[发明专利]应用于无线温度传感器的高Q值单端对声表面波谐振器

说明书

本发明公开了一种应用于无线温度传感器的高Q值单端对声表面波谐振器，包括一个叉指换能器、分别分布于所述叉指换能器两侧的两个反射器以及压电基底，所述叉指换能器采用余弦函数切指加权的形式设置于所述压电基底上，两个所述反射器采用沟槽形式设置于所述压电基底上。所述压电基底为采用绕Y轴向旋转0°～30°切割且沿X方向传播的石英晶体。所述叉指换能器采用占空比为1.3～1.5的铝电极。本发明可以实现小体积、高Q值、低损耗以及低寄生等性能，提高了Q值，降低了器件的损耗，实用性强。

技术领域

本发明涉及一种声表面波谐振器，尤其涉及一种应用于无线温度传感器的高Q值声表面波单端对谐振器，属于半导体平面制作技术领域。

背景技术

声表面波谐振器(surface-acoustic- wave)，SAW声表面波元件主要作用原理是利用压电材料的压电特性，利用输入与输出换能器(Transducer)将电波的输入讯号转换成机械能，经过处理后，再把机械能转换成电的讯号，以达到过滤不必要的讯号及杂讯，提升收讯品质的目标；被广泛应用在各种无线通讯系统、电视机、录放影机及全球卫星定位系统接收器上。

其主要功用在于把杂讯滤掉，比传统的 LC 滤波器安装更简单、体积更小。 SAW声表面波元件的制作可分为晶圆清洗、镀金属膜、上光阻、显影、蚀刻、去光阻、切割、封装、等相关步骤，具有可大量生产、损耗低及选择性高，适用于各型手机等特点；有性能稳定、尺寸小的特点，主要应用于无线设备。声表滤波器中的FL系列主要应用于蜂窝如移动通讯、接收器等。FM系列有低损耗性、高强度的排他性以及对外部阻抗的低匹配性。它可应用于汽车TPMS、远程无键进入(RKE)、安全系统和有源RFID标签。

近年来，以单端对谐振器为核心传感元件的声表面波温度传感器以其无线无源的特点获得人们的青睐，获得了飞速发展，并在电力设备关键节点在线监测领域获得了广泛应用。在传感器应用中，声表面波谐振器的性能特别是品质因子及损耗直接影响到温度传感器的无线信号传输。传统的单端对声表面波谐振器一般采用无加权、电极占空比为1的换能器与反射器电极设计，导致Q值较低；部分采用了单或者双加权的设计，体现为叉指换能器的切指加权和反射器的变迹加权，虽然有部分加权效果，但是同时也增加了器件的插入损耗；为改善Q值，市场上现在有部分设计采用增加反射器长度来提高反射率，但由此也增加了器件尺寸同时增加了寄生效应。

有鉴于此，如何提供一种小体积、高Q值、低损耗以及低寄生等性能的应用于无线温度传感器的声表面波谐振器，成为了业界亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有应用于无线温度传感器的单端对声表面波谐振器性能上所存在的一些问题，为了实现小体积、高Q值、低损耗以及低寄生等性能，本发明的目的在于提供一种对叉指换能器进行余弦函数切指加权、采用沟槽结构反射器、采用绕Y轴0°～35°切割沿X方向传播的石英基底的应用于无线温度传感器的单端对声表面波谐振器。

为了实现上述发明目的，本发明所采取的技术方案包括：

一种应用于无线温度传感器的高Q值单端对声表面波谐振器，包括一个叉指换能器、分别分布于所述叉指换能器两侧的两个反射器以及压电基底，所述叉指换能器采用余弦函数切指加权的形式设置于所述压电基底上，两个所述反射器采用沟槽形式设置于所述压电基底上。

作为本发明的优选方案之一，所述压电基底为采用绕Y轴向旋转0°～30°切割且沿X方向传播的石英晶体。

进一步的，所述石英晶体材料具有线性频率温度系数，且频率温度系数在10～22ppm/℃。

更优选的，所述叉指换能器采用占空比为1.3～1.5的铝电极。

本发明的有益效果在于：

本发明可以解决现有应用于无线温度传感器的单端对声表面波谐振器性能上所存在的一些问题，实现小体积、高Q值、低损耗以及低寄生等性能，实用性强。