滤波器是一种选频装置,可以通过设定实现某些频率的拦截或通过,在电子技术和电器设备中应用十分广泛。石英晶体Q值比电容电感元件高至少两三个数量级,且某些切型的晶体温度特性好,是高频滤波器的首选元器件。此块市场主要被国外垄断,国内可生产厂家屈指可数,完全不能达到未来我国产能需求。基于此,我们准备研发一款高基波晶体滤波器,满足国内需求。本文从晶体滤波器制造的各个环节进行深入分析,着重阐述高基波晶片及晶体的研制过程,主要研究了对超薄晶片研磨方法的探索以及对降低晶体寄生、改善晶体指标一致性进行改进的工艺过程,从而研制出高基波晶体滤波器。主要研究内容分为四部分,具体如下:1.生长高Q、低杂质晶块。使用Na₂CO₃替换现在使用的NaOH溶剂,减小OH-离子浓度,避免对Q值产生影响。在石英生长时,对水晶材料施加高压电场以改变其内部电荷补偿状态。通过这些办法得到了品质因子要求大于3000K的晶块,为生产高基波晶体谐振器打下基础。2.研究高频晶片制作工艺。在基础研磨阶段引入了化学机械抛光,制作出平整度满足设计要求的晶片,并改善了表面的粗糙度。在高频生产阶段,对化学腐蚀方法及离子刻蚀方法进行详细研究与改进,摸索出一套适合高频晶片生产的工艺流程。3.对谐振器理论进行研究,设计低寄生、宽温区内温频小的晶体。不同切型的晶体温频特性不一样,通过计算得到合适的切型,使得晶体频率从-40⁷0℃频率变化最小,从而改善滤波器的频率稳定度。并从谐振器的老化是由“质量负载效应”和“应力弛豫效应”引起的进行探索。分析谐振器加工过程,解决了晶体滤波器的老化问题。4.选择符合要求的滤波函数。对晶体滤波器的电路和工作原理进行研究,了解各响应函数的特点,提出以切比雪夫和贝塞尔函数为基础,设计滤波器电路,有效的保证了阻带抑制和群时延要求。对滤波器函数进行计算机仿真,通过计算机调整元件数值,有效减少了研制过程的反复性,提高了研制效率。通过对以上几个方面的深入研究,最终做出了低插损、高阻带抑制、小群时延、宽温区范围的124.8MHz高基波晶体滤波器。