книги / Селективные акустоэлектронные устройства

бокопых лепестков ЛЧХ и слабо зависит от числа электродов в преобразователе

Plie. 3.2. Гистограммы распределения уровня боковых лепестков АЧХ. а при обрывах электродов; б - при noipeiuHocm длины электродов

Дальнейшее увеличение вероятности Р9 на уровень боковых лепестков

влияет менее значительно. При появлении погрешностей длины, периода

погрешностями, о значительной мере влияющими на уровень боковых лепестков АЧХ, следует считать обрывы, погрешности длины и периода электродов.

Неравномерность затухания в полосе пропускания (рис 3.4) в значительной

степени зависит от обрывов и погрешностей длины электродов (рис 3 4.а.6). Имеется ярко выраженная зависимость AHme> от числа электродов в ВШП. Преобразователи с большим числом электродов ( L =2) более чувствительны к погрешностям.

Относительная полосы пропускания фильтра (рис. 3 5) слабо зависит от технологических погрешностей и дефектов топологии.

Следует отметить, что обрывы электродов, погрешности их длины и периода

расположения являются наиболеё существенными.

При серийном производстве фильтров на ПАВ это может привести к появлению значительного количества бракованных изделий, особенно в отношении уровня боковых лепестков АЧХ. Приемлемый процент выхода годных фильтров возможно обеспечить, определив запас расчетных параметров на основе

получе ных гистограмм распределения.

ЭЛ Неравномерность затуманив в no/юсе пропускания фильтра в зависит LUI

от погрешностей топологии: а обрывов электродов, б - погрешностей длины, в - погрешностей периода, г погрешностей ширмим электродов

С целью установления очередности изменения первичных параметров

составлена матрица планирования эксперимента, при этом предполагалось, что математические модели перечисленных параметров будут иметь вид

фильтра с относительной полосой пропускания 10%. Аподиэация ВШП

осуществлена по закону 6lnx/x, взвешенного окном Хэмминга» при наличии ни

одного, одного и двух боковых лепестков функции аподизации ( L s 0;1;2) Результаты расчета приведены в таблице 3.3.

После обработки результатов эксперимента и проверки значимости

коэффициентов регрессии, получены следующие выражения математических моделей.

При L=0

Статистическая проверка подтвердила адекватность полученных моделей. Анализ моделей позволяет выявить н оторые закономерности. Наибольшее влияние при комплексном воздействии всех видов погрешностей оказывается на

уровень боковых лепестков АЧХ. Основным фактором являются обрывы электродов.

Отклонение коэффициента прямоугольности АЧХ в значительной степени зависит от сочетания двух видов погрешностей, одним из которых является

погрешности длины электродов. Моделирование погрешностей на основа

планирования эксперимента позволяет обоснованно выдвинуть требования к

»пшости технологического процесса:

моделируется с заданным законом распределения. При этом, моделируемые погрешности добавляются к краям неоднородностей с нечетными индексами, а края с четными индексами сдвигаются на величину, равную погрешности

*

где х(1 , хп - координаты краев акустических неоднородностей с погрешностями

и без ник, соответстпенно.

В случае моделирования погрешностей ширины неоднородностей ОР а(п) пределы изменения определяются параметрами технологического процесса и

законами распределения погрешностей Период расположения акустических

неоднородностей становится зависимым от ширины а(п) . а координаты краев неоднородностей выражаются как

частоты ОР (рис. 3.6 а,б). С уменьшением рассогласования акустического импеданса поле разброса параметров ОР увеличивается. Кроме случайного разброса центральной частоты ОР наблюдается ее систематическое смещение в сторону низких частот из-за реактивного накопления энергии на краях акустических неоднородностей. Распределение указанных параметров иллюстрируются соответствующими гистограммами (рис. 3.6 в,г).

Исследование параметров ОР в зависимости от количества элементов N показало, что с увеличением количества элементов от 50 до 500 при z = 1,00055 б(Г) = 50... 37%, а с увеличением значения г поле разброса КО уменьшается. Аналогично получено, что разброс центральной частоты составляет 2... 0,25% и

слабо зависит от значения 2 С целью выявления влияния технологических факторов на параметры ОР,

экспериментально исследована ОР, содержащая 290 алюминиевых полосок на

звукопроооде из пьезокварца с периодом 40 мкм В результате бокового

подтравливания значения коэффициента заполнения ОР составил 0,38 (рис. 3 7

а), что привело к уменьшению ширимы полосок (рис. 3.7 б) /5 0 /.

В)

n*WQ

S(a)*M72

иг

ai

Рис. 3.7. Увеличенное изображение OP (а) и гистограмма распределения

ширины неоднородностей (б)

Рис.3.8.Тестоаая структура ОР (а) и ее АЧХ (б)

Измеряя 200 периодов ОР определено среднее значение периода OP d »

30,92 мкм.Зэданное значение рассогласования импеданса составила 5 ,99 .10'3,

исходя из чего была выбрана толщина металлизации II - 0.8 мкм. Измеренное значение толщины составила 0.54 мкм. Следовательно, возникла проблема

определения отражательной способности ОР с учетом изменения периода.

ширины и толщины полосок. Поэтому изготовлена тестовая структура ÜP (рис. 3.8 а), на АЧХ которой (рис. 3.8 6) при частоте 10 = 39,58 МГц наблюдается провал. По глубине провала обнаружено рассогласование акустического импеданса одного отражательного элемента, равное 4 ,3 8 .10‘3 что на 19.3% меньше по сравнению с заданным значением.

На базе указанных ОР созданы двухвходовые резонаторы, расчетная АЧХ

которых представлена на рис. 3.9 а, кривая 1. Исследуя партию изготовленных

резонаторов, выявлены отклонения полученных параметров от заданных. Кривые 2 (рис. 3.9а) показывают предельные значения АЧХ. Экспериментальные результаты имеют следующие отклонения от теоретических: центральная

частота 0,36%, уровень боковых лепестков ~ 28%, вносимое затухание 28%.

Рис. 3.9. Параметры резонаторов: а - экспериментальные АЧХ; зависимости ноля разброса цен тральной частоты (б), вносимого затухания (в), добротности

(г) от погрешности расстояния ОР-ОР

Кроме отклонения геометрических размеров ОР резонаторов большой