CN109660224A - 滤波器用复合压电基片及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种滤波器用复合压电基片，包括依次设置的压电基片层、过渡层、导电层，所述过渡层为铍膜，所述导电层为铝膜，本发明采用同样是六方晶系的铍或镁作为过渡膜生长在压电基片表面上，同种晶格结构的铍或镁与压电基片之间结合良好，解决了铝膜与压电基片之间由于晶格结构不同而导致的结合不良的问题；并且，铍或镁膜与铝膜均为金属膜，二者依靠金属键结合，结合状态良好。
Description
技术领域
本发明涉及滤波器用基片制备技术领域，尤其涉及一种滤波器用复合压电基片及其制备方法。
背景技术
在声表面波器件中，铝膜由于有比较低的声阻，是生产声表面波的最适合的材料。但铝膜在生长过程中，由于和基体压电材料晶格不匹配，生长的铝膜晶格严格扭曲，铝膜应力较大，在声表面波应用中，由于高频、高功率的声电作用下，很容易产生因铝膜与基体材料分离而导致电极脱落的现象。
而在声表面波滤波器的蜂窝无线应用中，要求器件能承受大至 1W的发射或接受功率。然而在大电流作用下，由于铝原子的迁移效应，电极处很容易断路或短路 ,高功率给基片表面带来的高温使器件很易失效。
发明内容
有必要提出一种滤波器用复合压电基片。
还有必要提出一种复合压电基片的制备方法。
一种滤波器用复合压电基片，包括依次设置的压电基体层、过渡层、导电层，所述过渡层为铍膜，所述导电层为铝膜。
一种制备所述复合压电基片的方法，包括以下步骤：
步骤1、将压电基体层置于混合酸溶液中浸泡，使基片表面处于疏水状态，有利于金属原子在上面的附着；
步骤2、利用磁控溅射在压电基体层的表面沉积一层过渡层薄膜；
步骤3、利用磁控溅射在过渡层的表面沉积一层导电层。
本发明选择与声表面波滤波器的叉指换能器200基片晶格结构相匹配的金属作为溅射膜材料，以提升叉指换能器的使用寿命和温度稳定性。
附图说明
图1为所述叉指换能器设置于复合压电基片上的结构示意图。
图2为部分复合压电基片的截面图。
图中：复合压电基片100、压电基体层10、过渡层20、导电层30、叉指换能器200。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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。
参见图1、图2，本发明实施例提供了一种滤波器用复合压电基片100，包括依次设置的压电基体层10、过渡层20、导电层30，所述过渡层20为铍膜，所述导电层30为铝膜。
进一步，所述过渡层20为镁膜。
本发明采用金属铍或镁作为过渡膜材料，铍和镁均为六方晶系结构，其晶系结构和晶格参数如下表所示：
由于铝是立方晶系，铌酸锂、钽酸锂等压电基片材料是六方晶系，铝膜在铌酸锂、钽酸锂上直接生长时，由于二者晶格结构不匹配，且由于铝膜为金属膜，压电基体层10为非金属材料层，导致生长的铝膜晶格严格扭曲，铝膜应力较大。
所以，本发明采用同样是六方晶系的铍或镁作为过渡膜生长在压电基片表面上，同种晶格结构的铍或镁与压电基片之间结合良好，解决了铝膜与压电基片之间由于晶格结构不同而导致的结合不良的问题；并且，铍或镁膜与铝膜均为金属膜，二者依靠金属键结合，结合状态良好，不易脱落。
可见，本方案将上述铝膜与压电基体层10之间结合时存在的两个问题都解决了。
进一步，所述过渡层20的厚度可根据设计或溅射时控制。
进一步，所述过渡层20为多层结构，所述过渡层20的多层结构为依次间隔设置的铍膜、镁膜。例如，过渡层20可以为依次设置的铍膜、镁膜两层结构，可以为依次设置的铍膜、镁膜、铍膜三层结构，可以为依次设置的铍膜、镁膜、铍膜、镁膜的四层结构。
进一步，所述压电基体层10的材料为铌酸锂、钽酸锂、石英、硅酸镓镧之一。
本发明还提出一种制备如上述的复合压电基片的方法，包括以下步骤：
步骤1、将压电基体层10置于混合酸溶液中浸泡，使基片表面处于疏水状态，有利于金属原子在上面的附着；
步骤2、利用磁控溅射在压电基体层10的表面沉积一层过渡层20薄膜；
步骤3、利用磁控溅射在过渡层20的表面沉积一层导电层30。
进一步，在步骤1中，所述混合酸溶液为氢氟酸和硫酸的混合溶液，或氢氟酸和硝酸的混合溶液。
进一步，在步骤1中，将压电基体层10置于混合酸溶液中浸泡，同时向混合酸溶液中鼓入氮气，以增强对压电基体层10表面的清洗能力。
抽取本发明的复合压电基片进行功率耐久性试验和寿命检测试验，得到以下数据：
该表格中的基片是以钽酸锂晶片为例，由以上数据可以看出，标记a基片是背景技术中所述的仅有钽酸锂基片层和铝导电层的两层结构；标记b、c基片为设置了铍或镁过渡层的三层结构，可见，该三层结构的寿命成倍增加，其耐久性均有明显提高；标记d、e、f基片分别将过渡层设置为两层、三层、四层薄膜的结构，可见，设置该多层过渡层的基片的寿命成倍增加，其耐久性均有明显提高。
本发明实施例装置中的模块或单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。
Claims (7)
1.一种滤波器用复合压电基片，其特征在于：包括依次设置的压电基体层、过渡层、导电层，所述过渡层为铍膜，所述导电层为铝膜。
2.如权利要求1所述的滤波器用复合压电基片，其特征在于：所述过渡层为镁膜。
3.如权利要求2所述的滤波器用复合压电基片，其特征在于：所述过渡层为多层结构，所述过渡层的多层结构为依次间隔设置的铍膜、镁膜。
4.如权利要求2所述的滤波器用复合压电基片，其特征在于：所述压电基体层的材料为铌酸锂、钽酸锂、石英、硅酸镓镧之一。
5.一种制备如权利要求1-4之一所述的复合压电基片的方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1、将压电基体层置于混合酸溶液中浸泡，使基片表面处于疏水状态，有利于金属原子在上面的附着；
步骤2、利用磁控溅射在压电基体层的表面沉积一层过渡层薄膜；
步骤3、利用磁控溅射在过渡层的表面沉积一层导电层。
6.如权利要求5所述的制备复合压电基片的方法，其特征在于：在步骤1中，所述混合酸溶液为氢氟酸和硫酸的混合溶液，或氢氟酸和硝酸的混合溶液。
7.如权利要求5所述的制备复合压电基片的方法，其特征在于：在步骤1中，将压电基体层置于混合酸溶液中浸泡，同时向混合酸溶液中鼓入氮气，以增强对压电基体层表面的清洗能力。
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Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3955160A (en) * | 1975-04-30 | 1976-05-04 | Rca Corporation | Surface acoustic wave device |
| JPH09199976A (ja) * | 1996-01-18 | 1997-07-31 | Hitachi Ltd | 弾性表面波素子電極 |
| CN1430330A (zh) * | 2001-12-27 | 2003-07-16 | 株式会社村田制作所 | 声表面波元件及其制造方法 |
| CN1543065A (zh) * | 2003-04-28 | 2004-11-03 | 富士通媒体部品株式会社 | 使用表面声波滤波器的双工器 |
| CN1578131A (zh) * | 2003-07-17 | 2005-02-09 | Tdk株式会社 | 声表面波元件、声表面波设备、声表面波双工器和声表面波元件制造方法 |
| CN1659718A (zh) * | 2002-06-10 | 2005-08-24 | 日本碍子株式会社 | 压电/电致伸缩装置和其制造方法 |
| CN1852026A (zh) * | 2005-04-21 | 2006-10-25 | 富士通媒体部品株式会社 | 滤波器和双工器 |
| CN102377402A (zh) * | 2010-08-16 | 2012-03-14 | 精工爱普生株式会社 | 压电振动设备及其制造方法、谐振频率的调整方法 |
| CN102763492A (zh) * | 2009-12-02 | 2012-10-31 | 埃普科斯股份有限公司 | 具有高电源兼容性和高导电性的金属化部 |
| CN103022013A (zh) * | 2011-09-23 | 2013-04-03 | 英飞凌科技股份有限公司 | 带有无线saw温度传感器的功率半导体模块 |
| WO2018132742A1 (en) * | 2017-01-12 | 2018-07-19 | Akoustis, Inc. | Monolithic single chip integrated radio frequency front end module configured with single crystal acoustic filter devices |
-
2018
- 2018-12-18 CN CN201811548827.0A patent/CN109660224B/zh active Active
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3955160A (en) * | 1975-04-30 | 1976-05-04 | Rca Corporation | Surface acoustic wave device |
| JPH09199976A (ja) * | 1996-01-18 | 1997-07-31 | Hitachi Ltd | 弾性表面波素子電極 |
| CN1430330A (zh) * | 2001-12-27 | 2003-07-16 | 株式会社村田制作所 | 声表面波元件及其制造方法 |
| CN1659718A (zh) * | 2002-06-10 | 2005-08-24 | 日本碍子株式会社 | 压电/电致伸缩装置和其制造方法 |
| CN1543065A (zh) * | 2003-04-28 | 2004-11-03 | 富士通媒体部品株式会社 | 使用表面声波滤波器的双工器 |
| CN1578131A (zh) * | 2003-07-17 | 2005-02-09 | Tdk株式会社 | 声表面波元件、声表面波设备、声表面波双工器和声表面波元件制造方法 |
| CN1852026A (zh) * | 2005-04-21 | 2006-10-25 | 富士通媒体部品株式会社 | 滤波器和双工器 |
| CN102763492A (zh) * | 2009-12-02 | 2012-10-31 | 埃普科斯股份有限公司 | 具有高电源兼容性和高导电性的金属化部 |
| CN102377402A (zh) * | 2010-08-16 | 2012-03-14 | 精工爱普生株式会社 | 压电振动设备及其制造方法、谐振频率的调整方法 |
| CN103022013A (zh) * | 2011-09-23 | 2013-04-03 | 英飞凌科技股份有限公司 | 带有无线saw温度传感器的功率半导体模块 |
| WO2018132742A1 (en) * | 2017-01-12 | 2018-07-19 | Akoustis, Inc. | Monolithic single chip integrated radio frequency front end module configured with single crystal acoustic filter devices |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 李秀明: "铌镁酸铅和铌锌酸铅基铁电单晶中声表面波传播特性研究", 《中国博士学位论文全文数据库工程科技Ⅰ辑》 * |
| 袁娣等: "Be、Mg掺杂AlN电子结构的第一性原理计算", 《原子与分子物理学报》 * |
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