[发明专利]具有更好声音效果的电声器件

说明书

本发明涉及具有更好声音效果的、尤其是受在基片边沿上反射的声波的干扰更少的电声器件。此外，本发明涉及通过这种器件实现的高频滤波器、用于制造这种器件的晶片以及制造的工艺。

在电声器件内，转换器结构转换高频信号与声波(AW)。转换器结构包括电极结构，例如叉指电极，并且在此与一种压电材料，例如压电晶片相结合。

AW在利用表面声波(SAW＝Surface Acoustic Wave＝akustische )工作的器件内优选地在压电材料的表面上传播。问题在于，离开转换器结构的波在压电材料的边沿或者表面上被反射，并且-随着错误的相位-重新回到转换器结构上。

利用AW工作的器件通常被用作带通滤波器或者带阻滤波器。那么，转换器结构和反射元件就具有空间周期性，这种空间周期性基本取决于带通频率所对应的波长λ或者说λ/2。问题在于，AW所对应的频率将近超出带通频率，因为这些波能够相对容易地克服反射元件。

为了减少反射的波的负面作用，可以将SAW芯片背面的表面粗糙化，以使得AW散射。但这提高了相应基片的破碎率。

此外也可以用吸收AW的物质包裹基片边沿。

另外，使用非矩形底面的芯片也是可行的。

另一种可行方案在于，将叉指电极倾斜，使其连同-不变的-汇流排(bus bars)一起不再具有矩形底面。

但在这些旨在减少反射AW引起的干扰的方案中，其中每一个都存在缺点，例如在器件本身的制造方面或者在其封装方面。

因此期望制造出通过另一种更有利的方式改进声音效果的电声器件。

为此，独立的权利要求说明了加以改进的器件、加以改进的晶片、加以改进的制造工艺和加以改进的高频滤波器。从属的权利要求说明了对应的有利的设计方案。

电声器件包括载波芯片，其包含具有压电轴的压电材料。该器件另外包括具有叉指电极的AW转换器结构，其被布置在载波芯片上。其中，AW转换器结构适合并且被设计用于转换声波(AW)与高频信号。叉指电极被定向为与压电轴成直角。压电轴与基片边沿不成直角地相交。

如果要减少反射，直角就是不利的。但在制造电声器件时，直角是有利的，因为在制造时非直角定向的边沿会导致更高的花费。

上述器件通过叉指电极与压电轴的直角布置而具有最佳的励磁强度，以及具有最佳的电声耦合。若载体芯片采用可行的矩形截面，在分割时只需制造出成直角的切割边沿，这就使器件制造的过程变得简单。

但边沿非强制性笔直成型的芯片也是可行的。不规律的结构化边沿有助于避免相干反射，从而使不期望的信号散射开来。

由于压电轴并没有被定向为与矩形载波基片的基片边沿成直角或相平行，因此反射AW的干扰就得到了改善，并且由此获得一种加以改进的电声器件。

因而指出这样一种电声器件，在该电声器件中，叉指电极相对于基片边沿是倾斜的。但随之而来的也提出了更高的面积需求，因为通常矩形成型的器件结构，例如电声转换器结构，与矩形的载波芯片相对于彼此存在偏转，器件结构就不能最佳地填满芯片。在载波芯片的边沿上，出现了无法被叉指电极利用到的区域，因为-与已知的、仅仅只有叉指电极发生倾斜的方式相反-汇流排也相对于基片边沿存在偏转。

这样一种器件具有更好的电声特性，尤其是在频率将近超过带通频率的情况下。这样就形成了一种插入损耗降低4.5dB的实施方式。

同时，无论声学特性还是电学特性-由模型计算和实际所架构的试验器件证明-都不会降低。

可行的是，载波芯片具有矩形截面。通常，被优选需要的是矩形的零部件。例如在裸芯片封装(Bare Die＝Nachkchip)或晶圆级封装(Wafer Level Packages)中，非矩形的基片在实践中必须花费极大代价进行调整，否则就无法兼容。

同样可行的是，载波芯片具有基本呈矩形的截面并且边沿被结构化。边沿可这样被结构化，即边沿至少在为此所规定的区域内不被定向为与压电轴相垂直。

可行的是，压电轴与基片边沿围绕形成的角度处于[80°,…,87°]的区间内。换言之：转换器结构可偏转一定角度，该角度介于3°(90°-87°)(含)和10°(90°-80°)(含)之间。这样，反射AW的干扰作用已经减小得相当多，而额外的面积需求仍然保持得相当少。

其他偏转角度，例如介于1°和30°之间、介于5°和20°之间同样是可行的。

可行的是，压电材料是一种压电的单晶体。

叉指电极能够用于生成SAW(表面声波)或者GBAW(GBAW＝Guided Bulk Acoustic Wave＝导向体声波)。