Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

новая папка / 4006435

.html
Скачиваний:
5
Добавлен:
29.11.2022
Размер:
103.98 Кб
Скачать

4006435-Desc-ru var ctx = "/emtp"; The translation is almost like a human translation. The translation is understandable and actionable, with all critical information accurately transferred. Most parts of the text are well written using a language consistent with patent literature. The translation is understandable and actionable, with most critical information accurately transferred. Some parts of the text are well written using a language consistent with patent literature. The translation is understandable and actionable to some extent, with some critical information accurately transferred. The translation is not entirely understandable and actionable, with some critical information accurately transferred, but with significant stylistic or grammatical errors. The translation is absolutely not comprehensible or little information is accurately transferred. Please first refresh the page with "CTRL-F5". (Click on the translated text to submit corrections)

Patent Translate Powered by EPO and Google

French

German

  Albanian

Bulgarian

Croatian

Czech

Danish

Dutch

Estonian

Finnish

Greek

Hungarian

Icelandic

Italian

Latvian

Lithuanian

Macedonian

Norwegian

Polish

Portuguese

Romanian

Serbian

Slovak

Slovene

Spanish

Swedish

Turkish

  Chinese

Japanese

Korean

Russian

      PDF (only translation) PDF (original and translation)

Please help us to improve the translation quality. Your opinion on this translation: Human translation

Very good

Good

Acceptable

Rather bad

Very bad

Your reason for this translation: Overall information

Patent search

Patent examination

FAQ Help Legal notice Contact УведомлениеЭтот перевод сделан компьютером. Невозможно гарантировать, что он является ясным, точным, полным, верным или отвечает конкретным целям. Важные решения, такие как относящиеся к коммерции или финансовые решения, не должны основываться на продукте машинного перевода.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ US4006435A[]

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ BACKGROUND OF THE INVENTION Изобретение относится к способу изготовления акустических устройств на поверхностных волнах и, в частности, к таким устройствам, которые имеют пониженный температурный коэффициент задержки распространения. This invention relates to a method for fabricating acoustic surface wave devices and in particular to such devices which have reduced temperature coefficient of propagation delay. патент США. В US 3818382 (Holland et al.) описано устройство для поверхностных волн, имеющее уменьшенный температурный коэффициент задержки распространения. В устройстве Холланда используется принцип, заключающийся в том, что кварц Y-среза, вращающийся по оси X, имеет нулевой температурный коэффициент задержки распространения при температуре, которую можно выбрать в соответствии с углом среза кварцевой подложки. В частности, Холланд указывает, что X-распространяющийся повернутый кварц Y-среза имеет нулевой коэффициент задержки распространения при 50°С, когда угол среза кристалла составляет 391/2°, и имеет нулевой температурный коэффициент задержки распространения при 0°С. когда кристалл имеет угол среза 461/2 град. Как показано на фиг. 1 диаграммы спецификации Холланда, поворот угла среза кристалла от оси Y вызывает уменьшение коэффициента пьезоэлектрической связи, а также снижение температуры, при которой возникает точка нулевого температурного коэффициента. U.S. Pat. No. 3,818,382 (Holland et al.) discloses a surface wave device having reduced temperature coefficient of propagation delay. Holland's device uses the principle that X-propagating rotated Y-cut quartz has a zero temperature coefficient of propagation delay at a temperature which may be selected in accordance with the cut angle of the quartz substrate. In particular Holland points out that X-propagating rotated Y-cut quartz has a zero coefficient of propagation delay at 50 DEG C when the cut angle of the crystal is 391/2 DEG and has a zero temperature coefficient of propagation delay at 0 DEG C when the crystal has a cut angle of 461/2 DEG. As indicated in the FIG. 1 diagram of the Holland specification, a rotation of the cut angle of the crystal away from the Y-axis causes a reduction in the piezoelectric coupling coefficient as well as a reduction in the temperature at which the zero temperature coefficient point occurs. ОБЪЕКТ ИЗОБРЕТЕНИЯ OBJECT OF THE INVENTION Таким образом, целью настоящего изобретения является создание способа изготовления акустического устройства на поверхностных волнах, имеющего уменьшенный температурный коэффициент задержки распространения в желаемом диапазоне рабочих температур. It is therefore an object of the present invention to provide a method for fabricating an acoustic surface wave device having reduced temperature coefficient of propagation delay within a desired range of operating temperatures. Еще одной целью настоящего изобретения является создание способа изготовления такого устройства, в котором температурный коэффициент задержки распространения можно регулировать без изменения угла среза повернутого кристалла кварца с Y-образным срезом. It is a still further object of the present invention to provide a method for fabricating such a device wherein the temperature coefficient of propagation delay may be adjusted without changing the cut angle of a rotated Y-cut quartz crystal. В соответствии с настоящим изобретением также предложен способ изготовления акустического устройства на поверхностных волнах, имеющего приемлемый коэффициент задержки распространения в требуемом диапазоне рабочих температур, с использованием пьезоэлектрической подложки, которая демонстрирует существенное изменение задержки распространения в зависимости от температуры в указанном желаемом диапазоне. диапазон. Этот способ включает нанесение на указанную подложку средства преобразователя, реагирующего на приложенные электрические сигналы, для обеспечения распространения акустической поверхностной волны вдоль заданного пути на указанной подложке. Он также включает нанесение на указанную подложку проводящего материала, имеющего выбранную толщину и выбранную площадь и расположенного, по меньшей мере, частично на указанном заданном пути, для обеспечения смещения температуры, при которой имеет место нулевой температурный коэффициент задержки распространения, к центру указанного требуемого диапазона. температуры, в результате чего получающееся в результате устройство акустической поверхностной волны имеет существенно меньшее изменение задержки распространения в зависимости от температуры в указанном диапазоне, чем только указанная подложка. In accordance with the present invention there is also provided a method for fabricating an acoustic surface wave device having an acceptable coefficient of propagation delay over a desired range of operating temperatures using a piezoelectric substrate which exhibits a substantial variation of propagation delay with temperature over said desired range. This method comprises depositing on said substrate transducer means, responsive to applied electric signals, for causing acoustic surface wave to propagate along a predetermined path on said substrate. It also comprises depositing on said substrate a conductive material having a selected thickness and selected area and disposed at least partially in said predetermined path, for causing the temperature at which a zero temperature coefficient of propagation delay occurs to shift toward the center of said desired range of temperatures, whereby the resulting acoustic surface wave device has substantially less variation of propagation delay with temperature over said range than said substrate alone. КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ РИСУНКОВ BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS ФИГ. 1a, 1b и 1c представляют собой кривые, иллюстрирующие характеристики связи и задержки для повернутого Y-образного кварца в зависимости от угла среза. FIGS. 1a, 1b, and 1c are curves illustrating the coupling and delay characteristic of rotated Y-cut quartz as a function of cut angle. ИНЖИР. 2 сравнивается изменение температуры задержки для кварца ST-среза с покрытием и без покрытия. FIG. 2 compares the temperature change of delay for coated and uncoated ST-cut quartz. ИНЖИР. 3 представляет собой акустическое устройство на поверхностных волнах, сконструированное в соответствии с настоящим изобретением. FIG. 3 is an acoustic surface wave device constructed in accordance with the present invention. ИНЖИР. 4 показано изменение коэффициента задержки точки нулевой температуры в зависимости от металлизации трассы распространения. FIG. 4 shows the change in the point of zero temperature coefficient of delay as a function of propagation path metallization. ИНЖИР. 5 иллюстрирует влияние металлического осаждения на кварц ST-огранки. FIG. 5 illustrates the effects of metallic deposition on ST-cut quartz. ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ DESCRIPTION OF THE INVENTION Кривые фиг. 1, которые были скопированы из патента США No. № 3818382 (Holland, et al.), иллюстрируют коэффициент пьезоэлектрической связи, температурный коэффициент задержки и температуру нулевого температурного коэффициента X-распространяющегося, повернутого Y-среза кварца как функцию угла среза, . ИНЖИР. 1A показано, что для углов среза выше -20o от оси Y коэффициент пьезоэлектрической связи уменьшается по мере увеличения угла среза кристалла. ИНЖИР. 1B показывает, что существует изменение температурного коэффициента задержки распространения в зависимости от угла среза, и что это изменение различно для кристаллов, работающих при разных температурах. Кривые иллюстрируют температурный коэффициент для кристаллов при температурах 0°С (кривая 12) и 50°С (кривая 11). Каждая из двух кривых имеет отчетливый угол среза, точки 13 и 14 соответственно, при котором температурный коэффициент равен нулю. В соответствии с положениями патента США No. В US 3818382 можно выбрать угол среза кристалла в соответствии с требуемым диапазоном рабочих температур устройства поверхностных волн таким образом, чтобы точка нулевого температурного коэффициента находилась в пределах желаемого диапазона рабочих температур. The curves of FIG. 1, which have been copied from U.S. Pat. No. 3,818,382 (Holland, et al.), illustrate the piezoelectric coupling coefficient, temperature coefficient of delay and temperature of zero temperature coefficient of X-propagating, rotated Y-cut quartz as a function of cut angle, .theta.. FIG. 1A illustrates that for cut angles above -20 DEG from the Y-axis, piezoelectric coupling coefficient decreases as crystal cut angle is increased. FIG. 1B indicates that there is a variation of the temperature coefficient of propagation delay as a function of cut angle, and that this variation is different for crystals operating at different temperatures. The curves illustrate the temperature coefficient for crystals at temperatures of 0 DEG C, (Curve 12) and 50 DEG C (Curve 11). Each of the two curves has a distinct cut angle, points 13 and 14 respectively, at which there is zero temperature coefficient. In accordance with the teachings of U.S. Pat. No. 3,818,382, it is possible to select a crystal cut angle in accordance with the desired range of operating temperatures of a surface wave device such that the point of zero temperature coefficient occurs within the desired operating temperature range. Такой выбор угла среза может свести к минимуму общее изменение задержки распространения в желаемом диапазоне температур. Также проиллюстрировано на фиг. 1C представляет собой температуру, при которой возникает нулевой температурный коэффициент в зависимости от угла среза. Such a selection of cut angle can minimize the total variation of propagation delay over the desired temperature range. Also illustrated in FIG. 1C is the temperature at which the zero temperature coefficient occurs as a function of cut angle. В соответствии с предшествующим уровнем техники и, в частности, с положениями патента США No. В US 3818382 (Holland, et al.) устройство поверхностных волн, которое должно работать в диапазоне температур от 0 до 50°C, может быть сконструировано с использованием подложки из X-распространяющегося повернутого Y-образного кварца, имеющего угол среза 42,75 град от оси Y. Эта огранка кристалла стала известна специалистам в данной области техники как «кварц ST-огранки», и этот термин будет использоваться в дальнейшем для обозначения этой огранки кристалла. Как можно определить по кривой 15 на фиг. 1, кварц огранки ST имеет нулевой температурный коэффициент задержки распространения примерно при 25°С. На фиг. 2 представляет собой кривую, показывающую изменение задержки распространения (. DELTA.L/L) в зависимости от температуры. Кривая 20 — приблизительная характеристика кварца ST-огранки в соответствии с учением Холланда. Можно отметить, что кварц огранки ST имеет общую температурную вариацию задержки менее 25 частей на миллион в диапазоне температур от 0 до 50°С. In accordance with the prior art, and particularly the teachings of U.S. Pat. No. 3,818,382 (Holland, et al.), a surface wave device which is to operate over the temperature range of 0 DEG to 50 DEG C might be constructed using a substrate of X-propagating, rotated Y-cut quartz having a cut angle of 42.75 DEG from the Y-axis. This crystal cut has come to be known as "ST-cut quartz" by those skilled in the art, and this term will be used hereinafter to refer to that crystal cut. As may be determined from Curve 15 of FIG. 1, ST-cut quartz has a zero temperature coefficient of propagation delay at approximately 25 DEG C. FIG. 2 is a curve showing change in propagation delay (. DELTA.L/L) as a function of temperature. Curve 20 is the approximate characteristic for ST-cut quartz in accordance with the teachings of Holland. It may be noted that ST-cut quartz has a total temperature variation of delay of less than 25 parts per million over the temperature range of 0 DEG to 50 DEG C. Один недостаток использования кварца ST-среза для акустического устройства на поверхностных волнах очевиден из кривой 17 на фиг. 1. Следует отметить, что кварц ST-среза с углом среза 42,75o от оси Y имеет более низкий коэффициент пьезоэлектрической связи, чем кварц с углом среза ближе к оси Y. One disadvantage of using ST-cut quartz for an acoustic surface wave device is evident from Curve 17 of FIG. 1. It will be noted that ST-cut quartz with a cut angle of 42.75 DEG from the Y-axis has a lower piezoelectric coupling coefficient than quartz with a cut angle closer to the Y-axis. В соответствии с настоящим изобретением было обнаружено, что металлические отложения на распространяющейся поверхности кварцевой подложки оказывают существенное влияние на температурный коэффициент задержки распространения и, в частности, на температуру, при которой кристалл имеет нулевой коэффициент поверхностной волны. Задержка распространения. Кроме того, было обнаружено, что влияние металлических отложений на задержку распространения связано с долей пути поверхностной волны, на которой размещены отложения, и с частотой распространяющихся поверхностных волн. Связь этого эффекта с частотой распространяющихся поверхностных волн можно объяснить, связав эффект с толщиной металлического покрытия по отношению к длине волны на поверхности, как будет более подробно описано ниже. In accordance with the present invention, it has been discovered that metallic deposits on the propagating surface of the quartz substrate have a significant effect on the temperature coefficient of propagation delay, and particularly on the temperature at which the crystal has a zero coefficient of surface wave propagation delay. It has been further discovered that the effect of metallic deposits on the propagation delay is related to the fraction of the surface wave path on which deposits are placed and to the frequency of the propagating surface waves. The relation of this effect to the frequency of the propagating surface waves can be explained by relating the effect to the thickness of the metallic deposit in relation to the surface wavelength as will be more fully described below. Проиллюстрировано на фиг. 3 представляет собой акустическое устройство на поверхностных волнах, сконструированное в соответствии с настоящим изобретением. Устройство поверхностных волн включает в себя пьезоэлектрическую подложку 32, которая в данном случае представляет собой кварц ST-среза, т.е. вращающийся по оси X кварц Y-среза, имеющий угол среза 42,75° от оси Y. Устройство поверхностных волн, показанное на фиг. 3, первый преобразователь 34 и второй преобразователь 36, оба из которых относятся к встречно-штыревому типу и, в частности, к типу, описанному в патенте США No. № 3 727 155 (DeVries). Кроме того, устройство по фиг. 3 металлическое покрытие 38, которое находится между преобразователями 34 и 36 на пути акустических поверхностных волн, распространяющихся между преобразователями 34 и 36. Illustrated in FIG. 3 is an acoustic surface wave device constructed in accordance with the present invention. The surface wave device includes a piezoelectric substrate 32 which in this case is ST-cut quartz, that is, X-propagating rotated Y-cut quartz having a cut angle of 42.75 DEG from the Y-axis. There is included in the surface wave device of FIG. 3 a first transducer 34 and a second transducer 36, both of which are of the interdigital type and particularly of the type described in U.S. Pat. No. 3,727,155 (DeVries). There is further included in the device of FIG. 3 a metallic deposit 38 which is between transducers 34 and 36 in the path of acoustic surface waves propagated between the transducers 34 and 36. Как хорошо известно специалистам в данной области техники, электрические сигналы, подаваемые на два полюса преобразователя 34, заставляют поверхностное покрытие распространяться к преобразователю 36 по пути, имеющему ширину, приблизительно равную ширине отдельных пальцев преобразователя. Приблизительная длина пути поверхностных волн, проходящих между преобразователем 34 и преобразователем 36, обозначена длиной 44, которая находится между центром преобразователя 34 и центром преобразователя 36. В проиллюстрированном варианте осуществления изобретения примерно 75% пути этой поверхностной волны имеют металлизированный материал на поверхности подложки 32. Приблизительно 50% пути находится внутри преобразователей 34 и 36, где приблизительно 50% площади поверхности занято металлическими отложениями, образующими пальцы преобразователей. Между преобразователями 34 и 36, оставшимися 50% пути поверхностной волны, имеется металлический осадок 38, который занимает практически всю площадь между преобразователями. Таким образом, будет очевидно, что приблизительно 75% всего пути акустической поверхностной волны имеет на себе металлическое покрытие. As is well known to those skilled in the art, electrical signals applied to the two poles of transducer 34 will cause surface cover to propagate toward transducer 36 in a path having approximately the width of the individual fingers of the transducer. The approximate path length of surface waves traveling between transducer 34 and transducer 36 is indicated by length 44 which is between the center of transducer 34 and the center of transducer 36. In the illustrated embodiment of the invention there is approximately 75% of this surface wave path having metalized material on the surface of substrate 32. Approximately 50% of the path is within transducers 34 and 36 where approximately 50% of the surface area is occupied by metallic deposits which form the finger of the transducers. Between transducers 34 and 36, the remaining 50% of the surface wave path, there is included metallic deposit 38 which occupies substantially the entire area between the transducers. It will therefore be evident that approximately 75% of the total acoustic surface wave path has a metallic deposit upon it. Если металлический налет 38 удалить с устройства, только 25% пути акустической поверхностной волны будет иметь металлический налет. If metallic deposit 38 is removed from the device, only 25% of the acoustic surface wave path has a metallic deposit. Преобразователи 34 и 36 могут быть рассчитаны на работу на выбранной основной частоте, как описано в упомянутом выше патенте De Vries. В соответствии с совместно находящимся на рассмотрении заявлением заявителя сер. В патенте № 453616, поданном 22 марта 1974 г., который передан тому же правопреемнику, что и настоящее изобретение, эти преобразователи также могут работать на более высокой гармонической частоте, чем основная частота, для которой они были разработаны. Например, если преобразователи 34 и 36 рассчитаны на периодичность, соответствующую одной длине акустической волны на частоте 23,8 МГц, они также будут работать на одиннадцатой гармонике 262 МГц. Проиллюстрировано на фиг. 2 представляет собой температурное изменение задержки поверхностных волн, распространяющихся между преобразователем 34 и преобразователем 36 устройства по фиг. 3. Кривая 20, которая была описана выше, представляет собой теоретическое изменение задержки для температурного изменения задержки акустической поверхностной волны для кварца ST-огранки в соответствии с принципами Holland et al. Кривая 20 имеет нулевой температурный коэффициент задержки в точке 26, что соответствует примерно 25oC. Кривая 22 представляет собой температурное изменение задержки, связанное с устройством, показанным на фиг. 3, где металлические наплавки состоят из алюминия толщиной 1000 А, для работы на частоте 23,8 МГц. Как видно из кривой, точка 28 нулевого температурного коэффициента задержки сместилась примерно на 9 o C до 14 o C. Кривая 25 на фиг. 2 иллюстрирует температурное изменение задержки поверхностной волны для той же конструкции при ее использовании на частоте гармоники 262 МГц. Как видно из кривой 25, точка 31 нулевого температурного коэффициента задержки распространения была дополнительно смещена примерно до -40°С, общий сдвиг составил примерно 65°С. Transducers 34 and 36 may be designed to operate at a selected fundamental frequency as has been described in the above referenced patent of DeVries. In accordance with the applicant's co-pending application, Ser. No. 453,616, Filed Mar. 22, 1974 which is assigned to the same assignee as the present invention, these transducers may also be made to operate at a higher harmonic frequency than the fundamental frequency, for which they were designed. For example, if transducers 34 and 36 are designed to have a periodicity corresponding to one acoustic wave length at 23.8 MHz they will also operate at the eleventh harmonic of 262 MHz. Illustrated in FIG. 2 is the temperature change of delay for surface waves propagating between transducer 34 and transducer 36 of the device of FIG. 3. Curve 20 which was described above is the theoretical delay change for the temperature variation of acoustic surface wave delay for ST-cut quartz in accordance with the teachings of Holland et al. Curve 20 has a zero temperature coefficient of delay at point 26 which corresponds to about 25 DEG C. Curve 22 is the temperature variation of delay associated with the device of FIG. 3 where the metallic deposits consist of aluminum with a thickness of 1000 A, for operations at a frequency 23.8 MHz. As may be seen from the curve the point 28 of zero temperature coefficient of delay has shifted by approximately 9 DEG to 14 DEG C. Curve 25 of FIG. 2 illustrates the temperature variation of surface wave delay for the same structure when it is used at the harmonic frequency of 262 MHz. As may be seen from Curve 25 the point 31 of zero temperature coefficient of propagation delay has been further shifted to approximately -40 DEG C, a total shift of approximately 65 DEG C. Влияние металлического отложения на устройство поверхностных волн, показанное на фиг. 3 видно из кривых фиг. 2. Если, например, фиг. 3 должно работать на частоте примерно 23,8 МГц в диапазоне температур от 0°С до 30°С, будет видно, что кварц ST-среза в соответствии с кривой 20 имеет существенное изменение задержки распространения в зависимости от температуры для температур от 0°С до 30°С. и 10oC. Устройство по фиг. 3, имеющая металлическое покрытие 38, имеет температурную характеристику, указанную кривой 22, которая имеет существенно меньшее изменение задержки распространения в зависимости от температуры в диапазоне от 0 до 10°C, чем известное устройство из простого кварцевого стекла ST-среза, которое имеет изменение, указанное кривой 20. Как видно из фиг. 2, изменение задержки распространения в зависимости от температуры более резкое, когда устройство работает с преобразователями, работающими на более высоких гармонических частотах, как показано на кривой 25, которая показывает изменение задержки распространения в зависимости от температуры, когда устройство на фиг. 3 работает на частоте 262 МГц. Точка 31 нулевого температурного коэффициента задержки распространения для работы на частоте 262 МГц с устройством на поверхностных волнах, имеющим металлическое напыление 38, была смещена примерно с 25°С, значения согласно Холланду и др., примерно на -38°С. большая величина этого сдвига, когда устройство работает на более высокой частоте, объясняется большей толщиной металлической пленки по сравнению с длиной волны акустических поверхностных волн. The effect of the metallic deposit on the surface wave device of FIG. 3 is evident from the curves of FIG. 2. If, for example, the FIG. 3 device is to operate at a frequency of approximately 23.8 MHz in a temperature range of 0 DEG to 30 DEG C it will be evident that ST-cut quartz in accordance with curve 20 has a substantial variation of propagation delay with temperature for temperatures between 0 DEG and 10 DEG C. The device of FIG. 3 having metallic deposit 38 has a temperature characteristic indicated by Curve 22 which has substantially less variation of propagation delay with temperature in the range of 0 DEG to 10 DEG C than the plain ST-cut quartz prior art device which has the variation indicated by Curve 20. As is evident from FIG. 2 a change in the variation of propagation delay with temperature is more dramatic when the device is operated with the transducers operating at their higher harmonic frequencies as indicated by Curve 25 which shows the variation in propagation delay with temperature when the device of FIG. 3 is operated at 262 MHz. The point 31 of zero temperature coefficient of propagation delay for operation at 262 MHz with a surface wave device having metallic deposit 38 has been shifted from approximately 25 DEG C, the value in accordance with Holland et al, to approximately -38 DEG C. The greater amount of this shift when the device is operating at a higher frequency is attributed to the greater thickness of the metallic film with respect to the wavelength of the acoustic surface waves. Было обнаружено, что эффект, отмеченный выше, пропорционален проценту площади поверхности, через которую распространяется акустическая поверхностная волна, которая покрыта металлической пленкой или металлическими частями преобразователя. Когда металлическое покрытие 38 фиг. 3 устройство удаляется с распространяющей поверхности, остается примерно 25% поверхности, покрытой металлической пленкой, состоящей из металлических напыленных пальцев двух преобразователей. Когда устройство работает на частоте 262 МГц без этого металлического отложения, результирующее изменение задержки распространения в зависимости от температуры показано кривой 24 на фиг. 2. В этом случае точка нулевого температурного коэффициента задержки распространения указана точкой 30, которая находится примерно на 4°С. The effect noted above has been found to be proportional to the percentage of the surface area through which the acoustic surface wave propagates which is covered by the metallic film or metallic portions of the transducer. When the metallic deposit 38 of the FIG. 3 device is removed from the propagating surface there remains approximately 25% of the surface covered by metallic film, consisting of the metallic deposited fingers of the two transducers. When the device is operated at 262 MHz without this metallic deposit the resulting change in propagation delay with temperature is indicated by Curve 24 of FIG. 2. In this case, the point of zero temperature coefficient of propagation delay is indicated by point 30 which is at approximately 4 DEG C. Из приведенного выше обсуждения и кривой на фиг. 2 видно, что точка нулевого температурного коэффициента задержки распространения для X-распространяющихся, повернутых Y-образных кристаллов кварца снижается из-за наличия металлической пленки на пути поверхностной волны. Также очевидно, что изменение температуры нулевого температурного коэффициента задержки распространения зависит от процента пути распространения, покрытого металлической пленкой. ИНЖИР. 4 иллюстрирует изменение температуры нулевого температурного коэффициента в зависимости от процентной доли металлизированного пути распространения. Кривая 46 показывает изменение, наблюдаемое для алюминиевой пленки толщиной 1000 А при работе устройства на поверхностных волнах с частотой 23,8 МГц. Кривая 50 показывает изменение точки нулевого температурного коэффициента для устройства поверхностной волны с алюминиевой пленкой 1000 А для работы на частоте 262 МГц. Также показано на фиг. 4 представлены кривые, показывающие отклонение точки нулевого температурного коэффициента для кварцевых подложек ST-среза, где толщина алюминиевой пленки была увеличена до 3000 А. Кривая 48 показывает отклонение при рабочей частоте 23,8 МГц, а кривая 52 показывает отклонение при рабочей частоте 262 МГц. Видно, что смещение точки нулевого температурного коэффициента задержки распространения линейно с долей металлизированного на подложках пути акустической поверхностной волны. It is apparent from the above discussion and the curve in FIG. 2 that the point of zero temperature coefficient of propagation delay for X-propagating, rotated Y-cut quartz crystals is lowered by the presence of metallic film on the path of the surface wave. It is also evident that the change in the temperature of zero temperature coefficient of propagation delays is dependent on the percentage of the propagation path which is covered by the metallic film. FIG. 4 illustrates the change in the temperature of zero temperature coefficient as a function of the percentage of the propagation path which is metallized. Curve 46 indicates the change which is experienced for an aluminum film which is 1000 A thick with the surface wave device operating at 23.8 MHz. The curve 50 indicates the change in the point of zero temperature coefficient for a surface wave device having the 1000 A aluminum film for operation at a frequency of 262 MHz. Also shown in FIG. 4 are curves indicating the deviation of the zero temperature coefficient point for ST-cut quartz substrates where the thickness of the aluminum film has been increased to 3000A. Curve 48 shows the deviation experienced at an operation frequency of 23.8 MHz and Curve 52 shows a deviation experienced at an operation frequency at 262 MHz. It can be seen that the shift in the point of zero temperature coefficient of propagation delay is linear with the percentage of the acoustic surface wave path metallized on the substrates. Также видно, что величина сдвига увеличивается с увеличением толщины алюминиевых отложений, а также с увеличением рабочей частоты. It can also be seen that the amount of shift is increased with increased thickness of aluminum deposits and also with increased operating frequency. Для анализа влияния частоты и толщины металлизации был построен график изменения нулевого температурного коэффициента в зависимости от толщины металлической пленки в терминах длин волн акустической поверхности, нормированных на процент металлизированного пути поверхностной волны. Кривая 54 на фиг. 5 показывает влияние металлических отложений на кварцевый кристалл ST-среза. Также показано на фиг. 5 представлена кривая 56, показывающая влияние осаждения меди на кристалл кварца ST-среза. Из кривой 56 видно, что медь оказывает большее влияние, чем алюминий, когда она используется в качестве материала, наносимого на подложки. In order to analyze the effect of frequency and thickness of metallization a plot was made of the zero temperature coefficient change versus the thickness of the metallic film in terms of acoustic surface wavelengths normalized to the percentage of surface wave path metallized. Curve 54 of FIG. 5 indicates the effect of metallic deposits on an ST-cut quartz crystal. Also shown in FIG. 5 is Curve 56 which indicates the effect of a deposit of copper on an ST-cut quartz crystal. It can be seen from Curve 56 that copper has a greater effect than aluminum when it is used as the material which is deposited on substrates. Описанные до сих пор эксперименты проводились с кварцевым кристаллом ST-огранки, который имеет естественный нулевой температурный коэффициент задержки распространения примерно при 25°C. Добавление металлических отложений на кварцевый кристалл ST-огранки имеет тенденцию к снижению нулевого температурного коэффициента задержки распространения до точки, которая ниже обычных рабочих температур. Настоящее изобретение значительно эффективно при использовании срезов кристаллов кварца с углом среза менее 42o от оси Y для уменьшения точки нулевой температуры с коэффициентом задержки распространения до нормально ожидаемого диапазона рабочих температур. Например, кварцевый кристалл Y-среза, вращающийся по оси X и имеющий угол среза 35,15° от оси Y, является обычно используемым кристаллом для линий задержки объемных волн. Эта огранка кристалла известна специалистам в данной области техники как кварц АТ-огранки. Как можно определить из кривой на фиг. 1C, кварц AT-среза имеет естественный нулевой температурный коэффициент задержки распространения приблизительно при 80oC. Как также видно из кривой на фиг. 1A, кварцевый кристалл AT-среза имеет более высокий коэффициент пьезоэлектрической связи, чем кварцевый кристалл ST-среза. The experiments which have been described so far have been conducted with ST-cut quartz crystal which has a natural zero temperature coefficient of propagation delay at approximately 25 DEG C. The addition of metallic deposits on an ST-cut quartz crystal tends to reduce the point of zero temperature coefficient of propagation delay to a point which is lower than generally experienced operating temperatures. The present invention is significantly effective in using cuts of quartz crystals with a cut angle of less than 42 DEG from the Y-axis to reduce the point of zero temperature coefficient of propagation delay to a normally anticipated range of operating temperature. For example, X-propagating rotated Y-cut quartz crystal having a cut angle of 35.15 DEG from the Y-axis is a commonly used crystal for bulk wave delay lines. This crystal cut is known to those skilled in the art as AT-cut quartz. As may be determined from the curve of FIG. 1C, AT-cut quartz has a natural zero temperature coefficient of propagation delay at approximately 80 DEG C. As may also be seen from the curve of FIG. 1A, AT-cut quartz crystal has a higher piezoelectric coupling coefficient than ST-cut quartz crystal. Влияние металлического осадка на распространяющуюся поверхность акустического устройства с поверхностными волнами при изменении температуры нулевого температурного коэффициента задержки распространения особенно полезно для кварцевого кристалла AT-среза. Используя свойство выбранной толщины металлического покрытия, покрывающего выбранный процент пути акустической поверхностной волны, можно, например, понизить точку нулевого температурного коэффициента задержки распространения с 80°С до 25°С. изменить точку нулевой температуры коэффициента задержки распространения на любую выбранную температуру, используя срез монокристалла, добавив или удалив часть металлического осадка. Показанный на фиг. 5 представлена кривая 58, показывающая изменение нулевой точки температурного коэффициента задержки распространения для осадка алюминия на кварце АТ-среза. Как видно из кривой, влияние на кварц AT-огранки значительно больше, чем на кварц ST-огранки. Считается, что это изменение связано с тем фактом, что кварц AT-среза имеет более высокий коэффициент пьезоэлектрической связи, чем кварц ST-среза, как показано на фиг. 1. The effect of a metallic deposit on the propagating surface of an acoustic surface wave device in changing the temperature of zero temperature coefficient of propagation delay is particularly useful for an AT-cut quartz crystal. By using a property selected thickness of metallic deposit covering a selected percentage of the acoustic surface wave path it is, for example, possible to lower the point of zero temperature coefficient of propagation delay from 80 DEG to 25 DEG C. It is also possible to change the point of zero temperature coefficient of propagation delay to any selected temperature using a single crystal cut by adding or taking away some of the metallic deposit. Shown in FIG. 5 is Curve 58 which indicates the change in the zero point of temperature coefficient of propagation delay for a deposit of aluminum on AT-cut quartz. As may be seen from the curve, the effect on AT-cut quartz is significantly greater than the effect on the ST-cut quartz. This change is believed to be related to the fact that AT-cut quartz has a higher piezoelectric coupling coefficient than ST-cut quartz as is evidenced from FIG. 1. Будет очевидно, что настоящее изобретение может быть использовано для разработки акустического устройства на поверхностных волнах, имеющего уменьшенный температурный коэффициент задержки распространения в выбранном диапазоне температур. В соответствии с настоящим изобретением разработчик должен выбрать кварцевый кристалл Y-образной огранки, вращающийся по оси X, с углом среза, соответствующим нулевой точке температурного коэффициента, который находится при температуре выше, чем центр температурного диапазона, в котором работает желанный. Например, если требуется устройство акустических поверхностных волн, которое должно работать в диапазоне температур от 0 до 40°С, можно выбрать в качестве подложки кварцевый кристалл Y-образного сечения, вращающийся по оси Х и имеющий угол среза 30° от ось Y. Как видно из кривой на фиг. 1, этот кристалл имел бы естественную нулевую точку температурного коэффициента задержки распространения приблизительно при 95°С, что было бы намного выше желаемого рабочего диапазона устройства. В этом случае устройство будет иметь значительный коэффициент задержки распространения в требуемом рабочем диапазоне от 0 до 40°С. Чтобы снизить температуру, при которой устройство имеет нулевой температурный коэффициент задержки распространения в соответствии с настоящим изобретением, разработчик поместит выбранный металлический осадок на пути акустической волны на подложке, тем самым снизив температуру, при которой возникает точка нулевого температурного коэффициента задержки распространения. It will be evident that the present invention may be used to design an acoustic surface wave device having a reduced temperature coefficient of propagation delay within a selected temperature range. In accordance with the present invention, the designer would select an X-propagating rotated Y-cut quartz crystal with a cut angle corresponding to a zero point of temperature coefficient which is at a temperature higher than the center of the temperature range over which operation is desired. For example, if one desires an acoustic surface wave device which is to operate over a temperature range of 0 DEG to 40 DEG C one may select as a substrate an X-propagating rotated Y-cut quartz crystal having a cut angle of 30 DEG from the Y-axis. As may be seen from the curve of FIG. 1 this crystal would have a natural zero point of temperature coefficient of propagation delay at approximately 95 DEG C which would be well above the desired operating range of the device. The device would then have a significant coefficient of propagation delay in the desired operational range of 0 DEG to 40 DEG C. In order to reduce the temperature at which the device has a zero temperature coefficient of propagation delay in accordance with the present invention the designer would place a selected metallic deposit in the path of the acoustic wave on the substrate thereby reducing the temperature at which the point of zero temperature coefficient of propagation delay occurs. Например, если устройство должно работать на частоте 262 МГц, при использовании кривой 58 на фиг. 5 можно определить, что отложение 1200 ангстрем алюминия снизит температуру, при которой возникает нулевой температурный коэффициент задержки распространения, примерно на 150o, если путь полностью покрыт алюминием. Если только 50% пути распространения на приборе покрыто алюминиевым налетом, то уменьшение точки нулевой температуры коэффициента задержки распространения составит примерно 75 град. С. Таким образом, можно уменьшить точку нулевой температуры с от 95 до 20oC, что находится в желаемом диапазоне рабочих температур и находится примерно в середине желаемого диапазона. Это изменение, как видно из кривой на фиг. 2, приведет к существенному уменьшению зависимости задержки распространения от температуры в желаемом температурном диапазоне. Специалисты в данной области поймут, что точка нулевого температурного коэффициента задержки распространения затем может быть скорректирована для оптимизации конструкции путем добавления или удаления металлических отложений. For example, if the device is to operate at a frequency of 262 MHz, by use of Curve 58 FIG. 5, it can be determined that a deposit of 1200 angstroms of aluminum will reduce the temperature at which the zero temperature coefficient of propagation delay occurred by approximately 150 DEG if the path is entirely covered by aluminum. If only 50% of the propagating path on the device is covered with the aluminum deposit, the reduction in the point of zero temperature coefficient of propagation delay will be approximately 75 DEG C. It is therefore possible to reduce the point of zero temperature coefficient from 95 DEG to 20 DEG C., which is within the desired range of operating temperature and at approximately the center of the desired range. This change, as is evidenced from the curve of FIG. 2, will result in a substantial reduction in the variation of propagation delay with temperature within the desired temperature range. Those skilled in the art will recognize that the point of zero temperature coefficient of propagation delay can then be adjusted to optimize the design by adding or removing metallic deposit. Хотя было описано то, что в настоящее время считается предпочтительным вариантом осуществления этого изобретения, специалистам в данной области техники будет очевидно, что в него могут быть внесены различные изменения и модификации, не отступая от изобретения, и поэтому оно направлено на для охвата всех таких изменений и модификаций, которые соответствуют истинному духу и объему изобретения. While there has been described what is at present considered to be the preferred embodiment of this invention, it will be obvious to those skilled in the art that various changes and modifications may be made therein without departing from the invention and it is, therefore, aimed to cover all such changes and modifications as fall within the true spirit and scope of the invention.

Please, introduce the following text in the box below Correction Editorclose Original text: English Translation: Russian

Соседние файлы в папке новая папка