Brevet FR2491272A1 — publié le 19820402

La présente invention a pour objet un filtre piézoélectrique à résistances de charge intégrées et son procédé de fabrication. Elle trouve une application en électronique et notamment en télécommunications et en instrumentation. Un filtre piézoélectrique est constitué de paires d'électrodes métalliques déposées sur les faces d'un substrat piézoélectrique et alimentées de manière appropriée par une tension électrique. Le schéma d'un tel dispositif est représenté sur la figure 1. Une lame de quartz 10 est recouverte, sur chacune de ses faces, de deux paires d'électrodes rectangulaires 12 et 14 (seules les électrodes disposées sur la face avant sont visibles, les électrodes 12' et 14' situées en regard des électrodes 12 et 14 étant cachées). Ces électrodes sont réunies à des conducteurs de liaison 16 et 18 (sur la face avant) et 20 (sur la face arrière), ces conducteurs aboutissant à des plots de raccordement 21, 22, 23 disposés au bord du substrat. L'ensemble est placé dans un boîtier 24 fermé par une embase 26 munie de passages étanches pour des conducteurs électriques 30, 31, 32 respectivement reliés aux plots de raccordement 21, 22, 23. Le filtre est alimenté en tension par un générateur 34 à travers une première résistance de charge (ou d'adaptation) 36 disposée à l'extérieur du bottier. La tension de sortie est prélevée aux bornes d'une seconde résistance de charge 38 également disposée à l'extérieur -du boî- tier et reliée à la masse. Cette dernière est par ailleurs reliée au conducteur 28. -Les électrodes ainsi que les conducteurs de liaison sont en général constituées par une première couche métallique d'accrochage, en général du nickel o chrome de 200 A environ d'épaisseur, déposée directe ment sur le substrat et par une seconde couche métallique déposée sur la première, en général de l'or ou de l'aluminium, de 1000 à 2000 d'épaisseur. De tels filtres fonctionnent dans une gamme de fréquences allant sensiblement de 1 à 500 MHZ. Leur largeur de bande relative est située entre 10 4 et lo-l La présence des résistances de charge à l'extérieur du boîtier entraîne de nombreux inconvénients pour le filtre : - ses performances sont limitées vers les hautes fréquences, - son encombrement est important, - son procédé de fabrication nécessite de nombreuses opérations. La présente invention a justement pour but de remédier à ces inconvénients. A cette fin, elle propose un filtre dont les résistances de charge sont intégrées, c'est-à-dire disposées sur le substrat luimême. L'intégration de résistances de charge à un filtre piézoélectrique pose de nombreux problèmes. En effet : - il faut éviter que ces résistances viennent per turber les propriétés piézoélectriques du subs trat, - la capacité et l'inductance réparties doivent être les plus faibles possible, - le réglage doit pouvoir être effectué de manière simple et présenter une bonne stabilité, - le processus technologique de réalisation doit rester simple. L'invention résoud tous ces problèmes en proposant de constituer les résistances de charge par des rubans en couche mince déposés sur le substrat, le matériau utilisé pour constituer ces rubans étant celui-là même qui est utilisé pour la couche d'accrochage. I1 peut s'agir notamment de nickel-chrome.Les problèmes énumérés ci-dessus sont alors résolus : - l'adjonction de minces rubans en couche d'accrochage ne modifie pas les proprié tés piézoélectriques du substrat qui en supporte de toute façon déjà puisque cette couche sert à constituer les électrodes et les conducteurs de liaison, - la minceur de la couche, sa forme, et ses dimensions réduites (100 ssm de largeur et 1 à 2 mm de longueur) conduisent à des capacités et inductances très faibles, - le réglage à une valeur déterminée des ré sistances peut s'effectuer sans difficul té au moyen d'un faisceau laser, par arra chement de matière ;; - la couche servant à constituer les résis tances peut être déposée en même temps que la couche d'accrochage des électrodes et des conducteurs de liaison, de sorte qu'il n'y a qu'à modifier la forme du masque utilisé sans qu'il soit nécessaire d'in troduire une opération supplémentaire dans le procédé de fabrication. De façon plus précise, la présente invention à pour objet un filtre piézoélectrique comprenant un substrat piézoélectrique portant sur ses deux faces des électrodes et des conducteurs de liaison constitués par une première couche métallique d'accrochage en contact avec le substrat et une seconde couche métallique déposée sur la première, ces électrodes étant réunies à des résistances de charge, ce filtre étant caractérisé en ce que lesdites résistances sont cons tituées chacune par un ruban en couche mince déposée sur le substrat et de même nature que ladite première couche métallique d'accrochage. De préférence la première couche d'accrochage ainsi que la couche mince formant les résistances sont en nickel-chrome. La présente invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un tel filtre. Les différentes opérations de ce procédé sont illustrées sur la figure 2 annexée qui représente différents aspects du filtre au cours du procédé de fabrication. Les opérations entreprises selon l'invention sont les suivantes - Sur l'une des faces du substrat : - dépôt d'une couche métallique d'accrocha ge 11, par exemple en nickel-chrome, o d'épaisseur comprise entre 200 et 500 A, aux emplacements des futures électrodes, résistances et conducteurs de liaison (figure 2a) - dépôt d'une couche d'or ou d'aluminium de o 1000 à 2000 A sur la première couche, pour constituer les électrodes 12, 14 et les conducteurs de liaison 16, 18 (figu re 2b) ;; - sur l'autre face du substrat - dépôt d'une couche métallique d1accrocha- ge, par exemple en nickel-chrome, o d'épaisseur comprise entre 200 et 500 A, puis dépôt d'une couche d'or ou d'alumi o nium de 1000 à 2000 pour former les électrodes 12', 14' et les conducteurs de liaison 20 (figure 2c) - sur la première des faces - ajustage des bandes 36' et 38' au moyen d'un faisceau laser (symbolisé par les flèches 40), pour donner à ces bandes une résistance convenable; la résistance de charge 38' peut être reliée au conducteur 20 situé sur la face arrière par un ciment conducteur 42 (figure 2d). La fabrication se termine de manière classique par l'établissement des connexions 30, 31 et 32, la mise dans un boîtier 24 et la fixation d'une embase 26. Naturellement, d'autres matériaux que le nickel-chrome peuvent être utilisés, à condition qu'en o couche mince de 200 à 500 A ils présentent une bonne stabilité en fonction de la température et du temps et qu'ils constituent une couche d'accrochage entre un substrat piézoélectrique et des métaux comme l'or, l'aluminium et l'argent. REVENDICATIONS 1. Filtre piézoélectrique comprenant un substrat piézoélectrique (10) portant sur ses deux faces des électrodes (12, 14, 12', 14') et des conducteurs de liaison (16, 18) constitués par une première couche métallique d'accrochage (11) en contact avec le substrat et une seconde couche métallique déposée sur la première, ces électrodes étant réunies à des résistances de charge (36, 38), ce filtre étant caractérisé en ce que lesdites résistances sont constituées chacune par un ruban (36', 38') en couche mince déposée sur le substrat et de même nature que ladite première couche métallique d'accrochage. 2. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première couche d'accrochage ainsi que la couche mince formant les résistances sont en nickel-chrome. 3. Filtre selon la revendication 2, carac térisé en ce que l'épaisseur de la couche de nickel o chrome est comprise entre 200 et 500 A. 4. Procédé de fabrication du filtre piézoélectrique de la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations suivantes : A) Sur une première face du substrat piézo électrique a) dépôt d'une première couche métalli que d'accrochage (11) ayant la forme des futurs électrodes et conducteurs de liaison, et de rubans aux emplacements des futures résistances, b) dépôt d'une seconde couche métallique sur la première couche seulement aux em placements des électrodes (12, 14) et des conducteurs de liaison, B) sur la seconde face du substrat c) dépôt d'une première couche métalli que d'accrochage aux emplacements des électrodes et des conducteurs de liaison d) dépôt d'une seconde couche métallique sur la première couche e) ajustage des rubans (36', 38') formés sur la première face au moyen d'un fais ceau laser. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'on utilise du nickel-chrome pour constituer la première couche métallique d'accrochage, en o épaisseur comprise entre 200 et 500 A.