Фильтр на поверхностных акустических волнах

 

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано для изготовления устройств на поверхностных акустических волнах (ПАВ). Фильтр на ПАВ содержит пьезоэлектрический звукопровод с расположенными на его рабочей поверхности входным и выходным встречно-штыревыми преобразователями ПАВ. На края звукопровода нанесен акустопоглощающий материал. Кроме того, на поверхности звукопровода, противоположной рабочей поверхности, расположен элемент, рассеивающий объемные акустические волны и выполненный в виде замкнутых канавок, находящихся под входным и выходным преобразователями ПАВ и в области между ними. Причем поверхность канавок содержит дополнительный слой плавленого материала звукопровода толщиной не менее 50 мкм и имеющий аморфную и/или поликристаллическую структуру. Наличие этого слоя обеспечивает дополнительное затухание объемных акустических волн. Канавки создавались обработкой поверхности звукопровода лазером с длиной волны λ=1,06 мкм, эта операция менее трудоемка и не повреждает хрупкий материал зувукопровода. Техническим результатом является улучшение рассеивания объемных акустических волн при облегчении операции по изготовлению таких элементов. 2 ил.

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано для изготовления устройств на поверхностных акустических волнах (ПАВ).

Известны фильтры на ПАВ, содержащие пьезоэлектрический звукопровод с расположенными на его рабочей поверхности встречно-штыревыми преобразователями и акустопоглощающим материалом. Для подавления нежелательных сигналов, вызываемых объемными акустическими волнами (ОАВ), на нижней поверхности звукопровода [1-3] или в его объеме [4] расположены различного вида неоднородности, на которых происходит рассеивание ОАВ. Создание таких неоднородностей механическим путем не технологично и сопряжено с потерей звукопроводом прочности, что приводит к поломке звукопровода при термоциклировании (-60, +80^oС) и ударных испытаниях с пиковым ударным ускорением порядка 500 g. Это тем более относится к трещинам в объеме звукопровода [4].

Наиболее близким по технологической сущности к предлагаемому изобретению является фильтр на ПАВ [5], принятый за прототип.

Фильтр на ПАВ-прототип, содержит расположенные на его рабочей поверхности входной и выходной преобразователи и акустопоглощающее вещество на краях звукопровода. На нижней стороне звукопровода выполнена замкнутая канавка для рассеивания ОАВ.

Недостатком прототипа является то, что механически выполненные в хрупком пьезоэлектрическом материале подложки канавки создают дополнительные напряжения в звукопроводе, операция их изготовления трудоемка, и они должны иметь достаточно большую глубину для успешного рассеивания ОАВ.

Для устранения указанных недостатков в фильтре на ПАВ, содержащем пьезоэлектрический звукопровод с расположенными на его рабочей поверхности входным и выходным встречно-штыревыми преобразователями ПАВ, акустопоглощающим материалом на краях звукопровода и рассеивающим объемные акустические волны элементом, выполненным в виде замкнутой канавки, расположенной на поверхности, противоположной рабочей, звукопровод содержит как минимум три замкнутые канавки, которые расположены под входным и выходным преобразователями ПАВ и в области между ними. Причем поверхность канавок состоит из дополнительного слоя плавленого материала звукопровода толщиной не менее 50 мкм, имеющего аморфную и/или поликристаллическую структуру.

На фиг. 1 представлена схема звукопровода фильтра в разрезе, на фиг.2 - схема звукопровода фильтра, вид сверху.

На фиг.1 обозначены 1 - пьезоэлектрический звукопровод, 2 - дополнительный слой, 3 - встречно-штыревые преобразователи ПАВ, 4 - акустопоглощающий материал, 5 - канавки. На фиг.2 обозначения аналогичны фиг.1.

Фильтр на ПАВ содержит пьезоэлектрический звукопровод 1 с расположенными на его поверхности входным и выходным встречноштыревыми преобразователями ПАВ 3. На краях звукопровода 1 нанесен акустопоглощающий материал 4. На поверхности звукопровода 1, противоположной рабочей поверхности, расположены как минимум три канавки 5. Причем две из них находятся под входным и выходным преобразователями ПАВ 3, а третья - между ними. При этом поверхность канавок 5 состоит из дополнительного слоя 2 плавленого материала звукопровода 1 толщиной не менее 50 мкм, имеющего аморфную и/или поликристаллическую структуру. Этот слой обеспечивает дополнительное затухание ОАВ при одинаковых или меньших геометрических размерах канавок 5.

Предлагаемый фильтр работает следующим образом. ОАВ, двигаясь по звукопроводу 1, проникает в дополнительный слой 2 материала звукопровода, имеющего аморфную и/или поликристаллическую структуру, но не отражается от него благодаря одинаковым значениям акустических импедансов слоя и материала звукопровода. При этом происходит затухание ОАВ в слое из-за его аморфной и/или поликристаллической структуры.

Канавки на обратной поверхности звукопровода создавались обработкой поверхности лазером СПИК-3 с длиной волны λ=1,06 мкм. Это позволило упростить изготовление рассеивающего элемента и устранить возникающие микротрещины в материале звукопровода. Рентгеноструктурный анализ материала подложки показал, что заметный, имеющий практическое значение эффект подавления ОАВ наблюдается при толщине плавленого слоя не менее 50 мкм.

Источники информации 1. Авторское свидетельство СССР 1457788, кл. Н 03 Н 9/64, опубл. 1987.

2. Патент России 1780146 А1, Н 03 Н 9/46, опубл. 07.12.92, бюл. 45.

3. Патент США 4388600, Н 03 Н 9/14, опубл. 1983.

4. Авторское свидетельство 1316533 А1, Н 03 Н 9/25, опубл. 23.02.93, бюл. 7.

5. Патент 2054791 С1, Н 03 Н 9/64, опубл. 20.02.96, бюл. 5.

Формула изобретения

Фильтр на поверхностных акустических волнах (ПАВ), содержащий пьезоэлектрический звукопровод с расположенными на его рабочей поверхности входным и выходным встречно-штыревыми преобразователями ПАВ, акустопоглощающим материалом на краях звукопровода, и рассеивающим объемные акустические волны элементом, выполненным в виде замкнутой канавки, расположенной на поверхности, противоположной рабочей, отличающийся тем, что звукопровод содержит как минимум три замкнутые канавки, которые расположены под входным, выходным преобразователями ПАВ и в области между ними, поверхность канавок состоит из дополнительного слоя плавленого материала звукопровода толщиной не менее 50 мкм и имеющего аморфную и/или поликристаллическую структуру.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2