压电器件及其设计方法、压电滤波器、电子设备与流程

本技术涉及压电器件，尤其是涉及一种压电器件及其设计方法、压电滤波器、电子设备。

背景技术：

1、随着移动通信技术进入到5g时代，大量5g移动终端和基站在世界范围内广泛部署。5g技术除了继承了前一代4g及4g-lte在700mhz-2.7ghz的通信频段，还扩展了在3ghz以上的应用，如n77、n78、n79，频率最高可达5ghz。同时以wi-fi为主要代表的无线局域网(wlan)技术也在不断演进，wi-fi 6/6e已经进入人们的日常生活，它们在传统的2.4ghz和5ghz频段(统称为sub 6ghz)基础上又扩展6ghz以上的应用。现今的移动通信终端大多同时支持这两种技术的无线接入，多模式、多频段渐成通用的技术要求，其中负责空中接口的射频电路也日趋复杂，但移动终端又同时需要兼顾小型化的要求，因此市场对高性能、小型化的射频滤波类器件的需求也愈加迫切。

2、目前，能够满足此类要求的滤波类器件主要是压电声波滤波器，构成此类声波滤波器的谐振器主要包括体声波(bulk acoustic wave，baw)谐振器和表面声波(surfaceacoustic wave，saw)谐振器。其中，体声波滤波器具有更高的应用频率、更低的插入损耗、更快的滚降边沿、更大的功率容量和防静电特性等优势，因此更加适用于高频场景的需求。

3、在实际的使用过程中，一般需要从谐振器的上电极或下电极引出连线，将多个baw谐振器连接在一起，构成滤波器等器件。引出连线与压电层和下电极重叠，但不与声学镜重叠的区域会产生寄生电容，导致谐振器的机电耦合系数kt2等性能受到影响而恶化。

技术实现思路

1、本技术提供一种压电器件及其设计方法、压电滤波器、电子设备，通过调整引出连线的结构来减小寄生电容，优化谐振器的性能。

2、第一方面，本技术提供一种压电器件，包括：依次叠加的上电极、压电层、下电极、声学镜、基底；

3、所述上电极、所述压电层、所述下电极、所述声学镜在叠加方向上的重叠区域构成所述压电器件的有效区；

4、所述上电极的轮廓边缘中包括至少一条非连接边和至少一条连接边，长度大于预设长度的连接边上包括至少一个引出段和至少一个非引出段；长度小于预设长度的连接边和所述引出段用于引出连线；

5、在所述非连接边对应的位置、所述非引出段对应的位置，所述上电极的轮廓边缘落入所述声学镜的轮廓内部，所述上电极的轮廓边缘与所述声学镜的轮廓边缘的距离为d1；所述声学镜的轮廓边缘落入所述下电极的轮廓内部，所述声学镜的轮廓边缘与所述下电极的轮廓边缘的距离为d2；

6、在所述引出段对应的位置、长度小于预设长度的连接边对应的位置，所述上电极的轮廓边缘与所述声学镜的轮廓边缘重叠，且落入所述下电极的轮廓内部；所述声学镜的轮廓边缘与所述下电极的轮廓边缘的距离为d3；

7、其中，d3小于d2，d3小于等于d1。

8、可选的，在所述引出段与所述非引出段连接处对应的位置，所述声学镜的轮廓边缘、所述下电极的轮廓边缘均以平滑的曲线连接。

9、可选的，在所述引出段与所述非引出段连接处对应的位置，所述声学镜的轮廓边缘、所述下电极的轮廓边缘均以直线连接，且所形成的内角均为钝角或优角。

10、可选的，所述优角的角度范围包括190°-260°；所述钝角的角度范围包括100°-170°。

11、可选的，1um<d1<15um，1um<d2<15um，d3≥1um。

12、可选的，所述有效区的外轮廓为多边形；

13、或者，

14、所述有效区包括多边形区域、与所述多边形区域在同平面内连接的至少一个延伸区域；所述延伸区域包括一个基边和依次连接的若干折线边；其中，所述基边为所述多边形区域的其中一条边，所述若干折线边为以所述基边为弦的圆弧的内接折线；

15、或者，

16、所述有效区包括第一椭圆形区域和第二椭圆形区域；所述第一椭圆形区域包括长轴边、与所述长轴边和第一短轴对应的第一椭圆弧；所述第二椭圆形区域包括所述长轴边、与所述长轴边和第二短轴对应的第二椭圆弧；所述第一椭圆弧与所述第二椭圆弧分别相接于所述长轴边的两个端点处；其中，所述第一椭圆形区域与所述第二椭圆形区域以所述长轴边为界在同一平面内相邻设置；所述第一短轴与所述第二短轴不等长。

17、可选的，在所述非引出段对应的位置或所述非连接边对应的位置，所述压电层上还设置有释放通道，连通所述声学镜和所述压电器件的外部空间。

18、第二方面，本技术提供一种压电器件的设计方法，所述压电器件包括依次叠加的上电极、压电层、下电极、声学镜、基底；所述上电极、所述压电层、所述下电极、所述声学镜在叠加方向上的重叠区域构成所述压电器件的有效区；所述上电极的轮廓边缘中包括至少一条非连接边和至少一条连接边，至少有一条连接边上包括至少一个引出段和至少一个非引出段；在所述非连接边对应的位置、所述非引出段对应的位置，所述上电极的轮廓边缘落入所述声学镜的轮廓内部，所述上电极的轮廓边缘与所述声学镜的轮廓边缘的距离为d1；所述声学镜的轮廓边缘落入所述下电极的轮廓内部，所述声学镜的轮廓边缘与所述下电极的轮廓边缘的距离为d2；在所述引出段对应的位置，所述上电极的轮廓边缘与所述声学镜的轮廓边缘重叠，且落入所述下电极的轮廓内部；所述声学镜的轮廓边缘与所述下电极的轮廓边缘的距离为d3；其中，d3小于d2，d3小于等于d1；所述方法包括：

19、确定上电极形状；

20、根据压电器件的排布结构、信号流向，从所述上电极形状的轮廓中确定至少一条非连接边和至少一条连接边；

21、若确定出的连接边的长度大于预设长度，则从所述连接边中确定出引出段和非引出段；

22、在长度小于预设长度的连接边和引出段，引出连线；

23、根据上电极形状，外扩d1距离形成候选空气腔形状，根据空气腔形状，外扩d2距离形成候选下电极形状；

24、根据上电极形状，在引出段对应的位置、长度小于预设长度的连接边对应的位置，截去部分候选空气腔形状，形成空气腔形状；将上电极形状的轮廓外移d3距离作为基准，截去部分候选下电极形状，形成下电极形状。

25、第三方面，本技术提供一种压电滤波器，包括：如第一方面任一项所述的压电器件。

26、第四方面，本技术提供一种电子设备，包括：如第四方面所述的压电滤波器。

27、本技术提供了一种压电器件及其设计方法、压电滤波器、电子设备。压电器件的结构包括：依次叠加的上电极、压电层、下电极、声学镜、基底；所述上电极、所述压电层、所述下电极、所述声学镜在叠加方向上的重叠区域构成所述压电器件的有效区；所述上电极的轮廓边缘中包括至少一条非连接边和至少一条连接边，长度大于预设长度的连接边上包括至少一个引出段和至少一个非引出段；长度小于预设长度的连接边和所述引出段用于引出连线；在所述非连接边对应的位置、所述非引出段对应的位置，所述上电极的轮廓边缘落入所述声学镜的轮廓内部，所述上电极的轮廓边缘与所述声学镜的轮廓边缘的距离为d1；所述声学镜的轮廓边缘落入所述下电极的轮廓内部，所述声学镜的轮廓边缘与所述下电极的轮廓边缘的距离为d2；在所述引出段对应的位置、长度小于预设长度的连接边对应的位置，所述上电极的轮廓边缘与所述声学镜的轮廓边缘重叠，且落入所述下电极的轮廓内部；所述声学镜的轮廓边缘与所述下电极的轮廓边缘的距离为d3；其中，d3小于d2，d3小于等于d1。从较长的连接边中选取较短的一段作为引出段，非引出段不引出连接线，则不与下电极产生寄生电容，从而可以将寄生电容减小。另外，针对于形状完全相同的压电器件，通过本技术的方式设置不同的引出段，就可以改变信号流向，提高了滤波器中的器件布局和版图设计的灵活性。