SAW/FBAR设备的工作原理及使用范例

2014-04-16 来源:微波射频网 字号:
这个结构可以在压电线路板下以λ/4的宽度设置音响上的低阻抗层、高阻抗层,由此可以使在压电线路板上产生激励的体波不会在Si线路板侧泄露,并以这个状态进行反射。

图13

图14

FBARSAW

在用于手机专用SAW上的典型线路板42°Y-XLiTaO3上,使用4000m/s左右声速的漏波进行电极设计。例如:2GHz的滤波器上,

λX2·109=4000m/s

因此,λ=2μm左右。

以引发激励为目的的电极应该有2根具有这样的长度,因此,若将电极与电极之间的间隔也视作相同,那么电极的宽度就应该是0.5μm。在SAW的制造过程中,采用了半导体等生产上所使用的微细加工工序,这种工序中对线宽进行非常高精度的管理,但是,在达到3GHz左右的高频时,工序上的难度也随之增大。此外,由于电极宽度也会随之变窄,电极指阻抗导致的特性效果恶化现象越加明显,这将会在耐电性及静电耐压方面造成不良的影响。

用于FBAR上的AIN等具有高达11300m/s的高体波声速。实际上,声速会因为电极的质量效果而降低,不过,决定频率的是压电薄膜的厚度。表示方法与SAW的相同、即λXfo=V不过,λ=2Xh。这里的fo为FBAR谐振器的谐振频率,V为压电薄膜的声速,h为压电薄膜的厚度。

由此,设备可以达到比SAW更高的频带。与SAW相比,高频带会对耐电性、静电耐压方面带来有利因素。而另一方面,成膜时的膜厚精度等也会给频率控制所需的工序方面带来一定的难度。

封装材料

SAW设备用于TV用IF等上时的常用封装材料是金属盖。(下图左侧)之后则是以树脂材料封装为主流。

通讯用SAW设备在用于无绳电话时同样也采用了金属盖封装方式,但到了手机时代则改用陶瓷封装。

最初是将SAW芯片粘合在陶瓷封装材料上并进行打线结合,之后焊接金属盖、或进行焊锡焊接之类的操作。由于是手机专用,因此SAW滤波器也不断向小型化发展,当初的打线结合方式逐渐向倒装芯片焊接方式转换,形状上也在向芯片外间隙小的方向发展。

图15

图16

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