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SAW/FBAR設備的工作原理及使用范例

2014-04-16 來源:微波射頻網 字號:
這個結構可以在壓電線路板下以λ/4的寬度設置音響上的低阻抗層、高阻抗層,由此可以使在壓電線路板上產生激勵的體波不會在Si線路板側泄露,并以這個狀態進行反射。

圖13

圖14

FBARSAW

在用于手機專用SAW上的典型線路板42°Y-XLiTaO3上,使用4000m/s左右聲速的漏波進行電極設計。例如:2GHz的濾波器上,

λX2·109=4000m/s

因此,λ=2μm左右。

以引發激勵為目的的電極應該有2根具有這樣的長度,因此,若將電極與電極之間的間隔也視作相同,那么電極的寬度就應該是0.5μm。在SAW的制造過程中,采用了半導體等生產上所使用的微細加工工序,這種工序中對線寬進行非常高精度的管理,但是,在達到3GHz左右的高頻時,工序上的難度也隨之增大。此外,由于電極寬度也會隨之變窄,電極指阻抗導致的特性效果惡化現象越加明顯,這將會在耐電性及靜電耐壓方面造成不良的影響。

用于FBAR上的AIN等具有高達11300m/s的高體波聲速。實際上,聲速會因為電極的質量效果而降低,不過,決定頻率的是壓電薄膜的厚度。表示方法與SAW的相同、即λXfo=V不過,λ=2Xh。這里的fo為FBAR諧振器的諧振頻率,V為壓電薄膜的聲速,h為壓電薄膜的厚度。

由此,設備可以達到比SAW更高的頻帶。與SAW相比,高頻帶會對耐電性、靜電耐壓方面帶來有利因素。而另一方面,成膜時的膜厚精度等也會給頻率控制所需的工序方面帶來一定的難度。

封裝材料

SAW設備用于TV用IF等上時的常用封裝材料是金屬蓋。(下圖左側)之后則是以樹脂材料封裝為主流。

通訊用SAW設備在用于無繩電話時同樣也采用了金屬蓋封裝方式,但到了手機時代則改用陶瓷封裝。

最初是將SAW芯片粘合在陶瓷封裝材料上并進行打線結合,之后焊接金屬蓋、或進行焊錫焊接之類的操作。由于是手機專用,因此SAW濾波器也不斷向小型化發展,當初的打線結合方式逐漸向倒裝芯片焊接方式轉換,形狀上也在向芯片外間隙小的方向發展。

圖15

圖16

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