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技術(shù)領(lǐng)域

本公開內(nèi)容涉及使用表面聲波(SAW)諧振器的無線電頻率濾波器，特別是涉及在通信設(shè)備中使用的濾波器。

背景技術(shù)：

如圖1所示，SAW諧振器100可以通過形成在由壓電材料如石英、鈮酸鋰、鉭酸鋰或鑭鎵硅酸鹽制成的基板150的表面上的薄膜導(dǎo)體圖案來形成?；?50可以是壓電材料的單晶板，或者可以是包括與另外的材料如硅、藍(lán)寶石或石英接合的壓電材料的薄單晶晶片的復(fù)合基板。復(fù)合基板可以用于提供與單獨(dú)的單晶壓電材料的熱膨脹系數(shù)不同的熱膨脹系數(shù)。第一換能器110可以包括多個(gè)并聯(lián)的導(dǎo)體。經(jīng)由輸入端子IN施加于第一換能器110的無線電頻率或微波信號可以在基板150的表面上產(chǎn)生聲波。如圖1所示，表面聲波將在左右方向上傳播。第二換能器120可以將聲波轉(zhuǎn)換回輸出端OUT處的無線電頻率或微波信號。第二換能器120的導(dǎo)體可以如所示出地與第一換能器110的導(dǎo)體交織。在其他SAW諧振器配置(未示出)中，形成第二換能器的導(dǎo)體可以與形成第一換能器的導(dǎo)體相鄰地或者與形成第一換能器的導(dǎo)體分開地布置在基板150的表面上。

第一換能器110與第二換能器120之間的電耦合是高度頻率相關(guān)的。第一換能器110與第二換能器120之間的電耦合通常表現(xiàn)為諧振(其中第一換能器與第二換能器之間的導(dǎo)納非常高)和反諧振(其中第一換能器與第二換能器之間的導(dǎo)納非常低)二者。諧振和反諧振的頻率主要由叉指式導(dǎo)體的間距和取向、基板材料的選擇和基板材料的結(jié)晶取向來確定。第一換能器110和第二換能器120之間的耦合強(qiáng)度取決于換能器的長度L?？梢栽诨迳喜贾脰艩罘瓷淦?30、135以將聲波的大部分能量限制于基板的由第一換能器110和第二換能器120所占用的區(qū)域。

SAW諧振器被應(yīng)用在包括帶阻濾波器、帶通濾波器和雙工器的各種無線電頻率濾波器中。雙工器是允許使用共用天線同時(shí)在第一頻帶中發(fā)送和在第二頻帶(不同于第一頻帶)中接收的無線電頻率濾波裝置。雙工器通常存在于包括蜂窩電話的無線電通信設(shè)備中。

SAW諧振器的特性是對工作溫度敏感。除非做出努力以減輕SAW諧振器對溫度變化的敏感性，否則由這樣的諧振器構(gòu)成的微波濾波器可能會隨著工作溫度的改變而嚴(yán)重地劣化。溫度依賴性的一個(gè)來源是壓電晶片隨著溫度變化的膨脹或收縮。材料尺寸相對于溫度而變化的量被稱為熱膨脹系數(shù)(CTE)。將薄的壓電晶片接合至具有較低CTE的較厚的支撐基板，會限制壓電晶片隨著溫度變化的膨脹和收縮。

圖2是先前在圖1中示出的示例性SAW諧振器100的截面圖。形成第一換能器110、第二換能器120和柵狀反射器130、135的電極沉積在壓電材料的晶片252的前表面256上，該壓電材料的晶片252可選地可接合至背襯基板254。晶片252和背襯基板254(在存在的情況下)共同地形成復(fù)合基板150。晶片252可以是石英、鈮酸鋰、鉭酸鋰、鑭鎵硅酸鹽或一些其他壓電材料。背襯基板254可以是例如硅、藍(lán)寶石、石英或一些其他材料。通常但并不一定，背襯基板254可以由具有比晶片252低的熱膨脹系數(shù)的材料制成。晶片252和背襯基板254可以使用壓力和升高的溫度的組合來直接接合。替選地，晶片252和背襯基板254可以使用粘合劑層(未示出)來接合。

在薄的壓電晶片(例如壓電晶體的厚度小于約50倍的SAW諧振器的諧振頻率處的聲學(xué)波長)上的形成的SAW諧振器中可能出現(xiàn)的問題是晶片252的前表面256和晶片252的后表面258形成由箭頭250指示的諧振腔。由換能器110、120生成的聲波可能會從背表面258反射并且在特定頻率下諧振。背表面258處的反射由在背表面258與相鄰材料之間的接口處的聲波速率的改變導(dǎo)致，其中該相鄰材料可以是空氣、背襯基板或粘合劑。盡管這種諧振腔的品質(zhì)因素可能會很低，但它仍然會影響SAW諧振器的電響應(yīng)。這些寄生腔模通常被稱為板模。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本申請公開了一種具有板模的表面聲波濾波器的設(shè)計(jì)和制造方法。該方法包括：建立包括兩個(gè)或更多個(gè)SAW諧振器的濾波器設(shè)計(jì)；添加與所述兩個(gè)或更多個(gè)SAW諧振器中的每個(gè)SAW諧振器關(guān)聯(lián)的相關(guān)板模的導(dǎo)納；對包括相關(guān)板模的導(dǎo)納的濾波器設(shè)計(jì)進(jìn)行迭代，以建立滿足一組設(shè)計(jì)要求的最終濾波器設(shè)計(jì)。

附圖說明

圖1是SAW諧振器的示意性平面圖。

圖2是SAW諧振器的截面圖。

圖3是示例性SAW濾波器的框圖。

圖4是SAW諧振器的作為頻率的函數(shù)的導(dǎo)納的曲線圖。

圖5是SAW諧振器的作為頻率的函數(shù)的導(dǎo)納的實(shí)部的曲線圖。

圖6A是包括板模的SAW諧振器的電路模型的示意圖。

圖6B是包括板模的SAW諧振器的另一電路模型的示意圖。

圖7是SAW濾波器的作為頻率的函數(shù)的S(1,2)參數(shù)的曲線圖。

圖8是SAW濾波器的作為頻率的函數(shù)的S(1,2)參數(shù)的另一曲線圖。

圖9是示出濾波器性能隨壓電晶片厚度的變化的曲線圖。

圖10是用于設(shè)計(jì)和制造SAW濾波器的方法的流程圖。

貫穿本說明書，附圖中出現(xiàn)的元素被分配有三位數(shù)字的附圖標(biāo)記，其中最高有效位數(shù)字是第一次示出該元素的附圖的編號而兩個(gè)最低有效位數(shù)字特定于元素。未結(jié)合附圖描述的元素可以被推定成與具有相同參考標(biāo)記的前述元素具有相同的特征和功能。

具體實(shí)施方式

裝置的描述

濾波器電路通常包含多于一個(gè)的SAW諧振器。例如，圖3示出了包含由X1至X9標(biāo)記的九個(gè)SAW諧振器的示例性帶通濾波器電路300的示意圖。濾波器電路300包括串聯(lián)連接在輸入(端口1)與輸出(端口2)之間的五個(gè)串聯(lián)諧振器(X1、X3、X5、X7和X9)。濾波器電路300包括連接在相鄰串聯(lián)諧振器的節(jié)點(diǎn)與地之間的四個(gè)并聯(lián)諧振器(X2、X4、X6和X8)。使用九個(gè)SAW諧振器即五個(gè)串聯(lián)諧振器和四個(gè)并聯(lián)諧振器是示例性的。濾波器電路可以包括多于或少于九個(gè)的SAW諧振器以及不同布置的串聯(lián)諧振器和并聯(lián)諧振器。濾波器電路300可以是例如用于合并至通信裝置的發(fā)送濾波器或接收濾波器。

九個(gè)諧振器X1至X9中的每一個(gè)可以包括如圖1所示的叉指式換能器和柵狀反射器。九個(gè)諧振器X1至X9中的每一個(gè)可以具有相應(yīng)的諧振頻率f1至f9。諧振頻率f1至f9可以全部不同。諧振器X1至X9中的一些諧振頻率可以相同。通常，并聯(lián)諧振器的諧振頻率f2、f4、f6、f8可以從串聯(lián)諧振器的諧振頻率f1、f3、f5、f7、f9偏移。當(dāng)濾波器電路300被制造在薄的壓電晶片或復(fù)合基板上時(shí)，不同的聲板?？梢耘c九個(gè)SAW諧振器X1至X9中的每一個(gè)相關(guān)聯(lián)。

圖4是繪出單個(gè)SAW諧振器的導(dǎo)納的幅度的曲線圖400，該單個(gè)SAW諧振器可以是制造在薄的壓電晶片或復(fù)合基板上的濾波器電路300中的諧振器X1至X9中的任一個(gè)。線410是呈現(xiàn)諧振412和反諧振414的導(dǎo)納，其中在諧振412中導(dǎo)納最大，在反諧振414中導(dǎo)納最小。線410還呈現(xiàn)出由于板模而引起的416A、416B處的波動。

如圖5所示，板模對諧振性能的影響在SAW諧振器的導(dǎo)納的實(shí)部的曲線圖中更明顯。實(shí)線510表示所測得的諧振器的導(dǎo)納的實(shí)部。在516A、516B和516C處可以看到板模的貢獻(xiàn)。虛線520表示的諧振器的期望性能來自不考慮板模的模型。虛線530表示的諧振器的期望性能來自隨后要討論的考慮板模的模型。

516A、516B和516C處的板模尤其與這種諧振器相關(guān)聯(lián)。在同一基板上與這種SAW諧振器相鄰地制造的另一諧振器可能會與不同組的板模相關(guān)聯(lián)。

516A、516B和516C處的板模是同一諧振腔的不同階模。可以使用簡單的法布里-珀羅公式來確定頻率：

f_n＝nc/2t, (1)

其中，t是壓電晶片厚度，c是板模的有效聲速，以及n＝1,2,…是模序數(shù)。如圖5所示，高階(n)板模516A、516B、516C以54.2MHz的頻率間隔均勻地間隔開。根據(jù)式(1)，相鄰板模之間的頻率間隔Δf由下式給出：

Δf＝c/2t. (2)

要指出的是，c不一定是體波或表面波的聲速。替代地，c是根據(jù)單個(gè)SAW諧振器上的測量而確定的具有長度米/秒的參數(shù)。為了確定SAW諧振器的c的值，可以根據(jù)諧振器性能的測量來確定相鄰板模之間的頻率間隔Δf。然后，初值c₀可以被估算為：

c₀＝2tΔf. (3)

每個(gè)板模的模式序數(shù)n可以由下式確定：

n＝round(2tf_n/c₀), (4)

其中，f_n是板模的諧振頻率。預(yù)計(jì)SAW諧振器的板模的模序數(shù)將是連續(xù)的整數(shù)。然后，c的值可以被確定為:

c＝2tf_n/n. (5)

發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)給定SAW諧振器的c的值不同于具有不同諧振頻率的類似SAW諧振器的c的值?？梢愿鶕?jù)各種諧振頻率在SAW諧振器上執(zhí)行的測量來確定c與諧振器頻率之間的關(guān)系。發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)可以使用以下簡單線性式來建模c對諧振器頻率的依賴性。

c(f_res)＝af_res+b, (6)

其中，f_res是諧振頻率以及a和b是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)而確定的常數(shù)。

關(guān)于SAW濾波器的規(guī)范通常指定在一個(gè)或更多個(gè)通帶以及一個(gè)或更多個(gè)阻帶上的濾波器性能。由起始頻帶和停止頻帶覆蓋的總頻率范圍可以被認(rèn)為是濾波器的頻率跨度。具有在該頻率跨度內(nèi)的或與該頻率跨度緊鄰的諧振頻率的板?？赡軙绊憺V波器性能并且因此被認(rèn)為是相關(guān)板模，而具有遠(yuǎn)離該頻率跨度的諧振頻率的板模與濾波器性能無關(guān)。例如可以通過與相應(yīng)諧振器的導(dǎo)納并聯(lián)地添加每個(gè)相關(guān)板模的導(dǎo)納來建模板模對濾波器性能的影響。

使用電路設(shè)計(jì)工具至少可以部分地執(zhí)行SAW濾波器設(shè)計(jì)。當(dāng)使用電路設(shè)計(jì)工具時(shí)，每個(gè)SAW諧振器可以由集總元件等效電路來表示。圖6A示出了具有關(guān)聯(lián)板模的SAW諧振器的增強(qiáng)型等效電路模型600的示意圖。增強(qiáng)型等效電路模型600包括SAW諧振器電路模型610，該SAW諧振器電路模型610與關(guān)聯(lián)于SAW諧振器的一個(gè)或更多個(gè)相關(guān)板模的導(dǎo)納Y_n,Y_n+1,…(620，622)并聯(lián)。圖6所示的由電感器Lm和電容器Co和Cm構(gòu)成的SAW諧振器電路模型610是簡化的。在SAW濾波器設(shè)計(jì)期間可以使用包括另外的集總部件的更復(fù)雜的SAW諧振電路模型。圖6B所示的替選增強(qiáng)型等效電路模型可以由SAW諧振器電路模型610與關(guān)聯(lián)于SAW諧振器的一個(gè)或更多個(gè)相關(guān)板模的模型630串聯(lián)形成。

每個(gè)板模的導(dǎo)納620、622由下式給出：

Y_n＝Y(jié)_n,re+Y_n,im, (7)

其中，Y_n,re和Y_n,im分別是導(dǎo)納的實(shí)部和虛部。板諧振器的導(dǎo)納Y_n,re的實(shí)部由下式給出：

Y_n,re＝g₀*sin²z/z², (8)

以及導(dǎo)納的虛部Y_n,im由下式給出：

Y_n，im＝g₀*(sin2z-2z)/z², (9)

其中，z＝g₁*(f-f_n)/f_n，f是頻率，f_n是板模的諧振頻率，以及g₀和g₁是通過將式(7)和(8)擬合至單個(gè)SAW諧振器的測量導(dǎo)納而確定的參數(shù)。發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)參數(shù)g₀和g₁關(guān)于SAW諧振器的長度L(參照圖1)和壓電晶片的厚度t而變化。具體地，

g₀＝k₀L/t, (10)

g₁＝k₁L, (11)

其中，k₀和k₁是通過將式(8)和(9)擬合至具有不同長度的多個(gè)SAW諧振器的測量導(dǎo)納和壓電晶片厚度而確定的常數(shù)。

通過以不同諧振頻率對多個(gè)SAW諧振器進(jìn)行測量而確定的值a、b、k₀和k₁，式(8)至(11)可以用于計(jì)算與具有各種諧振頻率、長度和壓電晶片厚度的SAW諧振器關(guān)聯(lián)的板模的復(fù)導(dǎo)納?？梢詫迥５膶?dǎo)納與針對SAW諧振器所計(jì)算的導(dǎo)納相加。圖5中的虛曲線530是包括使用式(8)所計(jì)算的板模的導(dǎo)納的示例性諧振器的計(jì)算實(shí)導(dǎo)納。

現(xiàn)在可以通過合并每個(gè)SAW諧振器的板模導(dǎo)納來更準(zhǔn)確地計(jì)算多個(gè)諧振器帶通濾波器的性能。圖7是在復(fù)合基板上的制造的示例性濾波器300的S(2,1)參數(shù)的曲線圖。這種合并有九個(gè)SAW諧振器的濾波器的示意圖先前在圖3中被示出過。S參數(shù)是用于描述線性電網(wǎng)絡(luò)的性能的慣例。實(shí)線710是S(2,1)的曲線圖，其中S(2,1)是從電網(wǎng)絡(luò)的端口1至端口2的傳遞函數(shù)。S(2,1)基本上是濾波器300的數(shù)字符號改變的“插入損耗”(例如，S(2,1)＝3dB相當(dāng)于3dB的插入損耗)。在這種情況下，實(shí)線710繪出了濾波器300(其包括板模)的測量輸入至輸出傳遞函數(shù)。虛線720繪出了基于不考慮板模的模型的濾波器300的期望輸入至輸出傳遞函數(shù)。

可能要求帶通濾波器針對預(yù)定“通帶”內(nèi)的頻率以較小損耗將濾波器300的端口1處輸入的信號傳遞至端口2，其中，該預(yù)定“通帶”通常被定義為S(2,1)大于-3dB的頻帶。通帶以外的頻率基本上被衰減。關(guān)于帶通濾波器的規(guī)范可以包括在通帶內(nèi)S(2,1)的最小值(即最大插入損耗)以及在通帶以外的一個(gè)或更多個(gè)阻礙中的每一個(gè)內(nèi)S(2,1)的最大值(即，最小插入損耗)。

在圖8中可以看出板模對濾波器300的性能的影響，其中圖8示出了相比于圖7在擴(kuò)展刻度上的S(2,1)的幅度。實(shí)線810表示測量性能。虛線820示出了使用不考慮板模的模型計(jì)算的濾波器300的預(yù)期性能。測量性能(實(shí)線810)呈現(xiàn)出在預(yù)期性能(虛線820)中未發(fā)現(xiàn)的若干波動或驟降(由箭頭840、842、844表示的)。虛線830示出了通過包括使用式(8)和(9)計(jì)算的板模的導(dǎo)納的模型預(yù)測的濾波器性能。雖然不完善，但包括板模的模型提供了對測量濾波器性能的顯著更準(zhǔn)確的預(yù)測。

如在式(1)中所指示的，板模的頻率高度依賴于壓電晶片的厚度t。如從圖8可以明顯看出，板模頻率的變化可能會引起濾波器性能中的不可接受的變化。令式1對厚度求導(dǎo)給出：

df_n/dt＝-nc/2t². (12)

對于壓電晶片的典型厚度，針對壓電晶片厚度的1微米的變化，f_n(第n板模的頻率)可能變化超過100MHz。在具有苛刻性能要求的濾波器應(yīng)用中，壓電晶片厚度的變化可能必須被控制成100nm或更小，以避免由于使通帶惡化的板模頻率的變化而引起的顯著制造產(chǎn)量損失。

返回參照圖5，在薄的壓電晶片或具有特定壓電晶片厚度的復(fù)合基板上制造的SAW諧振器可能在1782MHz(箭頭516A)、1836MHz(箭頭516B)和1890MHz(箭頭516C)處呈現(xiàn)板模諧振。如果壓電晶片的厚度緩慢增加，則板模諧振頻率在頻率上朝低偏移。當(dāng)壓電晶片厚度已經(jīng)增加了使板模諧振頻率偏移54.2MHz的量時(shí)，由箭頭516B指示的板模諧振可能已經(jīng)從其1836MHz處的原始頻率偏移至1782MHz的新頻率(即由箭頭516A指示的諧振的原始位置，由箭頭516A指示的諧振的原始位置可能已經(jīng)偏移至曲線圖500范圍之外的左側(cè))。在這一點(diǎn)上，實(shí)導(dǎo)納的曲線圖可能看起來與實(shí)線510非常相似。

濾波器中的每個(gè)SAW諧振器的板模諧振類似地被影響，最終結(jié)果是板模諧振偏移了約54.2MHz的濾波器的性能將會與原始濾波器的性能等同或非常類似。

組合式(2)和(12)給出：

Δt＝c/(2f_n), (13)

其中，Δt是導(dǎo)致具有等同性能的濾波器的兩個(gè)壓電晶片之間的厚度差。如果兩個(gè)濾波器滿足一組相同的性能要求，則兩個(gè)濾波器的性能被認(rèn)為是“等同”。例如，圖9是模擬的濾波器的作為壓電晶片厚度的函數(shù)的帶寬的曲線圖900。實(shí)線910表示濾波器帶寬，其以約0.62μm的周期隨晶片厚度周期性地變化。假定濾波器的特定帶寬是83±1MHz，等同濾波器可以被構(gòu)造在下述混合基板上，在該混合基板中，壓電晶片厚度是28.5±0.1μm或29.12±0.1μm(由圖9中的陰影區(qū)920表示厚度范圍或者比該厚度范圍厚或薄了0.62μm的整數(shù)倍的其他厚度范圍(例如27.88±0.1μm,29.74±0.1μm))。在這些厚度范圍之外(由圖9中的非陰影區(qū)域表示)的壓電晶片上制造的濾波器將不提供指定的帶寬。使用壓電晶片的不同厚度的能力可以顯著提高在制造期間壓電晶片或復(fù)合基板的產(chǎn)量

針對壓電晶片，可以限定一組兩個(gè)或更多個(gè)不連續(xù)的厚度范圍t±ε、t±ε±Δ、t±ε±2Δt、…，其中，±ε是公差范圍以及Δt可以由式(13)限定或根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)而確定。厚度落入兩個(gè)或更多個(gè)不連續(xù)厚度范圍中的任何范圍內(nèi)的單獨(dú)的或作為復(fù)合基板的部件的壓電晶片可以用于制造具有等同性能的濾波器，即滿足相同的一組性能要求的濾波器。具有在上述兩個(gè)或更多個(gè)不連續(xù)厚度范圍之外的厚度的、單獨(dú)的或作為復(fù)合基板的部件的壓電晶片可能不被用于制造滿足上述一組性能要求的濾波器。

過程的描述

圖10是用于設(shè)計(jì)和制造SAW濾波器的過程1000的流程圖。過程1000以濾波器的一組規(guī)范開始于1005A或1005B。過程1000在已經(jīng)完成滿足規(guī)范的濾波器的制造之后結(jié)束于1095。

在過程1000開始之前確定的該組規(guī)范可以包括例如關(guān)于通帶的下限頻率和上限頻率以及可選地一個(gè)或更多個(gè)阻帶的規(guī)范。該組規(guī)范可以包括在通帶內(nèi)S(2,1)的最小值(即最大插入損耗)和在每個(gè)阻帶內(nèi)(如果被定義的話)S(2,1)的最大值(即最小插入損耗)。該組規(guī)范可以包括輸入阻抗范圍。輸入阻抗范圍可以被定義為例如在由具有預(yù)定源阻抗的源驅(qū)動時(shí)在濾波器的輸入處的最大反射系數(shù)或最大電壓駐波比(VSWR)。可以以一些其他方式來定義輸入阻擋范圍。用于濾波器的該組規(guī)范可以包括其他要求如最大管芯尺寸、工作溫度范圍、輸入功率電平和其他要求。

在首次使用過程1000來設(shè)計(jì)濾波器時(shí)，過程可以開始于1005A。在1010處，可以使用復(fù)合基板來制造一個(gè)或更多個(gè)試探性SAW諧振器，其中復(fù)合基板代表要用于制造要設(shè)計(jì)的濾波器的基板。試探性SAW諧振器用于探索或發(fā)現(xiàn)與每個(gè)SAW諧振器關(guān)聯(lián)的板模的參數(shù)。具體地，用于制造試探性SAW諧振器的基板可以包括由旨在制造中使用的相同材料和結(jié)晶取向(即基板的表面與內(nèi)部結(jié)晶軸的角度)制成的基底基板和壓電晶片。具有若干不同諧振頻率的試探性SAW諧振器可以使用旨在制造中使用的相同工藝(即金屬材料和厚度、線和空間之比、介電涂層等)來制作。然后，可以測量試探性SAW諧振器的導(dǎo)納和其他特性。

在1020處，可以根據(jù)試探性SAW諧振器的測量來確定參數(shù)a、b、k₀和k₁?？梢葬槍γ總€(gè)樣本諧振器來確定板模的頻率以及可以使用式(3)至(5)針對每個(gè)諧振器來確定有效聲速c?？梢源_定c對諧振頻率的依賴性以及通過將式(6)擬合至實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來確定參數(shù)a和b。可以通過將式(7)和(8)擬合至試探性SAW諧振器的實(shí)導(dǎo)納和虛導(dǎo)納的測量來確定參數(shù)g₀和g₁。然后根據(jù)式(11)和(12)來確定參數(shù)k₀和k₁。由于可以重復(fù)使用在1010和1020處確定的參數(shù)a、b、k₀和k₁，后續(xù)濾波器設(shè)計(jì)可以開始于1005B。

在1030處，可以使用考慮板模的影響的設(shè)計(jì)方法來設(shè)計(jì)濾波器。來自1035至1055的動作構(gòu)成可以用于設(shè)計(jì)濾波器的一組示例性步驟。在1030處可以使用其他設(shè)計(jì)方法。在1030處使用的設(shè)計(jì)方法可以包括不同的步驟、更多或更少的步驟以及/或者以不同順序執(zhí)行的相同步驟。

首先，在1035處，可以選擇包括SAW諧振器的數(shù)量、類型和布置的濾波器架構(gòu)。例如，圖3的帶通濾波器具有五個(gè)串聯(lián)諧振器和四個(gè)并聯(lián)諧振器。其他濾波器架構(gòu)可以包括更多或更少的串聯(lián)和/或并聯(lián)SAW諧振器，以不同的方式連接(例如使并聯(lián)諧振器從輸入和/或輸出端口連接至地)的相同數(shù)量的SAW諧振器。

接下來，在1040處，可以建立使用所選擇的架構(gòu)的初始濾波器設(shè)計(jì)。例如可以由設(shè)計(jì)工程師使用電路設(shè)計(jì)軟件工具和/或電磁(EM)分析工具來執(zhí)行初始濾波器設(shè)計(jì)。當(dāng)使用電路設(shè)計(jì)工具時(shí)，可以將濾波器作為電子電路進(jìn)行分析，其中SAW諧振器由集總電容器、電感器和電阻器元件來表示。當(dāng)使用EM分析工具時(shí)，可以由基板上的SAW諧振器換能器的模型來表示濾波器。電路設(shè)計(jì)工具和EM分析工具之一或者電路設(shè)計(jì)工具和EM分析工具二者能夠自動優(yōu)化濾波器設(shè)計(jì)以盡可能滿足濾波器規(guī)范。

一旦在1040處建立了初始設(shè)計(jì)，則在1045處可以確定板模的影響。例如，可以與SAW諧振器的導(dǎo)納并聯(lián)地添加使用式(8)和(9)計(jì)算的板模的導(dǎo)納，以及可以使用電路設(shè)計(jì)軟件工具和/或電磁(EM)分析工具中的任一個(gè)來確定板模對濾波器性能的影響。替選地，可以與SAW諧振器的模型串聯(lián)地添加相關(guān)板模的模型，以及可以使用電路設(shè)計(jì)軟件工具和/或電磁(EM)分析工具中的任何一個(gè)來確定板模對濾波器性能的影響。

在1050處可以優(yōu)化包括板模的影響的設(shè)計(jì)?？梢允褂米詣釉O(shè)計(jì)工具來執(zhí)行優(yōu)化，其中自動設(shè)計(jì)工具可以與在1040處使用的建立初步設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)工具相同或不同。例如，可以使用電路設(shè)計(jì)工具來執(zhí)行初步設(shè)計(jì)而可以使用EM分析工具來執(zhí)行1050處的優(yōu)化。

要指出的是，在1035處首次選擇的架構(gòu)可能未必能夠滿足濾波器規(guī)范。例如，如果帶通濾波器的規(guī)范包括窄的通帶和高的阻帶抑制，則僅具有幾個(gè)SAW諧振器的架構(gòu)可能不能滿足規(guī)范。在1055處，可以確定來自1050的優(yōu)化設(shè)計(jì)是否滿足過程1000的開始之前建立的規(guī)范。如果所選擇的濾波器架構(gòu)證明不能夠滿足濾波器規(guī)范(在1055處的“否”)，則可以使用逐漸復(fù)雜的濾波器架構(gòu)(即具有更多個(gè)SAW諧振器的濾波器架構(gòu))來一次或更多次地從1035重復(fù)設(shè)計(jì)方法1030直到優(yōu)化的濾波器滿足設(shè)計(jì)要求。

當(dāng)已經(jīng)建立了滿足要求的濾波器設(shè)計(jì)時(shí)(在1055處的“是”)，在1060處可以執(zhí)行進(jìn)一步的分析以限定可以用于(使用相同的設(shè)計(jì)和過程)制造具有等同性能的濾波器(也就是說滿足規(guī)范的濾波器)的壓電晶片的一組不連續(xù)厚度范圍。這種分析可以包括：分析一個(gè)或更多個(gè)濾波器性能參數(shù)隨著壓電晶片厚度如何變化(例如參見圖8)；以及確定允許制造滿足規(guī)范的濾波器的一組不連續(xù)壓電晶片厚度范圍。

在1070處，可以在所選擇的壓電晶片(其可以是復(fù)合基板的部件)上制造根據(jù)來自1030的設(shè)計(jì)的濾波器，其中所選擇的壓電晶片的厚度在1060處定義的一組壓電晶片厚度范圍之一內(nèi)。具有兩個(gè)或更多個(gè)可用壓電晶片厚度范圍(相比于單個(gè)窄的厚度范圍)可以顯著地提高制造期間壓電晶片和/或復(fù)合基板的產(chǎn)量。例如，制備復(fù)合基板的一個(gè)過程是將相對厚的壓電晶片接合至背襯基板上，然后在接合之后將壓電晶片拋光至其期望厚度。當(dāng)前，可以丟棄壓電晶片被過度拋光(即被拋光直到其太薄)的復(fù)合基板。當(dāng)一組壓電厚度范圍可用時(shí)，可以通過將壓電晶片向下拋光至較薄的厚度范圍來挽救這樣的復(fù)合基板。

盡管將帶通濾波器用作本說明書中的示例，但板模可以影響其他類型的濾波器的性能。同樣的分析方法可以用于設(shè)計(jì)其他類型的SAW濾波器，例如低通濾波器、高通濾波器和帶阻濾波器以及雙工器。

最后評論

貫穿本說明書，所示的實(shí)施方式和示例應(yīng)當(dāng)被視為范例，而不是對所公開或所要求保護(hù)的設(shè)備和程序的限制。盡管本文所呈現(xiàn)的許多示例涉及方法動作或系統(tǒng)元件的特定組合，但應(yīng)當(dāng)理解的是，這些動作和這些元件可以以其他方式進(jìn)行組合以實(shí)現(xiàn)相同的目的。對于流程圖，可以采用另外的步驟或更少的步驟，并且所示的步驟可以被組合或被進(jìn)一步細(xì)分以實(shí)現(xiàn)本文所描述的方法。僅結(jié)合一個(gè)實(shí)施方式討論的動作、元件和特征并非旨在被排除其他實(shí)施方式中的相似作用之外。

如本文所使用的，“多個(gè)”是指兩個(gè)或兩個(gè)以上。如本文所使用的，項(xiàng)的“集合”可以包括一個(gè)或更多個(gè)這樣的項(xiàng)。如本文所使用的，不論在所撰寫的說明書還是權(quán)利要求書中，術(shù)語“包括(compring)”、“包含(including)”、“攜帶(carrying)”、“具有(having)”、“含有(containing)”、“涉及(involving)”等要被理解成開放式的，即意指包括但不限于。對于權(quán)利要求書，僅過渡性詞語“由......組成”和“基本上由......組成”分別是封閉式或半封閉式過渡性詞語。在權(quán)利要求書中使用順序術(shù)語如“第一”、“第二”、“第三”等來修飾權(quán)利要求元素并不通過其自身來暗含任何一個(gè)權(quán)利要求元素相對于另一權(quán)利要求元素的任何優(yōu)先級、優(yōu)先次序或順序或者執(zhí)行方法的動作的時(shí)間順序，而僅用作標(biāo)記，該標(biāo)記用于對具有某一名稱的一個(gè)權(quán)利要求元素與具有同一名稱(但用于序號項(xiàng)使用的)的另外元素進(jìn)行區(qū)分以對權(quán)利要求元素進(jìn)行區(qū)分。如本文所使用的，“和/或”意指所列出的項(xiàng)是可替選項(xiàng)，而可替選項(xiàng)還包括所列出的項(xiàng)的任何組合。