多個(gè)方面和實(shí)施例總體上涉及可用在各種電子設(shè)備中的聲波濾波器和使用聲波濾波器的雙工器。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)依據(jù)美國(guó)法典第35卷第119節(jié)和PCT第8條主張2014年7月31日提交的共同未決的日本專利申請(qǐng)No.2014-155796的優(yōu)先權(quán)，其通過(guò)引用整體合并于此以用于所有目的。

背景技術(shù)：

聲波濾波器通常用作無(wú)線通信設(shè)備中的分路濾波器或高頻濾波器。另外，包括聲波濾波器的雙工器是公知的。美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)No.2012/086521描述了梯型表面聲波濾波器和使用其的雙工器的示例。

引文列表

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)No.2012/086521

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在某些常規(guī)的聲波濾波器中，叉指換能器(IDT)電極被電介質(zhì)膜覆蓋以抑制由溫度變化引起的頻率特性波動(dòng)。然而，這種電介質(zhì)膜可能會(huì)不期望地降低聲波濾波器的機(jī)電耦合系數(shù)。

多個(gè)方面和實(shí)施例涉及提供一種聲波濾波器，其具有改善的機(jī)電耦合系數(shù)以允許寬帶操作，同時(shí)還具有減小的由于溫度變化引起的通過(guò)特性(passing characteristic)的波動(dòng)。

根據(jù)某些實(shí)施例，一種聲波濾波器包括襯底，設(shè)置在所述襯底上方并且將第一信號(hào)端子連接到第二信號(hào)端子的信號(hào)線，串聯(lián)連接到所述信號(hào)線的串聯(lián)諧振器，以及并聯(lián)連接到所述信號(hào)線的并聯(lián)諧振器。所述并聯(lián)諧振器包括第一和第二并聯(lián)諧振器，所述第一和第二并聯(lián)諧振器中的每個(gè)都具有IDT電極和覆蓋所述IDT電極的電介質(zhì)膜，所述第一并聯(lián)諧振器配置為具有比所述第二并聯(lián)諧振器的諧振頻率更接近所述聲波濾波器的通帶的諧振頻率，覆蓋所述第一并聯(lián)諧振器的電介質(zhì)膜配置為具有比覆蓋所述第二并聯(lián)諧振器的電介質(zhì)膜的膜厚度更大的膜厚度。

聲波濾波器的另一些實(shí)施例包括襯底，設(shè)置在所述襯底上方并且將第一信號(hào)端子連接到第二信號(hào)端子的信號(hào)線，串聯(lián)連接到所述信號(hào)線的串聯(lián)諧振器，以及并聯(lián)連接到所述信號(hào)線的并聯(lián)諧振器。所述串聯(lián)諧振器包括第一和第二串聯(lián)諧振器，所述第一和第二串聯(lián)諧振器中的每個(gè)具有IDT電極和覆蓋所述IDT電極的電介質(zhì)膜，所述第一串聯(lián)諧振器配置為具有比所述第二串聯(lián)諧振器的反諧振頻率更接近所述聲波濾波器的通帶的反諧振頻率，覆蓋所述第一串聯(lián)諧振器的電介質(zhì)膜配置為具有比覆蓋所述第二串聯(lián)諧振器的電介質(zhì)膜的膜厚度更大的膜厚度。

聲波器件的各種實(shí)施例可包括以下特征中的任何一個(gè)或多個(gè)。

在一實(shí)施例中，一種聲波濾波器包括襯底，設(shè)置在所述襯底上并且將第一信號(hào)端子連接到第二信號(hào)端子的信號(hào)線，在所述第一和第二信號(hào)端子之間串聯(lián)連接到所述信號(hào)線的至少一個(gè)串聯(lián)諧振器，以及在所述信號(hào)線和至少一個(gè)接地端子之間并聯(lián)連接的多個(gè)并聯(lián)諧振器。所述多個(gè)并聯(lián)諧振器包括第一和第二并聯(lián)諧振器，所述第一和第二并聯(lián)諧振器中的每個(gè)具有叉指換能器(IDT)電極和覆蓋所述IDT電極的電介質(zhì)膜，所述第一并聯(lián)諧振器具有比所述第二并聯(lián)諧振器的諧振頻率更接近所述聲波濾波器的通帶的諧振頻率，覆蓋所述第一并聯(lián)諧振器的IDT電極的電介質(zhì)膜具有比覆蓋所述第二并聯(lián)諧振器的IDT電極的電介質(zhì)膜的膜厚度更大的膜厚度。

在一示例中，所述第一并聯(lián)諧振器包括兩個(gè)第一并聯(lián)諧振器。在一示例中，所述兩個(gè)第一并聯(lián)諧振器中的一個(gè)在所述多個(gè)并聯(lián)諧振器中具有最接近所述聲波濾波器的通帶的諧振頻率，所述兩個(gè)第一并聯(lián)諧振器中的另一個(gè)在所述多個(gè)并聯(lián)諧振器中具有第二接近所述聲波濾波器的通帶的諧振頻率。

所述襯底可為例如鈮酸鋰壓電襯底。在一示例中，所述鈮酸鋰壓電襯底具有滿足下式的歐拉角

[數(shù)學(xué)式1]

213°≤θ≤223°，以及-5°≤ψ≤5°

在一示例中，覆蓋所述第一并聯(lián)諧振器的IDT電極的電介質(zhì)膜的膜厚度約為1850nm，覆蓋所述第二并聯(lián)諧振器的IDT電極的電介質(zhì)膜的膜厚度約為1600nm。

在另一示例中，所述至少一個(gè)串聯(lián)諧振器包括第一和第二串聯(lián)諧振器，所述第一和第二串聯(lián)諧振器中的每個(gè)都具有IDT電極和覆蓋所述IDT電極的電介質(zhì)膜，所述第一串聯(lián)諧振器具有比所述第二串聯(lián)諧振器的反諧振頻率更接近所述聲波濾波器的通帶的反諧振頻率，覆蓋所述第一串聯(lián)諧振器的IDT電極的電介質(zhì)膜具有比覆蓋所述第二串聯(lián)諧振器的IDT電極的電介質(zhì)膜的膜厚度更大的膜厚度。在另一示例中，所述至少一個(gè)串聯(lián)諧振器包括多個(gè)串聯(lián)諧振器，所述多個(gè)串聯(lián)諧振器中的每個(gè)都具有IDT電極和覆蓋所述IDT電極的電介質(zhì)膜，所述多個(gè)串聯(lián)諧振器中的第一串聯(lián)諧振器在所述多個(gè)串聯(lián)諧振器中具有最接近所述聲波濾波器的通帶的反諧振頻率，覆蓋所述第一串聯(lián)諧振器的IDT電極的電介質(zhì)膜比覆蓋所述多個(gè)串聯(lián)諧振器中的其他串聯(lián)諧振器的IDT電極的電介質(zhì)膜更厚。

根據(jù)另一實(shí)施例，一種聲波濾波器包括襯底，設(shè)置在所述襯底上并且將第一信號(hào)端子連接到第二信號(hào)端子的信號(hào)線，在所述信號(hào)線和至少一個(gè)接地端子之間并聯(lián)連接的至少一個(gè)并聯(lián)諧振器，以及在所述第一和第二信號(hào)端子之間串聯(lián)連接到所述信號(hào)線的多個(gè)串聯(lián)諧振器。所述多個(gè)串聯(lián)諧振器包括第一和第二串聯(lián)諧振器，所述第一和第二串聯(lián)諧振器中的每個(gè)具有IDT電極和覆蓋所述IDT電極的電介質(zhì)膜，所述第一串聯(lián)諧振器具有比所述第二串聯(lián)諧振器的反諧振頻率更接近所述聲波濾波器的通帶的反諧振頻率，覆蓋所述第一串聯(lián)諧振器的IDT電極的電介質(zhì)膜具有比覆蓋所述第二串聯(lián)諧振器的IDT電極的電介質(zhì)膜的膜厚度更大的膜厚度。

所述襯底可為例如鈮酸鋰壓電襯底。在一示例中，所述鈮酸鋰壓電襯底具有滿足下式的歐拉角

[數(shù)學(xué)式2]

213°≤θ≤223°，以及-5°≤ψ≤5°

在一示例中，所述至少一個(gè)并聯(lián)諧振器包括第一和第二并聯(lián)諧振器，所述第一和第二并聯(lián)諧振器中的每個(gè)具有IDT電極和覆蓋所述IDT電極的電介質(zhì)膜，所述第一并聯(lián)諧振器具有比所述第二并聯(lián)諧振器的諧振頻率更接近所述聲波濾波器的通帶的諧振頻率，覆蓋所述第一并聯(lián)諧振器的IDT電極的電介質(zhì)膜具有比覆蓋所述多個(gè)并聯(lián)諧振器中的其他并聯(lián)諧振器的IDT電極的電介質(zhì)膜的膜厚度更大的膜厚度。在另一示例中，所述至少一個(gè)并聯(lián)諧振器包括多個(gè)并聯(lián)諧振器，所述多個(gè)并聯(lián)諧振器中的每個(gè)具有IDT電極和覆蓋所述IDT電極的電介質(zhì)膜，所述多個(gè)并聯(lián)諧振器中的第一并聯(lián)諧振器在所述多個(gè)并聯(lián)諧振器中具有最接近所述聲波濾波器的通帶的諧振頻率，覆蓋所述第一并聯(lián)諧振器的IDT電極的電介質(zhì)膜具有比覆蓋所述多個(gè)串聯(lián)諧振器中的其他串聯(lián)諧振器的IDT電極的電介質(zhì)膜的膜厚度更大的第一膜厚度。所述多個(gè)并聯(lián)諧振器還可包括第二并聯(lián)諧振器，所述第二并聯(lián)諧振器在所述多個(gè)并聯(lián)諧振器中具有第二接近所述聲波濾波器的通帶的諧振頻率，覆蓋所述第二并聯(lián)諧振器的IDT電極的電介質(zhì)膜具有所述第一膜厚度。

在一示例中，覆蓋所述第一串聯(lián)諧振器的IDT電極的電介質(zhì)膜的膜厚度約為1850nm，覆蓋所述第二串聯(lián)諧振器的IDT電極的電介質(zhì)膜的膜厚度約為1600nm。

根據(jù)另一實(shí)施例，一種聲波濾波器包括襯底，設(shè)置在所述襯底上并且將第一信號(hào)端子連接到第二信號(hào)端子的信號(hào)線，在所述第一和第二信號(hào)端子之間串聯(lián)連接到所述信號(hào)線的多個(gè)串聯(lián)諧振器，以及在所述信號(hào)線和至少一個(gè)接地端子之間并聯(lián)連接的多個(gè)并聯(lián)諧振器，所述多個(gè)并聯(lián)諧振器和所述多個(gè)串聯(lián)諧振器一起形成梯型電路。所述多個(gè)串聯(lián)諧振器中的每個(gè)具有第一叉指換能器(IDT)電極和覆蓋所述第一IDT電極的第一電介質(zhì)膜。所述多個(gè)串聯(lián)諧振器包括第一串聯(lián)諧振器，所述第一串聯(lián)諧振器在所述多個(gè)串聯(lián)諧振器中具有最接近所述聲波濾波器的通帶的反諧振頻率，覆蓋所述第一串聯(lián)諧振器的第一IDT電極的第一電介質(zhì)膜具有在所述多個(gè)串聯(lián)諧振器中最厚的第一膜厚度。所述多個(gè)并聯(lián)諧振器中的每個(gè)具有第二IDT電極和覆蓋所述第二IDT電極的第二電介質(zhì)膜。所述多個(gè)并聯(lián)諧振器包括第一并聯(lián)諧振器，所述第一并聯(lián)諧振器在所述多個(gè)并聯(lián)諧振器中具有最接近所述聲波濾波器的通帶的諧振頻率，覆蓋所述第一并聯(lián)諧振器的第二IDT電極的第二電介質(zhì)膜具有在所述多個(gè)并聯(lián)諧振器中最厚的第二膜厚度。

另一些方面和實(shí)施例涉及提供一種使用這些聲波濾波器的示例的天線雙工器，以及使用天線雙工器的模塊和通信設(shè)備。

下面將詳細(xì)論述這些示例性方面和實(shí)施例的又另一些方面、實(shí)施例和優(yōu)點(diǎn)。這里公開(kāi)的實(shí)施例可以根據(jù)這里公開(kāi)的原理中的至少一種以任何方式與其他實(shí)施例相組合，對(duì)“一實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“一替代實(shí)施例”、“各種實(shí)施例”、“一個(gè)實(shí)施例”等的提及不一定是互斥的，旨在表明所描述的特定的特征、結(jié)構(gòu)、或特性可被包括在至少一個(gè)實(shí)施例中。文中這些術(shù)語(yǔ)的出現(xiàn)不一定全部都涉及同一實(shí)施例。

附圖說(shuō)明

下面將參照附圖論述至少一實(shí)施例的各個(gè)方面，附圖無(wú)意是按比例繪制的。包括附圖以提供對(duì)各個(gè)方面和實(shí)施例的示范和進(jìn)一步理解，并且其被包括在本說(shuō)明書(shū)中構(gòu)成本說(shuō)明書(shū)的一部分，但是無(wú)意定義對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中，各圖中示出的每個(gè)相同或近乎相同的部件由類似的數(shù)字表示。為了清楚起見(jiàn)，可能并非每個(gè)部件在每幅附圖中都被標(biāo)注。附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明一些方面的聲波濾波器的一實(shí)施例的電路圖；

圖2是圖1的聲波濾波器的部分橫截面視圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明一些方面的圖1和圖2的聲波濾波器的示例的通過(guò)特性圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明一些方面的可包括聲波濾波器的雙工器的框圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明一些方面的聲波濾波器的另一實(shí)施例的電路圖；

圖6是圖5的聲波濾波器的部分橫截面視圖；

圖7是根據(jù)本發(fā)明一些方面的圖5和圖6的聲波濾波器的示例的通過(guò)特性圖；

圖8是根據(jù)本發(fā)明一些方面的包括聲波濾波器的模塊的一示例的框圖；以及

圖9是根據(jù)本發(fā)明一些方面的包括圖4的天線雙工器的通信設(shè)備的一示例的框圖。

具體實(shí)施方式

將理解，這里論述的方法和裝置的實(shí)施例在應(yīng)用時(shí)不限于前面描述或附圖所示的部件的構(gòu)造和布置的細(xì)節(jié)。方法和裝置能實(shí)施在其他實(shí)施例中并且以各種方式實(shí)踐或執(zhí)行。這里僅出于示范的目的提供了具體實(shí)施方式的示例，而無(wú)意成為限制。此外，這里使用的短語(yǔ)和術(shù)語(yǔ)是用于描述，而不應(yīng)視為限制。這里使用的“包括”、“包含”、“具有”、“含有”、“涉及”及其變型意味著涵蓋其后所列項(xiàng)和其等價(jià)物、以及附加項(xiàng)。對(duì)“或”的提及可解釋為包括性的，從而用“或”描述的任何術(shù)語(yǔ)可表明描述項(xiàng)中的單個(gè)、超過(guò)一個(gè)、以及全部中的任何一種。任何涉及前和后、左和右、頂和底、上和下等是為了描述的方便，無(wú)意將本申請(qǐng)的系統(tǒng)和方法或它們的組合限制在任一位置或空間取向。特別地，諸如“上方”、“下方”、“上表面”、“下表面”等的指示方向的術(shù)語(yǔ)用于指定相對(duì)方向，其僅取決于包括在聲波器件中的諸如襯底、IDT電極等之類的部件之間的相對(duì)位置關(guān)系，因此無(wú)意指定諸如垂直方向等的絕對(duì)方向。

圖1示出根據(jù)一實(shí)施例的聲波濾波器100的電路圖。圖2示出聲波濾波器100的部分橫截面視圖。如圖1和2所示，聲波濾波器100包括第一信號(hào)端子102、第二信號(hào)端子104和至少一個(gè)接地端子106。在第一信號(hào)端子102和第二信號(hào)端子104之間連接有信號(hào)線108。多個(gè)串聯(lián)諧振器S11、S12、S13、S14和S15串聯(lián)連接到信號(hào)線108。多個(gè)并聯(lián)諧振器P11、P12、P13、P14和P15分別連接在信號(hào)線108和接地端子106之間。串聯(lián)諧振器S11-S15和并聯(lián)諧振器P11-P15中的每個(gè)為表面聲波諧振器，其包括設(shè)置在襯底112上方的叉指換能器電極(IDT電極)110和覆蓋IDT電極110的電介質(zhì)114。串聯(lián)諧振器S11-S15和并聯(lián)諧振器P11-P15可形成具有通帶B1的梯型濾波器。這里使用時(shí)，通帶是指其中期望頻率的信號(hào)可無(wú)衰減地通過(guò)濾波器電路的頻率范圍。在用于全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(UMTS)頻帶8的天線雙工器中，發(fā)射濾波器和接收濾波器被標(biāo)準(zhǔn)化為分別具有880-915MHz和925-960MHz的通帶。根據(jù)這里公開(kāi)的實(shí)施例的聲波濾波器的各種示例可對(duì)應(yīng)于天線雙工器的發(fā)射濾波器和/或接收濾波器，如下面進(jìn)一步論述的那樣。

在某些示例中，襯底112是由鈮酸鋰單晶制成的壓電襯底，其切割角為由歐拉角表示的

[數(shù)學(xué)式3]

213°≤θ≤223°，以及-5°≤ψ≤5°。

IDT電極110由例如包括諸如鋁、鉬等之類的金屬的薄膜制成。在一示例中，電介質(zhì)114由二氧化硅制成。襯底112的熱膨脹可通過(guò)提供具有比襯底112的熱膨脹系數(shù)小的熱膨脹系數(shù)的電介質(zhì)114而得到抑制。結(jié)果，由于溫度變化引起的聲波濾波器100的頻率特性波動(dòng)也可得到抑制。如圖2所示，在一示例中，覆蓋并聯(lián)諧振器P11-P15的IDT電極110的電介質(zhì)114具有變化的膜厚度。具體地，電介質(zhì)114的覆蓋并聯(lián)諧振器P13和P14的部分具有第一膜厚度T1，而電介質(zhì)114的覆蓋剩余的并聯(lián)諧振器P11、P12和P15的的部分具有第二膜厚度T2。在一示例中，膜厚度T1大于膜厚度T2。在一示例中，膜厚度T1約為1850nm，而膜厚度T2約為1600nm。

圖3示出了聲波濾波器100的一示例的通過(guò)特性。如圖3所示，橫軸表示頻率(MHz)，縱軸表示插入損耗(以dB為單位)，其有時(shí)也稱為通過(guò)特性。通帶表示為B1，并聯(lián)諧振器P11、P12、P13、P14和P15的諧振頻率分別表示為R1、R2、R3、R4和R5。

如果電介質(zhì)114的整個(gè)膜厚度足夠大以減小由于溫度變化引起的并聯(lián)諧振器P11-P15的頻率特性波動(dòng)，那么由于溫度變化引起的聲波濾波器100的通過(guò)特性的波動(dòng)也會(huì)減小。然而，并聯(lián)諧振器P11-P15的機(jī)電耦合系數(shù)被更大的膜厚度降低，結(jié)果，聲波濾波器100的通帶B1變窄。相反，如果電介質(zhì)114的整個(gè)膜厚度充分薄以增大并聯(lián)諧振器P11-P15的機(jī)電耦合系數(shù)，那么聲波濾波器100的通帶B1變寬，但是由于溫度變化引起的并聯(lián)諧振器P11-P15的頻率特性波動(dòng)增大，并且因此由于溫度變化引起的聲波濾波器100的頻率特性的波動(dòng)增大。

多個(gè)方面和實(shí)施例涉及尋找這些競(jìng)爭(zhēng)條件之間的平衡，以實(shí)現(xiàn)具有足夠?qū)挼耐◣1和減小的溫度變化敏感度的聲波濾波器。根據(jù)某些實(shí)施例，這至少部分地通過(guò)使電介質(zhì)114的厚度發(fā)生變化，例如如圖2所示，并且選擇性地使某些并聯(lián)諧振器上的膜厚度比其他上的更大來(lái)實(shí)現(xiàn)。

在對(duì)應(yīng)于圖3的聲波濾波器100的示例中，并聯(lián)諧振器P13和P14(稱為“第一并聯(lián)諧振器”)具有比其他并聯(lián)諧振器P11、P12和P15(稱為“第二并聯(lián)諧振器”)的諧振頻率相對(duì)更接近通帶B1的諧振頻率。在一示例中，電介質(zhì)114的覆蓋第一并聯(lián)諧振器的部分的膜厚度T1配置為大于電介質(zhì)114的覆蓋第二并聯(lián)諧振器的部分的膜厚度T2，第二并聯(lián)諧振器的諧振頻率相對(duì)更遠(yuǎn)離通帶B1。采用這種配置，第一并聯(lián)諧振器(其諧振頻率相對(duì)更接近通帶B1)之上的較厚的電介質(zhì)114減小了特別有助于通帶B1的形成的這些并聯(lián)諧振器的、由于溫度變化引起的頻率波動(dòng)。結(jié)果，由于溫度變化引起的聲波濾波器100的通帶B1的波動(dòng)也可得到抑制。

此外，因?yàn)楦采w其諧振頻率相對(duì)更遠(yuǎn)離通帶B1的第二并聯(lián)諧振器(在所示的示例中為P11、P12和P15)的電介質(zhì)114的膜厚度T2配置為相對(duì)更小，所以聲波濾波器100的機(jī)電耦合系數(shù)可得到增大。結(jié)果，與全部電介質(zhì)114的膜厚度等于T2相比，聲波濾波器100可具有更寬的通帶。

因此，如上所述，在聲波濾波器100中，電介質(zhì)114的覆蓋其諧振頻率相對(duì)更接近通帶B1的第一并聯(lián)諧振器P13、P14的部分的膜厚度T1配置為大于電介質(zhì)114的覆蓋其諧振頻率相對(duì)更遠(yuǎn)離通帶B1的第二并聯(lián)諧振器P11、P12、P15的部分的膜厚度T2，使得由于溫度變化引起的通帶B1的波動(dòng)可得到抑制，并且聲波濾波器100可具有更寬的通帶。

根據(jù)某些方面，當(dāng)并聯(lián)諧振器P14具有最接近通帶B1的諧振頻率時(shí)，在第一并聯(lián)諧振器(其諧振頻率相對(duì)更接近通帶B1)之上具有更厚的電介質(zhì)114可最有效地抑制由于溫度變化引起的通帶B1的波動(dòng)。此外，當(dāng)并聯(lián)諧振器P14具有最接近通帶B1的諧振頻率并且并聯(lián)諧振器P13具有第二接近通帶B1的諧振頻率時(shí)，在第一并聯(lián)諧振器(即，具有最接近通帶的諧振頻率的那些諧振器)之上具有更厚的電介質(zhì)114可實(shí)現(xiàn)最大的效果。

此外，如上所述，電介質(zhì)114的覆蓋除了第一并聯(lián)諧振器(P13和P14)之外的全部并聯(lián)諧振器P11、P12、P15的部分的相對(duì)減小的膜厚度可增大聲波濾波器100的機(jī)電耦合系數(shù)，使得聲波濾波器100可具有更寬的通帶。

在某些示例中，襯底112由鈮酸鋰壓電襯底制成。根據(jù)某些方面，當(dāng)襯底112的切割角為由歐拉角表示的

[數(shù)學(xué)式4]

213°≤θ≤223°，以及-5°≤ψ≤5°時(shí)，

通過(guò)上述布置可實(shí)現(xiàn)特別好的效果。然而，其他切割角也可提供上述效果。此外，當(dāng)襯底112由鉭酸鋰制成時(shí)，也可實(shí)現(xiàn)該效果。受益于本公開(kāi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，可在電介質(zhì)114的熱膨脹系數(shù)小于襯底112的熱膨脹系數(shù)的情況下實(shí)現(xiàn)上述效果，并且電介質(zhì)114的膜厚度變得越薄，機(jī)電耦合系數(shù)變得越大。

圖4是可包括聲波濾波器100的一個(gè)或多個(gè)示例的雙工器400一示例的框圖。如圖4所示，雙工器400包括發(fā)射端子402、接收端子404、以及天線端子406。雙工器還包括發(fā)射濾波器410和接收濾波器420。

在一實(shí)施例中，發(fā)射濾波器410包括聲波濾波器100。在雙工器400中使用聲波濾波器100作為發(fā)射濾波器410可抑制由于溫度變化引起的頻率波動(dòng)并且確保機(jī)電耦合系數(shù)具有一定的值，從而可實(shí)現(xiàn)寬帶發(fā)射濾波器特性。

在另一實(shí)施例中，雙工器400可使用聲波濾波器100作為接收濾波器420。在雙工器400中使用聲波濾波器100作為接收濾波器420可抑制由于溫度變化引起的頻率波動(dòng)并且可確保機(jī)電耦合系數(shù)具有一定的值，從而可實(shí)現(xiàn)寬帶接收濾波器特性。

在雙工器400的另一些實(shí)施例中，發(fā)射濾波器410和接收濾波器420二者都可包括聲波濾波器100。

圖5是根據(jù)另一實(shí)施例的聲波濾波器500的電路圖。圖6示出聲波濾波器500的部分橫截面視圖。

如圖5和6所示，聲波濾波器500包括第一信號(hào)端子502、第二信號(hào)端子504和至少一個(gè)接地端子506。在第一信號(hào)端子502和第二信號(hào)端子504之間連接有信號(hào)線508。多個(gè)串聯(lián)諧振器S21、S22、S23、S24、S25串聯(lián)連接到信號(hào)線508。并聯(lián)諧振器P21、P22、P23、P24分別連接在信號(hào)線508和接地端子506之間。串聯(lián)諧振器S21-S25和并聯(lián)諧振器P21-P24中的每個(gè)為表面聲波諧振器，其包括設(shè)置在襯底112上方的IDT電極110。設(shè)置覆蓋IDT電極110的電介質(zhì)514。串聯(lián)諧振器S21-S25和并聯(lián)諧振器P21-P24可形成具有通帶B2的梯型濾波器。

在一示例中，電介質(zhì)514由二氧化硅制成。如上所述，當(dāng)電介質(zhì)514具有小于襯底112的熱膨脹系數(shù)時(shí)，其可抑制襯底112的熱膨脹且因此可抑制由于溫度變化引起的聲波濾波器500的頻率特性波動(dòng)。在圖6所示的示例中，覆蓋串聯(lián)諧振器S21-S25的IDT電極110的電介質(zhì)514具有變化的膜厚度，即在某些區(qū)域中為T3而在另一些區(qū)域中為T4。在圖6所示的某些示例中，膜厚度T3大于膜厚度T4。在一示例中，在串聯(lián)諧振器S23中膜厚度T3約為1850nm，而在串聯(lián)諧振器S21、S22、S24、S25中膜厚度T4約為1600nm。

圖7示出聲波濾波器500的一示例的通過(guò)特性。如圖7所示，橫坐標(biāo)表示頻率(MHz)，縱坐標(biāo)表示插入損耗(以dB為單位)，其有時(shí)稱為通過(guò)特性。通帶表示為B2，串聯(lián)諧振器S21、S22、S23、S24、S25的反諧振頻率分別表示為A1、A2、A3、A4、A5。

類似于上述情況，如果覆蓋串聯(lián)諧振器S21-S25的電介質(zhì)514的整個(gè)膜厚度足夠大以減小由于溫度變化引起的串聯(lián)諧振器S21-S25的頻率特性波動(dòng)，那么由于溫度變化引起的聲波濾波器500的通過(guò)特性的波動(dòng)可得到減小。然而，串聯(lián)諧振器S21-S25的機(jī)電耦合系數(shù)被更大的膜厚度降低，并且因此，聲波濾波器500的通帶B2變窄。相反，如果電介質(zhì)514的整個(gè)膜厚度充分薄以增大串聯(lián)諧振器S21-S25的機(jī)電耦合系數(shù)，那么聲波濾波器500的通帶B2變寬，但是由于溫度變化引起的串聯(lián)諧振器S21-S25的頻率特性波動(dòng)增大，并且因此由于溫度變化引起的聲波濾波器500的頻率特性的波動(dòng)增大。

因此，為了提供一種解決方案，聲波濾波器500的電介質(zhì)514具有變化的膜厚度。特別地，電介質(zhì)514的覆蓋其反諧振頻率(圖7中A3)相對(duì)更接近通帶B2的串聯(lián)諧振器S23(稱為第一串聯(lián)諧振器)的部分的膜厚度T3配置為大于電介質(zhì)514的覆蓋其他串聯(lián)諧振器S21、S22、S24、S25(稱為第二串聯(lián)諧振器)的部分的膜厚度T4。第二串聯(lián)諧振器的反諧振頻率比第一串聯(lián)諧振器S23的反諧振頻率相對(duì)更遠(yuǎn)離通帶B2。

因此，因?yàn)殡娊橘|(zhì)514的覆蓋第一串聯(lián)諧振器S23(其反諧振頻率相對(duì)更接近通帶B2)的部分的膜厚度T3配置為相對(duì)更大，所以由于溫度變化引起的對(duì)通帶B2的形成尤其有貢獻(xiàn)的串聯(lián)諧振器S23的頻率波動(dòng)可得到減小。結(jié)果，由于溫度變化引起的聲波濾波器500的通帶B2的波動(dòng)可得到抑制。

此外，由于電介質(zhì)514的覆蓋第二串聯(lián)諧振器S21、S22、S24、S25(其反諧振頻率相對(duì)遠(yuǎn)離通帶B2)的部分的膜厚度T4配置為相對(duì)較小，所以聲波濾波器500的機(jī)電耦合系數(shù)可得到增大。結(jié)果，聲波濾波器500可具有更寬的通帶。

因此，如上所述，在聲波濾波器500的實(shí)施例中，電介質(zhì)514的覆蓋其反諧振頻率相對(duì)更接近通帶B2的第一串聯(lián)諧振器的部分的膜厚度T3配置為大于電介質(zhì)514的覆蓋其反諧振頻率相對(duì)更遠(yuǎn)離通帶B2的第二串聯(lián)諧振器的部分的膜厚度T4，使得由于溫度變化引起的通帶B2的波動(dòng)可得到抑制，并且聲波濾波器500可具有更寬的通帶。

根據(jù)某些示例，當(dāng)串聯(lián)諧振器S23具有最接近通帶B2的反諧振頻率時(shí)，在該串聯(lián)諧振器之上設(shè)置較厚的電介質(zhì)514可最有效地抑制通帶B2的波動(dòng)。此外，當(dāng)串聯(lián)諧振器S23具有最接近通帶B2的反諧振頻率且串聯(lián)諧振器S25具有第二接近通帶B2的反諧振頻率時(shí)，在第一串聯(lián)諧振器(即，具有最接近通帶B2的反諧振頻率的那些串聯(lián)諧振器)之一或二者之上具有較厚的電介質(zhì)514可實(shí)現(xiàn)最大效果。

此外，相對(duì)減小電介質(zhì)514的覆蓋除了第一串聯(lián)諧振器之外的全部串聯(lián)諧振器S21、S22、S24、S25(稱為第二串聯(lián)諧振器)的部分的膜厚度可增大聲波濾波器500的機(jī)電耦合系數(shù)，使得聲波濾波器500是更寬帶的。

如上所述，在某些示例中，襯底112是鈮酸鋰壓電襯底，當(dāng)襯底112的切割角為通過(guò)歐拉角表示的

[數(shù)學(xué)式5]

213°≤θ≤223°，以及-5°≤ψ≤5°時(shí)，

可實(shí)現(xiàn)特別顯著的效果。然而，其他切割角也可提供上述增大機(jī)電耦合系數(shù)并且降低對(duì)溫度變化的敏感度的效果。另外，這些效果也可使用鉭酸鋰壓電襯底來(lái)實(shí)現(xiàn)。受益于本公開(kāi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，上述效果可在電介質(zhì)514的熱膨脹系數(shù)小于襯底112的熱膨脹系數(shù)的情況下獲得，并且電介質(zhì)514的膜厚度越薄，串聯(lián)諧振器的機(jī)電耦合系數(shù)越大。

根據(jù)某些實(shí)施例，聲波濾波器100或500可包括具有上面參考圖1和2描述的特性的并聯(lián)諧振器，以及具有上面參考圖5和6描述的特性的串聯(lián)諧振器二者。換句話說(shuō)，例如在聲波濾波器500中，電介質(zhì)514的覆蓋第一并聯(lián)諧振器(具有相對(duì)更接近通帶B2的諧振頻率的那些并聯(lián)諧振器)的部分的膜厚度可大于電介質(zhì)514的覆蓋第二并聯(lián)諧振器(具有相對(duì)遠(yuǎn)離通帶B2的諧振頻率的那些并聯(lián)諧振器)的部分的膜厚度，此外，電介質(zhì)514的覆蓋第一串聯(lián)諧振器(其反諧振頻率相對(duì)更接近通帶B2)的部分的膜厚度可大于電介質(zhì)514的覆蓋第二串聯(lián)諧振器(具有相對(duì)更遠(yuǎn)離通帶B2的反諧振頻率的那些串聯(lián)諧振器)的部分的膜厚度?？稍诼暡V波器100的實(shí)施例中實(shí)施類似的布置。利用這些布置，由于溫度變化引起的通帶B1或B2的波動(dòng)可被更有效地抑制，并且通帶可以更寬。

聲波濾波器500的實(shí)施例可作圖4所示的雙工器400中的發(fā)射濾波器410或接收濾波器420，或者二者。在雙工器400中使用聲波濾波器500作為發(fā)射濾波器410可抑制由于溫度變化引起的頻率波動(dòng)并且確保機(jī)電耦合系數(shù)具有一定的值，從而可實(shí)現(xiàn)寬帶發(fā)射濾波器特性。類似地，在雙工器400中使用聲波濾波器500作為接收濾波器420可抑制由于溫度變化引起的頻率波動(dòng)并且可確保機(jī)電耦合系數(shù)具有一定的值，從而可實(shí)現(xiàn)寬帶接收濾波器特性。

上述聲波濾波器的實(shí)施例和示例可用在諸如但不限于天線雙工器(例如，上述雙工器400)、模塊和通信設(shè)備之類的各種部件中。受益于本公開(kāi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，將模塊或通信設(shè)備配置為使用根據(jù)實(shí)施例的聲波濾波器或雙工器可實(shí)現(xiàn)具有改善的特性和/或性能的模塊和/或通信設(shè)備。

圖8是示出包括聲波濾波器100或500的聲波濾波器模塊800的一示例的框圖。模塊800還包括用于提供信號(hào)互連的連接810，用于電路封裝的諸如例如封裝襯底之類的封裝820，以及諸如例如放大器、前置濾波器、調(diào)制器、解調(diào)器、下變頻器等之類的其他電路晶片830，如半導(dǎo)體制造領(lǐng)域的技術(shù)人員鑒于這里的公開(kāi)將知曉的那樣。在某些實(shí)施例中，模塊800中的聲波濾波器100或500可由天線雙工器400(其包括聲波濾波器的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例)替代，以提供例如RF模塊。

此外，將通信設(shè)備配置為包括根據(jù)實(shí)施例的聲波濾波器可減小對(duì)溫度變化的敏感度并且改善通信設(shè)備的性能特性。圖9是通信設(shè)備900(例如，無(wú)線或移動(dòng)設(shè)備)的一示例的示意性框圖，通信設(shè)備900可包括天線雙工器400，天線雙工器400可包括一個(gè)或多個(gè)上述聲波濾波器。通信設(shè)備900可代表例如多頻帶和/或多模式設(shè)備，諸如多頻帶/多模式移動(dòng)電話。在某些實(shí)施例中，通信設(shè)備900可包括天線雙工器400，通過(guò)發(fā)射端子402連接到天線雙工器的發(fā)射電路910，通過(guò)接收端子404連接到天線雙工器的接收電路920，以及通過(guò)天線端子406連接到天線雙工器的天線930。發(fā)射電路910和接收電路920可為收發(fā)機(jī)的一部分，收發(fā)機(jī)可生成用于通過(guò)天線930發(fā)射的RF信號(hào)并且可從天線930接收傳入的RF信號(hào)。通信設(shè)備900還可包括控制器940、計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)950、處理器960和電池970。

將理解，與RF信號(hào)的發(fā)射和接收相關(guān)聯(lián)的各種功能可通過(guò)在圖9中表示為發(fā)射電路910和接收電路920的一個(gè)或多個(gè)部件實(shí)現(xiàn)。例如，單個(gè)部件可配置為提供發(fā)射和接收兩個(gè)功能。在另一示例中，發(fā)射和接收功能可通過(guò)單獨(dú)的部件提供。

類似地，將理解，與RF信號(hào)的發(fā)射和接收相關(guān)聯(lián)的各種天線功能可通過(guò)在圖9中共同表示為天線930的一個(gè)或多個(gè)部件實(shí)現(xiàn)。例如，單個(gè)天線可配置為提供發(fā)射和接收兩個(gè)功能。在另一示例中，發(fā)射和接收功能可通過(guò)單獨(dú)的天線提供。在通信設(shè)備為多頻帶設(shè)備的又一示例中，與通信設(shè)備900相關(guān)聯(lián)的不同頻帶可具有不同的天線。

為便于接收和發(fā)射路徑之間的切換，天線雙工器400可配置為將天線930電連接到選定的發(fā)射或接收路徑。因此，天線雙工器400可提供與通信設(shè)備900的操作相關(guān)聯(lián)的多個(gè)開(kāi)關(guān)功能。另外，如上所述，天線雙工器400包括配置為提供RF信號(hào)的濾波的發(fā)射濾波器410和接收濾波器420。如上所述，發(fā)射濾波器410和接收濾波器420中的任一個(gè)或二者可包括聲波濾波器100、500的實(shí)施例，并因此通過(guò)受益于減小的由于溫度變化引起的通過(guò)特性波動(dòng)和更寬的頻帶操作(更寬的通帶B1和/或B2)而提供增強(qiáng)的性能。

如圖9所示，在某些實(shí)施例中，可提供控制器940以用于控制與天線雙工器400和/或其他操作部件的操作相關(guān)聯(lián)的各種功能。在某些實(shí)施例中，處理器950可配置為便于用于通信設(shè)備900的操作的各種過(guò)程的實(shí)施。通過(guò)處理器950執(zhí)行的過(guò)程可由計(jì)算機(jī)程序指令實(shí)施。這些計(jì)算機(jī)程序指令可被提供給通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì)算機(jī)或用于生產(chǎn)機(jī)器的其他可編程數(shù)據(jù)處理裝置的處理器，使得經(jīng)由計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理裝置的處理器運(yùn)行的指令創(chuàng)建用于操作通信設(shè)備900的機(jī)制。在某些實(shí)施例中，這些計(jì)算機(jī)程序指令也可存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)960中。電池970可為任何適于用在通信設(shè)備900中的電池，包括例如鋰離子電池。

聲波器件以及使用聲波器件的天線雙工器、模塊和通信設(shè)備的實(shí)施例可用作例如諸如蜂窩電話之類的各種電子設(shè)備中的部件。

上面已描述了至少一實(shí)施例的若干方面，將理解，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，將容易想到各種替代、修改和改進(jìn)。這些替代、修改和改進(jìn)旨在是本公開(kāi)的一部分并且旨在落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。因此，前面的描述和附圖僅是示例性的，本發(fā)明的范圍應(yīng)根據(jù)對(duì)所附權(quán)利要求的適當(dāng)理解及其等價(jià)物來(lái)確定。