[其他]应力和温度补偿声表面波器件

说明书

本发明属声表面波（SAW）器件领域，涉及对这类器件的精度改进，并涉及一种晶体，这种晶体的斜取向及其传播方向对这类器件的应力和温度效应能提供特别有利的补偿。

诸如谐振器和延迟线此类SAW器件，在通信和其它领域中被用作测量加速度、应力或应变和压力等参数的传感器。SAW器件传感器通常是基于声表面波在一块薄而易弯曲的膜片中的传播，该膜片在受到加速度、应力或应变或压力作用时即产生形变。人们测量声表面波性能方面所关心参数的作用，并利用这种测量来获得重要的参数。在通信和其它领域中，声表面波器件被用来处理各种各样的信号。在1983年12月6日颁布的题为“应力补偿的石英谐振器”的共同占有的4，419，600号美国专利和1985年4月23日颁布的题为“声表面波传感器”的4，512，198号美国专利，以及序号为4    27，240（1982年9月29日提交）和序号为687，715和687，716（均在1984年12月31日提交）的共同待批专利申请中，对SAW器件传感器的各种用途作了详述。因此上述共同占有专利和共同待批专利申请，仿佛在此全面陈述似地被作为本说明书的参考资料而引入本文，而审查员的注意力往往集中在这些参考资料所说明的背景技术部分和先有技术或本文所引证的部分。此外，还应查看下列标号的美国专利文献：3，771，072;3，772，618;3，818，382;3，866，153;3，995，240;4，109，172;4，109，173;4，220，888;4，224，548;4，224.549和4，323，809。

SAW器件的一个理想而重要的特性是其频率的稳定度。然而，频率稳定度可能受到周围介质的不利影响一这类周围介质主要是以沿声波传播表面上的各种偏置状态或应力分布的形式显现出来。例如，温度引起的应变和加速度引起的体积力，连带着安装支承力都能导至一个不希望有的频率偏移。因此有必要使SAW器件尽可能不受周围介质的影响，而本发明就是以满足这种需要的至少某些方面作为其重要目标的。

人们已经认识到：SAW器件晶状体的取向及声表面波的传播方向的选择能对周围介质影响频率稳定度方面具有显著效果。就某些周围介质而言，获得某种理想的晶状体取向和传播方向也许是可能的，例如，通过使用模拟含有某些线性关系的波运动，但某些外部介质条件不属于此范畴。例如，人们认为：由温度引起的和应力引起对表面波传播的影响是不易根据运动的线性方程来解决的。尽管如此，温度和应力对频率稳定度的影响可能还是极其重要的。

人们认为在本领域中所广泛应用的一种结构涉及用所谓ST切割（ST-cut）的石英片。另一种采用称之谓SST切割（SST-cut）。当采用由无线电工程师学会正式通过的标准时，（现为电气和电子工程师协会即IEEE标准，登载在1949年12月的IEEE会志PP.1378-90上，题为：“关于压电晶体的标准，1949：标准49IRE14.Sl”），ST切割以取向角θ＝42.75°和传播方向r＝0°为特征，而SST切割以取向角θ＝-49.22°和传播方向r为23°为特征。人们相信：通常使用ST切割的SAW器件对于沿器件平面的平面的、各向同性应力分布的此类应力，或对由衬底加载弯曲引起的双轴应力均不会提供足够补偿（至少在某些应用方面），同时由于一系列金属条状电极（an    array    of    metallic    electrode    stripes）引起的周期性热应力分布仅在一个很窄的范围内提供补偿。人们还相信：ST切割的SAW器件受动态热效应的影响是显著的。人们认为，对SST切割的SAW器件也涉及类似的、但不是等同的缺点。还可查阅提出某些其它切割法的4，499，395号美国专利。