(57)【要約】  反対向きの第１の面および第２の面を有する基板（１４０）と、基板の第１の面に配置された第１の表面弾性波共振器（１２０）と、基板の第２の面に配置された第２の表面弾性波共振器（１３０）と、第１の表面弾性波共振器（１２０）と基板（１４０）の間に挟まれた第１の接着層（１５０）と、第２の表面弾性波共振器（１３０）と基板（１４０）の間に挟まれた第２の接着層（１６０）とを備える装置。これは、低加速度感度を有する共振器をもたらす。接着層は、遮断領域を画定するように除去される部分を有してよい。第１の表面弾性波共振器（１２０）に結合された同調機構が、発振器における、組立て後の共振器の加速度感度調整を可能にし得る。【選択図】図３
2013545398.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反対向きの第１の面および第２の面を有する基板と、
前記基板の前記第１の面に配置された第１の表面弾性波共振器と、
前記基板の前記第２の面に配置された第２の表面弾性波共振器と、
前記第１の表面弾性波共振器と前記基板の間に挟まれた第１の接着層と、
前記第２の表面弾性波共振器と前記基板の間に挟まれた第２の接着層とを備え、
前記第１の接着層が第１の遮断領域を含み、前記第２の接着層が第２の遮断領域を含む、装置。
【請求項２】
前記第１の表面弾性波共振器が能動面を含み、前記第２の表面弾性波共振器が、前記第１の表面弾性波共振器の前記能動面と反対方向に面する能動面を含む請求項１に記載の装置。
【請求項３】
第１の方向の加速力が、前記第１の表面弾性波共振器の前記能動面の引張り撓みと、前記第２の表面弾性波共振器の前記能動面の圧縮撓みとをもたらし、その結果、前記第１の表面弾性波共振器と前記第２の表面弾性波共振器の機械的歪の合計がほぼゼロになって、加速度に感応しない装置をもたらす請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記第１の表面弾性波共振器と前記第２の表面弾性波共振器は、前記第１の表面弾性波共振器と前記第２の弾性波共振器のそれぞれの周波数シフトが実質的に互いに相殺するように並列に接続される請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記第１の表面弾性波共振器と前記第２の表面弾性波共振器が対称である請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記基板のまわりに柔軟な接着剤をさらに含む請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記第１の遮断領域が長方形である請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記第１の遮断領域が、前記第１の表面弾性波共振器の音響の長さ対幅の比に近似する縦横比を有する請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記第１の表面弾性波共振器が、約２００ＭＨｚから約３ＧＨｚの範囲の周波数で動作する請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記装置が、低ノイズ発振器の一部分を形成する請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
ワイヤボンドが、前記装置からの電気的接続をもたらす請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記装置の１つ面のみにボンディングパッドをさらに含む請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記ボンディングパッドに結合されたワイヤボンドが、前記第１の表面弾性波共振器を前記第２の表面弾性波共振器に並列に接続する請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
反対向きの第１の面および第２の面を有する基板と、
前記基板の前記第１の面に配置された第１の表面弾性波共振器と、
前記基板の前記第２の面に配置され、前記第１の表面弾性波共振器と電気的に結合された第２の表面弾性波共振器と、
前記第１の表面弾性波共振器と前記基板の間に挟まれた第１の接着層と、
前記第２の表面弾性波共振器と前記基板の間に挟まれた第２の接着層と、
前記第１の表面弾性波共振器を前記第２の表面弾性波共振器に同調させるための、前記第１の表面弾性波共振器に結合された同調機構と
を備える装置。
【請求項１５】
前記同調機構がＲＬＣ回路を含む請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記第１の表面弾性波共振器が能動面を含み、前記第２の表面弾性波共振器が、前記第１の表面弾性波共振器の前記能動面と反対方向に面する能動面を含む請求項１４に記載の装置。
【請求項１７】
第１の方向の加速力が、前記第１の表面弾性波共振器の前記能動面の引張り撓みと、前記第２の表面弾性波共振器の前記能動面の圧縮撓みとをもたらし、その結果、前記第１の表面弾性波共振器と前記第２の表面弾性波共振器の機械的歪の合計がほぼゼロになって、加速度に感応しない装置をもたらす請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記第１の表面弾性波共振器と前記第２の表面弾性波共振器は、前記第１の表面弾性波共振器と前記第２の弾性波共振器のそれぞれの周波数シフトが実質的に互いに相殺するように並列に接続される請求項１４に記載の装置。
【請求項１９】
前記第１の表面弾性波共振器が、約２００ＭＨｚから約３ＧＨｚの範囲の周波数で動作する請求項１４に記載の装置。
【請求項２０】
前記装置の１つ面のみにボンディングパッドをさらに含み、前記ワイヤボンドが、前記第１の表面弾性波共振器を前記第２の表面弾性波共振器に並列に接続するためのボンディングパッドに結合される請求項１４に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
[0001]当技術分野で既知のことであるが、優れた周波数確度、スペクトル純度、および低位相雑音を有する高周波ＲＦ（無線周波数）信号が、電子装置の多くの分野で望まれている。温度および時間に対して必要な周波数安定度を得るために、これらの信号は、バルク弾性波（ＢＡＷ）、表面弾性波（ＳＡＷ）、微小電子機械加工された構造体（ＭＥＭＳ）の音響共振器、サファイア共振器の発振器（ＳＲＯ）、および光遅延の何らかの形態を用いる光電子発振器などの発振器から導出できる。
【０００２】
[0002]振動環境において位相雑音が劣化することは周知であり、加速度感度として知られているパラメータによって特徴づけられる。加速度感度はテンソル特性を有するが、一般にベクトルと特徴づけられる。標準値は１×１０−１０／ｇから１×１０−９／ｇの範囲にあり、１ｇは９．８ｍ／ｓ２の加速度である。加速度感度は、通常の発振器の課題である。
【０００３】
[0003]Ｒ．Ｊ．Ｂｅｓｓｏｎらの「Ｄｅｓｉｇｎ  ｏｆ  ａ  Ｂｕｌｋ  Ｑｕａｒｔｚ  Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ  Ｉｎｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  ｔｏ  Ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ」、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ３３ｒｄ  Ａｎｎｕａｌ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  ｏｎ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌ、１９７９年、に開示されているように、低周波バルク弾性波共振器が対称構造体に取り付けられると、低加速度感度が得られる。完全な対称性は、加速度に感応しない共振器をもたらすことが後に発見されており、例えばＨ．Ｆ．Ｔｉｅｒｓｔｅｎ、Ｙ．Ｓ．Ｚｈｏｕの、「Ｏｎ  ｔｈｅ  ｎｏｒｍａｌ  ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ  ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ  ｏｆ  ｃｏｎｔｏｕｒｅｄ  ｒｅｓｏｎａｔｏｒｓ  ｓｔｉｆｆｅｎｅｄ  ｂｙ  ｑｕａｒｔｚ  ｃｏｖｅｒ  ｐｌａｔｅｓ  ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ  ｂｙ  ｃｌｉｐｓ」、Ｊ．  Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．  ７２（４）（１９９２年）、１２４４頁、１２５４頁、およびＨ．Ｆ．Ｔｉｅｒｓｔｅｎ、「Ｏｎ  ｔｈｅ  Ａｃｃｕｒａｔｅ  Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｔｏｒｓ  Ｓｕｂｊｅｃｔ  ｔｏ  Ｂｉａｓｉｎｇ  Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｓ」、Ｉｎｔ．Ｊ．Ｅｎｇｎｇ  Ｓｃｉ、３３巻、Ｎｏ．１５、２２３９〜２２５９頁、１９９５年、を参照されたい。高度の対称性および関連する１×ｌ０−１０／ｇの低加速度感度を有する１０ＭＨｚのバルク音響共振器が、米国特許第６，９８４，９２５号、「Ｌｏｗ  ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ  ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ  ｍｏｕｎｔｉｎｇ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ  ｆｏｒ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｒｅｓｏｎａｔｏｒｓ」に開示されている。しかし、これらの方法は、製造上および性能上の制約により、ＵＨＦまたは低マイクロ波周波数範囲の共振器には適用することができない。上記で引用された参考文献のそれぞれは、参照によって本明細書に組み込まれる。
【０００４】
[0004]半導体リソグラフィプロセスを用いて製作された表面弾性波（ＳＡＷ）共振器は、ＵＨＦおよび低マイクロ波周波数範囲で広く使用されている。Ｊ．Ａ．ＧｒｅｅｒおよびＴ．Ｅ．Ｐａｒｋｅｒの、「Ｉｍｐｒｏｖｅｄ  Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ  Ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ａｌｌ  Ｑｕａｒｔｚ  Ｐａｃｋａｇｅ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｗａｖｅ  Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ」、４２ｎｄ  Ａｎｎｕａｌ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  ｏｎ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌ、１９８８年、には、水晶基板の両側に各ＳＡＷ共振器を製作することにより、より低い加速度感度が達成されることが示されている。参照によって本明細書に組み込まれているＧｒｅｅｒらの米国特許第５，３４５，２０１号は、このような対称のＳＡＷ装置を開示している。しかし、この装置は、共振器を製作することおよび発振器組立体に利用することが困難であったために、実験室環境以外では製作されず、利用もされなかった。困難さのいくつかは、同じ水晶ウエハの両面に共振器を製作すること、２つの共振器間で電気性能を一致させること、および共振器上の反対向きのボンディングパッドを発振器回路に相互接続することを含んでいる。これらの困難さが、このような装置の実用的な実現を妨げていた。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
[0005]本発明は、例えば、ＵＨＦおよびより低いマイクロ波周波数範囲における低加速度感度および基本共振周波数を有する共振器のための方法および装置を提供する。斬新な共振器装置の例示的実施形態は、フォトリソグラフィなど既知の生産技術を用いて生産可能である。特定の一実施形態では、共振器は、頂面だけにボンディング面を有する発振器組立体に一体化される。一実施形態では、同調機構が、共振器を発振器に組み付けた後の加速度感度の「調整」を可能にする。
【０００６】
[0006]本発明の一態様では、装置は、反対向きの第１の面および第２の面を有する基板と、基板の第１の面に配置された第１の表面弾性波共振器と、基板の第２の面に配置された第２の表面弾性波共振器と、第１の表面弾性波共振器と基板の間に挟まれた第１の接着層と、第２の表面弾性波共振器と基板との間に挟まれた第２の接着層とを備え、第１の接着層が第１の遮断領域を含み、第２の接着層が第２の遮断領域を含む。
【０００７】
[0007]この装置は、第１の表面弾性波共振器が能動面を含み、第２の表面弾性波共振器が、第１の表面弾性波共振器の能動面と反対方向に面する能動面を含み、第１の方向の加速力が、第１の表面弾性波共振器の能動面の引張り撓みと、第２の表面弾性波共振器の能動面の圧縮撓みとをもたらし、その結果、第１の表面弾性波共振器と第２の表面弾性波共振器の機械的歪の合計がほぼゼロになって、加速度に感応しない装置をもたらし、第１の表面弾性波共振器と第２の表面弾性波共振器は、第１の表面弾性波共振器と第２の弾性波共振器のそれぞれの周波数シフトが実質的に互いに相殺するように並列に接続され、第１の表面弾性波共振器と第２の表面弾性波共振器は対称であり、基板のまわりには柔軟な接着剤が配置され、第１の遮断領域は長方形であり、第１の遮断領域は、第１の表面弾性波共振器の音響の長さ対幅の比に近似する縦横比を有し、第１の表面弾性波共振器は約２００ＭＨｚから約３ＧＨｚの範囲の周波数で動作し、この装置が低ノイズ発振器の一部分を形成し、ワイヤボンドが、装置から、装置の１つの面にしかないボンディングパッドへの電気的接続をもたらし、ボンディングパッドに結合されたワイヤボンドが、第１の表面弾性波共振器を第２の表面弾性波共振器に並列に接続する、といった特徴のうち１つまたは複数をさらに含む。
【０００８】
[0008]本発明の別の態様では、装置は、反対向きの第１の面および第２の面を有する基板と、基板の第１の面に配置された第１の表面弾性波共振器と、基板の第２の面に配置され、第１の表面弾性波共振器と電気的に結合された第２の表面弾性波共振器と、第１の表面弾性波共振器と基板の間に挟まれた第１の接着層と、第２の表面弾性波共振器と基板との間に挟まれた第２の接着層と、第１の表面弾性波共振器を第２の表面弾性波共振器に同調させるための、第１の表面弾性波共振器に結合された同調機構とを備える。
【０００９】
[0009]この装置は、第１の表面弾性波共振器が能動面を含み、第２の表面弾性波共振器が、第１の表面弾性波共振器の能動面と反対方向に面する能動面を含み、第１の方向の加速力が、第１の表面弾性波共振器の能動面の引張り撓みと、第２の表面弾性波共振器の能動面の圧縮撓みとをもたらし、その結果、第１の表面弾性波共振器と第２の表面弾性波共振器の機械的歪の合計がほぼゼロになって、加速度に感応しない装置をもたらし、第１の表面弾性波共振器と第２の表面弾性波共振器は、第１の表面弾性波共振器と第２の弾性波共振器のそれぞれの周波数シフトが実質的に互いに相殺するように並列に接続され、第１の表面弾性波共振器は約２００ＭＨｚから約３ＧＨｚの範囲の周波数で動作し、ワイヤボンドが、装置から、装置の１つの面にしかないボンディングパッドへの電気的接続をもたらし、ワイヤボンドは、第１の表面弾性波共振器を第２の表面弾性波共振器に並列に接続するためのボンディングパッドに結合される、といった特徴のうち１つまたは複数をさらに含む。
【００１０】
[0010]本発明の前述の特徴ならびに本発明自体が、以下の図面の説明から、より十分に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】[0011]本発明の例示的実施形態による対称なＳＡＷ共振器装置の等角図である。
【図２】[0012]図１の対称なＳＡＷ共振器装置の側断面図である。
【図３】[0013]図１の対称なＳＡＷ共振器装置のさらなる詳細を示す側断面図である。
【図４】[0014]図１の対称なＳＡＷ共振器装置の概略上面図である。
【図５】[0015]例示の共振器の、上能動面と、大きさが等しく方向が反対の歪を示すように１８０度回転されている下能動面との歪の画像である。
【図６】[0016]本発明の例示的実施形態による例示の共振器の前後軸の中心線に沿った能動面上の縦歪および横歪のグラフである。デルタ歪Ｘは、上面と下面の合成歪であって、基本的にゼロである。
【図７】[0017]本発明の例示的実施形態による共振器の一部分を形成することができる、遮断領域を有する接着層の概略図である。
【図８】[0018]本発明の例示的実施形態による例示の対称ＳＡＷにおいて、第１の共振器を第２の共振器に同調させるためのＲＬＣ素子を有する同調機構の概略図である。
【図９】[0019]本発明の例示的実施形態による、ボンドパッドおよびバイアを有する例示のＳＡＷ共振器の概略図である。
【図１０】[0010]本発明の例示的実施形態による、回路基板に結合された例示のＳＡＷ共振器の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
[0011]本発明は、ＲＦ信号の発生に関し、より具体的には、機械振動の存在下での低ノイズ信号の発生に関する。一般に、本発明の例示的実施形態は、担体基板の両面に取り付ける第１の共振器および第２の共振器を含む。エポキシ樹脂またはシリコーンなどの接着剤は、共振器を担体基板の表面へ接着し、第１の共振器と第２の共振器を、並列または直列などの所望のやり方で結合するための、第１の共振器と第２の共振器の間の電気的バイア接続を有する。当業者に知られているように、第１の共振器と第２の共振器を並列に接続するとパワー処理が増加し、これらの共振器を直列に接続すると有効な位相傾斜が増加する。加速力の下では、第１の共振器の能動面は圧縮され、第２の共振器の能動面は引っ張られる。第１の共振器と第２の共振器の機械的歪を合計すると、全体の総歪がほぼゼロになる。この機構を用いると、周波数に対する外部加速度の影響が相殺され、加速度に感応しないデュアル共振器装置をもたらす。装置が３つの軸において対称であるので、対称性の利点が３つの軸に広がる。
【００１３】
[0012]図１〜図４は、本発明の例示的実施形態による例示の表面弾性波（ＳＡＷ）共振器装置１００を示す。図３および図４は、図１および図２のデュアル共振器装置に関するさらなる詳細を示す。装置１００は、担体基板１４０の両側に配置された、第１の共振器１２０および第２の共振器１３０を含む。担体基板１４０は、酸化アルミニウムなどの適切な剛性の材料から製作される。第１の共振器１２０は、第１の共振器の能動面１２４を覆う第１の板１２２を含む。同様に、第２の共振器１３０は、第２の共振器の能動面１３４を覆う第２の板１３２を含む。例示的実施形態では、板１２２、１３２および共振器１２０、１３０が、全水晶パッケージのＳＡＷ共振器を形成する。
【００１４】
[0013]基板１４０と第１の共振器１２０の間に第１の接着層１５０が配置され、第２の共振器１３０と基板１４０の間に第２の接着層１６０が配置される。接着層１５０、１６０は、エポキシ樹脂またはシリコーン接着剤などのさまざまな適切な材料から用意され得る。
【００１５】
[0014]柔軟な接着剤１７０が、対称のＳＡＷ装置１００を、より上位の組立体に固定する。接着剤の一例には、ミシガン州ミッドランドのＤｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙの品番３１４０がある。柔軟な接着剤１７０は、対称のＳＡＷ装置を、より高度な組立体から機械的に絶縁する。
【００１６】
[0015]次に図３および図４を参照すると、第１の共振器１２０は、表面波伝搬面１２６上に配置された１対の相互嵌合変換器１２４ａ、１２４ｂを含み、第２の共振器１３０は、表面波伝搬面１３６上に配置された１対の相互嵌合変換器１３４ａ、１３４ｂを含む。各共振器は、１対の反射格子１２８ａ、１２８ｂおよび１対の反射格子１３８ａ、１３８ｂも含み、表面波の伝搬をこれらの対の変換器の間に実質的に閉じ込める。共振器１２０、１３０の内面には、それぞれ調整済みのパッド１２９、１３９が配置されている。一般に、一方のＳＡＷ共振器の、何らかの振動に誘起された歪が、他方の共振器に対して大きさが等しく方向が反対の歪をもたらすことになるように、共振器１２０と１３０のフィーチャは、相当な相互位置合わせをして配置されるべきである。
【００１７】
[0016]振動で誘起される周波数変動の最も重要な寄与は、表面波伝搬面に対して垂直に印加される力からのものであるので、合成ＳＡＷ装置１００は、印加される応力に対して実質的に不変の周波数特性を有する。基板１４０に垂直に印加された応力が、基板の共振器面１２６、１３６の一方に引張歪場をもたらし、他方に圧縮歪場をもたらす。これらの歪場は、それぞれの個々のＳＡＷ共振器１２０、１３０の周波数特性において、大きさが等しく方向が反対のシフトを誘起する。これらのシフトは、大きさが実質的に等しく、実質的に１８０度位相がずれており、したがって、第１の共振器と第２の共振器が並列に接続されていれば互いに相殺する。
【００１８】
[0017]当技術分野で周知のことであるが、表面弾性波（ＳＡＷ）の装置およびセンサは、弾性波を生成するのに、一般に圧電材料を用いる。圧電気は、機械的応力に応答して電荷が生成すること、またはその逆の現象を指す。表面弾性波（ＳＡＷ）装置は、基板に沿って伝わる表面波を生成する。入力相互嵌合変換器（ＩＤＴ）が、基板に沿って伝搬する表面弾性波を生成し、これが出力ＩＤＴで変換され、電界に戻される。これらの表面弾性波は、装置の表面に接触する媒体と結合し得る縦のせん断成分および垂直のせん断成分を有する。これらの表面波では、実質的にすべての音響エネルギーが、表面の１つの波長に閉じ込められている。ＳＡＷ共振器装置は、加速力、粒子などによる変形などの摂動に感応し、したがって、出力の好ましくない変化を防止するように、一般に密閉されている。
【００１９】
[0018]図５は図１〜図４の第１の共振器と第２の共振器の分解組立図であり、第１の（上）共振器１２０および第２の（下）共振器１３０の加速力に応答した撓みを示す。図示されるように、上共振器１２０の能動面は圧縮され、下共振器１３０の能動面は引っ張られる。図６に示されるように、それぞれの共振器の圧縮と引張りがほぼゼロの総歪をもたらし、加速度に対して相対的に感応しない装置を与える。
【００２０】
[0019]図７に示される例示的実施形態では、第１の接着層１５０および／または第２の接着層１６０は、遮断領域１９０を画定するように除去された部分を有する両面テープである。例示の接着テープは、フランスのパリに本拠を置くＳｔ．Ｇｏｂａｉｎ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｐｌａｓｔｉｃｓにより、製品番号ＣＨＲ  ２９０５−７Ｒとして提供される。本発明の一実施形態を簡単に説明するために、第１の接着層１５０しか示されていないことが理解される。遮断領域１９０の寸法を選択することにより、共振器装置の応力場を、所望のやり方で変更することができる。遮断領域１９０の寸法および幾何形状は、特定の用途の必要性を満たすために変化し得ることが理解される。例えば、遮断領域１９０は、特定のＳＡＷ共振器の設計に関する長さ対幅の特定の縦横比を有する長方形でよい。特定の一実施形態では、音響の長さ対幅比に類似の縦横比を有する遮断領域１９０が最適であると判明した。
【００２１】
[0020]一般に、接着層１５０、１６０は、時間が経つにつれてこのテープの特性が変化するとＳＡＷ共振器の周波数が変動する可能性があるので、時間が経つにつれてクリープまたは硬化する特性を示すべきではない。接着層１５０、１６０は、厚さが均一で、制御されたコンプライアンスの量を示すべきである。例えば、テープの厚さが変化すると、ＳＡＷ共振器の歪を乱し、所望の対称性を低下させことになる。
【００２２】
[0021]共振器の活性化領域は、遮断領域１９０とともに、接着層１５０によらず、水晶基板のみによって支持されている。すなわち、接着層１５０によって支持されているのは、共振器の周辺のまわりの境界領域のみである。接着層１５０は、水晶より、応力不正規性を著しく招くので、遮断領域では接着剤が除去され、機械的応力が著しくより均一になり、このことが、加速度感度のより大きな均一性をもたらし、反対向きの共振器間の整合を改善する。
【００２３】
[0022]例示的実施形態では、遮断領域１９０は空であって、水晶材料がわずかに撓むことができ、このことが、一方の装置に引張りをもたらし、他方の装置に圧縮をもたらす。
[0023]遮断領域の幾何形状は、特定の用途の必要性を満たすために変化し得ることが理解される。代替実施形態では、遮断領域は、卵形、円形など、長方形とは別の形状を有する。
【００２４】
[0024]本発明の別の態様では、装置は、装置の全体としての合成加速度応答を調節するために、個々の共振器の位相および／または減衰を変化させるための同調機構を有して反対向きの第１の共振器と第２の共振器を含む。この同調機構は、第１の共振器と第２の共振器の間の動作特性の差を最小化するための装置の微調整を可能にする。
【００２５】
[0025]図８は、共振器と発振器回路の間に結合された直列ＲＬＣ（抵抗−インダクタ−キャパシタ）回路の形の同調機構１８０を伴う第１の共振器１２０および第２の共振器１３０を有する装置２００を示す。これらのＲＬＣ素子は、第２の共振器１３０に対して、第１の共振器１２０を通って流れる電流の位相および信号強度の両方を変化させる。第１の共振器１２０が第２の共振器１３０より高い加速度感度を有する場合、全体の加速度感度を調節するための抵抗Ｒの抵抗値を増加することにより、電流が低減され得る。ＲＬＣ回路のインダクタＬおよびキャパシタＣの直列リアクタンスが大きさを等しく選択されると、合成リアクタンスがゼロになり、複合共振器の周波数を変えないことになる。しかし、第１の共振器１２０が第２の共振器１３０と異なる周波数を有する場合には、キャパシタＣおよび抵抗Ｒは、第１の共振器と第２の共振器の周波数をそろえるように使用され得る。インダクタＬとキャパシタＣのリアクタンスの和は、プラスでもマイナスでもよい。加算されたリアクタンスがプラスであると、第１の共振器１２０の周波数が低下され得る。同様に、加算されたリアクタンスがマイナスであると、第１の共振器１２０の周波数は上昇され得る。製造および／または調整の容易さのためなど、ＲＬＣ回路は各共振器に結合され得ることが理解される。
【００２６】
[0026]この機構を用いて、共振器の周波数が正確に一致され得る。これらの効果は加速度感度の変動をもたらすことが判明しており、加速度感度の最適な抑制のために共振器を整合させるのに用いられ得る。
【００２７】
[0027]図９は、本発明の例示的実施形態による複合共振器装置３００のためのボンディングパッドの配置を示す。この装置は、上部面にボンディングパッドが配置されており、周知のワイヤボンディング技法を用いて発振器回路に容易に組み込まれ得る。
【００２８】
[0028]図示の実施形態では、バイア３０２が、装置のさまざまな層を接続するように、装置３００の各隅に配置されている。例えば、バイア３０２は、第１の共振器１２０と第２の共振器１３０の並列接続を可能にする。内部ワイヤボンド３０４が、担体基板１５０と共振器１２０、１３０の間を接続する。外部Ｉ／Ｏワイヤボンド３０６が、この装置を、より上位の組立体または他の装置に接続する。装置の頂面にボンディングパッドを設置することにより、ワイヤボンドが、装置を発振器または他の回路に容易に組み込むのに用いられ得る。
【００２９】
[0029]本発明の例示的実施形態によるＳＡＷ装置向けの例示の圧電基板材料は、水晶（ＳｉＯ２）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、炭化シリコーン（ＳｉＣ）、ランガサイト（ＬＧＳ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、鉛ジルコニウムチタン酸塩（ＰＺＴ）、およびポリビニリデンフルオライド（ＰＶｄＦ）を含む。
【００３０】
[0030]本発明の例示的実施形態を提供するために、当業者に既知のさまざまな適切な製造技法が用いられ得ることが理解される。例示のプロセスは、フォトリソグラフィを含む。ＳＡＷ全水晶共振器装置用の例示の製造プロセスの詳細は、Ｇｒｅｅｒの米国特許第５，３４５，２０１号に説明されている。
【００３１】
[0031]本発明の範囲内に十分に入るさまざまな代替実施形態が企図されることが理解される。例えば、追加の共振器が、加速度に感応しないＳＡＷ装置の一部分を形成することができる。一実施形態では、２つの軸で対称性をもたらすように、高剛性の箱の両面に４つの共振器が貼付される。別の実施形態では、セラミック立方体に６つの共振器が貼付され、その結果、互いに垂直な３つの軸に対称性が存在する。同調機構はＲＬＣ素子以外の要素を含み得ることが、さらに理解される。
【００３２】
[0032]例示の装置は、特定の用途の必要性を満たすために、構成要素のさまざまな寸法を含み得ることが理解される。一実施形態では、共振器は、約１６．６３７×５．０８×０．８８９ｍｍ（約０．６５５×０．２００×０．０３５インチ）であり、カバーは、約１３．５８９×５．０８×０．８８９ｍｍ（約０．５３５×０．２００×０．０３５インチ）であり、水晶とカバーの間のフリットの厚さは約２５．４〜５０．８μｍ（約１〜２ミル）であり、接着層の厚さは約１７７．８μｍ（約７ミル）であり、シリコーン接着剤の厚さは約０．５０８ｍｍ（約０．０２０インチ）であり、セラミックは約１６．６３７×９．１４４×１．５２４ｍｍ（約０．６５５×０．３６０×０．０６０インチ）である。
【００３３】
[0033]例示的実施形態では、周波数は約２００ＭＨｚから約３ＧＨｚの範囲にあり、装置のフィーチャは周波数に反比例する。低い方の周波数制限は、物理的にどの程度大きな装置が可能であるかということによって決定される。装置の限度は、長さがおおよそ２５．４ｍｍ（１インチ）でよい。高い方の周波数制限は、リソグラフィ方法を用いて製作することができる最も小さなフィーチャ寸法によって決定される。高い方の周波数のフィーチャ寸法は、約０．２マイクロメートルである。
【００３４】
[0034]図１０は、本発明の一実施形態による電子組立体に埋め込まれた例示のデュアルＳＡＷ共振器装置を示す。ワイヤボンドＷＢは、回路基板ＣＢに装置を接続するのに用いられる。あるいは、リボンボンドが用いられ得る。回路基板は、セラミック、ＦＲ−４として知られている繊維ガラスタイプの材料、または他の適切な材料であり得る。発振器を構成するのに使用される他の電子部品が、はんだまたは他の周知の方法を用いて取り付けられる。回路基板に装置を取り付けるのにボンドのみが用いられて示されていることに留意されたい。ワイヤボンドＷＢは、２つのＳＡＷ共振器を装置に接続する。
【００３５】
[0035]一実施形態では、多重共振器装置が低ノイズＳＡＷ発振器に組み込まれる。ＳＡＷ共振器は、ＳＡＷ発振器の周波数安定度および位相雑音を確立する際の主要な決定的要因である。本発明の例示的実施形態が組み込まれ得る例示の低ノイズ発振器は、参照によって本明細書に組み込まれている、Ｃｌａｒｋ、Ｃｏｏｐｅｒ、およびＧｕｇｌｉｕｚｚａの米国特許出願公開第２０１０／０１２７７８６号に説明されている。
【００３６】
[0036]本発明の例示的実施形態を説明してきたが、それらの概念を組み込む他の実施形態も用いられてよいことが、ここで当業者には明らかであろう。本明細書に含まれる実施形態は、開示された実施形態に限定されるべきでなく、むしろ添付の特許請求の範囲の趣旨および範囲によってのみ限定されるべきである。本明細書に引用されたすべての出版物および参考文献は、参照によってその全体が本明細書に明白に組み込まれる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図５】
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【国際調査報告】
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