空 隙区域相对应的外边缘区域ARB、以及汇流排SB的区域。在上半图中，示出了所属的横向速 度谱V (y )、以及活塞模态的偏转谱Ψ (y )的幅度。
[0188] 在内边缘区域IRB中，存在与中心激励区域ZAB相比减小的速度，在外边缘区域ARB 中存在提高的速度。在此，外边缘区域ARB用作衰减区域，在该衰减区域中，模态向外指数型 地衰减。在高耦合或者具有重电极的衬底上，将外边缘区域ARB构造成空隙区域TG是特别有 利的，因为在此通过省略每隔一个指来实现与中心激励区域ZAB的大速度差。将空隙区域用 作衰减区域是新颖的。外边缘区域ARB应当至少这样宽，使得在其外边缘处，模态的幅度衰 减到中心激励区域ZAB中的值的10%。在此，内边缘区域IRB用于将中心激励区域ZAB中的准 线性变化曲线Ψ(7)与外边缘区域ARB中的指数变化曲线相匹配。为此，适当地选择宽度W。
[0189] 图25示出了凹慢度情况下的活塞模态器件的作用方式。在下半图中，示出了来自 具有多个横向片段的组件结构的片段。在此，存在具有变窄的指的内边缘区域IRB、与空隙 区域相对应的外边缘区域ARB、以及汇流排SB的区域。在上半图中，示出了所属的横向速度 谱V (y )、以及活塞模态的偏转谱Ψ (y )的幅度。在内边缘区域I RB中，存在与中心激励区域 ZAB相比提高的速度，在外边缘区域ARB中存在还要更高的速度。在此，汇流排SB的区域用作 衰减区域，在该衰减区域中，模态向外指数型地衰减。由于SB中的连续的金属化，在此尤其 是在高层厚度和高耦合的情况下基于提高的质量分布来实现与中心激励区域ZAB相比明显 的速度降低。汇流排SB的区域的宽度应当至少这样大，使得在其外边缘处，模态的幅度衰减 至忡心激励区域ZAB中的值的10%。在此，内边缘区域IRB和外边缘区域ARB共同地用于将中 心激励区域ZAB中的准线性变化曲线与汇流排SB的区域中的指数变化曲线相匹配。为此，必 须适当地选择宽度W、内边缘区域IRB和外边缘区域ARB的宽度之和。
[0190] 电声转换器不限于所述实施例之一。例如包括布置在侧面区域中的其他速度区域 或者相应成形的电极指的变型方案、或者不同实施方式的组合同样是根据本发明的实施 例。
[0191] 附图标记列表 ARB ： 外边缘区域 ARB 1 - 3外边缘区域的部分区域 A： 激励区域中的波矢量 B： 外区域中的波矢量 C、D、E: 不同导纳变化曲线的实部 1、2、3: 不同导纳变化曲线的实部 EF: 电极指 IRB： 内边缘区域 LA： 局部加厚 SB： 汇流排的区域 TG: 空隙区域 ZAB ： 中心激励区域
【主权项】
1. 电声转换器， 一布置在声轨迹中； 一具有压电衬底； 一具有两个布置在衬底上的电极，所述电极分别具有与汇流排连接、彼此咬合的电极 指(ΕΠ以用于激励声波； 一具有加重层； 一具有覆盖层； 一其中转换器被构造为使得声波在多个与声轨迹平行延伸的区域(ZAB，IRB，ARB，SB) 中经历不同的纵向传播速度； 一具有拥有第一纵向速度的中心激励区域(ZAB); 一具有在两侧毗邻中心激励区域的内边缘区域（IRB)，在所述内边缘区域（IRB)中，纵 向速度与中心激励区域(ZAB)的纵向速度不同； 一具有毗邻内边缘区域（IRB)的外边缘区域(ARB)，在所述外边缘区域(ARB)中，纵向速 度比在内边缘区域(IRB)中高； 一具有毗邻外边缘区域(ARB)的汇流排(SB)的区域，在所述汇流排(SB)的区域中，纵向 速度比在外边缘区域(ARB)中小；一其中kx是波矢量在纵向上的分量，ky是波矢量在横向上的分量，并且k〇是主传播方向 上的波矢量。2. 电声转换器， 一布置在声轨迹中； 一具有压电衬底； 一具有两个布置在衬底上的电极，所述电极分别具有与汇流排连接、彼此咬合的电极 指(ΕΠ以用于激励声波； 一具有加重层； 一具有覆盖层； 一其中转换器被构造为使得声波在多个与声轨迹平行延伸的区域(ZAB，IRB，ARB，SB) 中经历不同的纵向传播速度； 一具有拥有第一纵向速度的中心激励区域(ZAB); 一具有在两侧毗邻中心激励区域的内边缘区域（IRB)，在所述内边缘区域（IRB)中，纵 向速度与中心激励区域(ZAB)的纵向速度不同； 一具有毗邻内边缘区域（IRB)的外边缘区域(ARB)，在所述外边缘区域(ARB)中，纵向速 度比在内边缘区域(IRB)中高； 一具有毗邻外边缘区域(ARB)的汇流排(SB)的区域，在汇流排(SB)的区域中，纵向速度 比在外边缘区域(ARB )中小；一其中kx是波矢量在纵向上的分量，ky是波矢量在横向上的分量，并且ko是主传播方向 上的波矢量。3. 根据权利要求1所述的电声转换器，其中内边缘区域（IRB)中的纵向速度比在中心激 励区域(ZAB冲低。4. 根据权利要求2所述的电声转换器，其中内边缘区域（IRB)中的纵向速度比在中心激 励区域(ZAB)中高。5. 根据前述权利要求之一所述的电声转换器，其中所述汇流排和电极指(ΕΠ布置在压 电衬底上，所述压电衬底具有比石英高的电声耦合效率。6. 根据前述权利要求之一所述的电声转换器，其中电极指(ΕΠ至少在沿着横向的片段 中在内边缘区域(IRB)内比在中心激励区域(ZAB)中宽。7. 根据前述权利要求之一所述的电声转换器，其中电极指(ΕΠ至少在沿着横向的片段 中在内边缘区域(IRB)内比在中心激励区域(ZAB)中窄。8. 根据前述权利要求之一所述的电声转换器，其中电极指(ΕΠ的宽度至少在沿着横向 的片段中在内边缘区域(IRB )内线性地改变。9. 根据前述权利要求之一所述的电声转换器，其中电极指(ΕΠ至少在沿着横向的片段 中在内边缘区域(IRB)内比在中心激励区域(ZAB)中高。10. 根据前述权利要求之一所述的电声转换器，其中电极指(EF)在中心激励区域(ZAB) 中比在内边缘区域(IRB)、外边缘区域(ARB)或汇流排(SB)的区域中高。11. 根据前述权利要求之一所述的电声转换器，其中电极指(EF)在内边缘区域(IRB)内 的高度至少在沿着横向的片段中阶梯式地改变。12. 根据前述权利要求之一所述的电声转换器，其中电极指(EF)在内边缘区域(IRB)内 的高度至少在沿着横向的片段中线性地增加。13. 根据前述权利要求之一所述的电声转换器，其中在内边缘区域（IRB)中的电极指 (ΕΠ上至少在侧面片段中布置有所述加重层的与电极材料不同的导电或介电材料。14. 根据前述权利要求之一所述的电声转换器，其中所述加重层的介电材料在内边缘 区域(IRB)中布置在电极指(EF)上或电极指(EF)之间。15. 根据前述权利要求之一所述的电声转换器，其中所述加重层布置在所述覆盖层的 上方或下方。16. 根据前述权利要求之一所述的电声转换器，其中所述加重层覆盖整个内边缘区域。17. 根据前述权利要求之一所述的电声转换器，其中除了所述加重层外，还有另外的层 覆盖内边缘区域之外的其他区域。18. 根据前述权利要求之一所述的电声转换器，其中将氧化铪或氧化钽作为加重层的 材料布置在电极指(EF)上或电极指(EF)之间。19. 根据前述权利要求之一所述的电声转换器，其中外边缘区域(ARB)中的纵向速度比 在中心激励区域(ZAB)中高。20. 根据前述权利要求之一所述的电声转换器，其中内边缘区域(IRB)中的纵向速度比 在汇流排(SB)的区域中高。21. 根据前述权利要求之一所述的电声转换器，其中 一两个内边缘区域(IRB)中的纵向速度是相等的； 一两个外边缘区域(ARB)中的纵向速度是相等的；以及 一在两个汇流排(SB )的区域中的纵向速度是相等的。22. 根据前述权利要求之一所述的电声转换器，其中声波的横向激励谱和声波的基本 模态的横向偏转谱的一致性是尽可能高的。23. 根据前述权利要求之一所述的电声转换器，其中通过内边缘区域(IRB)中的相位加 权将声波的基本模态的横向激励谱与横向偏转谱相匹配。24. 根据前述权利要求之一所述的电声转换器，其中由所述覆盖层的介电层覆盖电极 指(EF)或汇流排。25. 根据前述权利要求之一所述的电声转换器，其中由所述覆盖层的Si02层覆盖电极指 (EF)或汇流排。26. 根据前述权利要求之一所述的电声转换器，该电声转换器是GBAW器件。27. 根据前述权利要求之一所述的电声转换器，其中外边缘区域(ARB)的宽度由一个电 极和另一汇流排的电极指(ΕΠ的末端之间的横向距离来确定。28. 根据权利要求27所述的电声转换器，其中外边缘区域(ARB )的宽度由一个电极的电 极指(ΕΠ的末端与同另一汇流排的汇流排连接的残指的末端之间的横向距离来确定。29. 根据前述权利要求之一所述的电声转换器，该电声转换器是利用声波工作的谐振 器的一部分，该谐振器具有在纵向上限制声轨迹的反射器。30. 根据权利要求29所述的电声转换器，其中所述反射器与所述转换器具有相同的声 波横向速度谱。31. 根据权利要求30所述的电声转换器，其中所述反射器具有反射器指，所述反射器指 在横向上与转换器的电极指(EF)具有相同的构造。32. 电声转换器， 一布置在声轨迹中； 一具有压电衬底； 一具有两个布置在衬底上的电极，所述电极分别具有与汇流排连接、彼此咬合的电极 指(ΕΠ以用于激励声波； 一具有加重层； 一具有覆盖层； 一其中转换器被构造为使得声波在多个与声轨迹平行延伸的区域(ZAB，IRB，ARB，SB) 中经历不同的纵向传播速度； 一具有拥有第一纵向速度的中心激励区域(ZAB); 一具有在两侧毗邻中心激励区域的外边缘区域(ARB)，在所述外边缘区域(ARB)中，纵 向速度与中心激励区域(ZAB)的纵向速度不同； 一具有毗邻外边缘区域(ARB)的汇流排(SB)的区域，在汇流排(SB)的区域中，纵向速度 比在外边缘区域(ARB )中小；一其中kx是波矢量在纵向上的分量，ky是波矢量在横向上的分量，并且ko是主传播方向 上的波矢量。33. 用于制造根据前述权利要求之一所述的电声转换器的方法，包括步骤： 一提供压电衬底； 一在所述衬底上对汇流排和电极指(EF)进行结构化； 一磨蚀中心激励区域(ZAB)中的电极指材料。34.用于制造根据前述产品权利要求之一所述的电声转换器的方法，包括步骤： 一提供压电衬底； 一在所述衬底上对汇流排和电极指(EF)进行结构化； 一使内边缘区域中的电极指材料氧化。
【专利摘要】本发明涉及电声转换器及其制造方法，具体地说明了一种具有在横向上发射的声波的减小的损耗的电声转换器。为此，该转换器包括中心激励区域（ZAB）、毗邻中心激励区域（ZAB）的内边缘区域（IRB）、毗邻内边缘区域的外边缘区域（ARB）以及毗邻外边缘区域的汇流排（SB）的区域。所述区域的纵向速度被调节为使得获得活塞模态的激励谱。
【IPC分类】H03H9/125
【公开号】CN105680820
【申请号】CN201610089694
【发明人】W.鲁伊勒, M.迈耶, U.勒斯勒, M.豪泽, I.布莱尔, K-C.瓦格纳, W.绍尔, M.雅各布, T.埃布纳, E.施米德哈默, S.贝雷克, C.埃格斯
【申请人】埃普科斯股份有限公司
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2010年9月15日
【公告号】CN102714490A, CN102714490B, DE102010005596A1, DE102010005596B4, US9257960, US20130051588, US20160126928, WO2011088904A1