波装置100,所述弹性波装置100通过在所述叉指换能器30的所述交替区域A设置所述质量层60,以降低声波在所述交替区域A传播的速度,使得在实现同一谐振频率时,所需要的所述电极指33的周期比现有的有所减小,从而能够在工艺上减小所述叉指换能器30的尺寸,实现了所述弹性波装置100的小型化设计。

基于同样的发明构思,本申请实施例还提供一种电子设备,包括基板以及上述的滤波器200,所述滤波器200倒装于所述基板上,并与所述基板电连接。

在示例性实施方式中,所述基板可为印制电路板(Printed Circuit Board,PCB)。

在示例性实施方式中,所述电子设备包括但不局限于:LED面板、平板电脑、笔记本电脑、导航仪、手机和电子手表等任何具有滤波器的电子设备或者部件,本申请对此不作具体限制。

可以理解地,所述电子设备还可包含诸如个人数字助理(Personal DigitalAssistant,PDA)和/或音乐播放器功能的电子设备,诸如手机、平板电脑、具备无线通讯功能的可穿戴电子设备(如智能手表)等。上述电子设备也可以是其它电子装置,诸如具有触敏表面(例如触控面板)的膝上型计算机(Laptop)等。在一些实施例中,所述电子设备可以具有通信功能,即可以通过2G(第二代手机通信技术规格)、3G(第三代手机通信技术规格)、4G(第四代手机通信技术规格)、5G(第五代手机通信技术规格)、6G(第六代手机通信技术规格)或W-LAN(无线局域网)或今后可能出现的通信方式与网络建立通信。为简明起见,对此本申请实施例不做进一步限定。由于图1至图12所示的实施例已对弹性波装置100以及滤波器200进行了详细的介绍,在此不再赘述。

综上所述,本申请实施例提供的电子设备包括基板以及滤波器200,所述滤波器200包括多个弹性波装置100,所述弹性波装置100通过在所述叉指换能器30的所述交替区域A设置所述质量层60,以降低声波在所述交替区域A传播的速度,使得在实现同一谐振频率时,所需要的所述电极指33的周期比现有的有所减小,从而能够在工艺上减小所述叉指换能器30的尺寸,实现了所述弹性波装置100的小型化设计。

在本说明书的描述中,参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

应当理解的是,本申请的应用不限于上述的举例,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,所有这些改进和变换都应属于本申请所附权利要求的保护范围。本领域的一般技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分方法,并依本申请权利要求所作的等同变化,仍属于本申请所涵盖的范围。

相关技术
  • 电磁波透射滤波器及电磁波检测装置
  • 可弯曲电子设备、可弯曲电子设备的控制方法、装置及电子设备
  • 弹性波装置、弹性波装置的制作方法、滤波器及电子设备
  • 弹性波滤波器及具备该弹性波滤波器的弹性波装置
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06120116008933