2元2022-01-06 01:45:01
声表面滤波器(简称SAW)主要作用原理是利用压电材料的压电特性,利用输入与输出换能器(Transducer)将
电波的输入信号转化成机械能,经过处理后,再把机械能装换成电信号,以达到过滤不必要的信号,提升收讯品质
的目的。声表面滤波器具有工作频率高、通频带宽、选频特性好、体积小和质量轻等特点,并且可采用与集成电路
相同的生产工艺,制造简单,成本低。与传统的LC滤波器相比,其安装更简单、体积更小。缺点为插损比LC谐振
电路大。
通过对声表面滤波器的装配方法不断地进行改进,测试装配后的电性能指标,可得出如下结论:
1)传统工艺方法操作简单,滤波器工作频率较低时,滤波器性能指标基本满足要求。
2)两种改进型工艺方法,都存在接触面间隙压紧的随机变量,安装操作的好坏起到决定因素。滤波器工作频率较高时,
滤波器性能指标基本满足要求。采用压片螺钉拉紧形式,增加结构位置,不易于模块小型化。
3)优化型工艺方法,通过再流焊将滤波器接地面底座与印制板可靠焊接,彻底消除了接触面间隙压紧的随机变量,
指标得到极大优化。滤波器性能不受人为因素影响。
针对声表面滤波器不同的应用环境,我们可以采用不同的装配工艺方案,若应用在频率较低的情况下,可采用压紧后
手工焊接,并在金属壳体边缘与印制板之间点锡加焊的方式装配;而在应用环境频率较高的情况下,可采用回流焊接的
装配工艺,将声表面滤波器的接地底座与PCB焊接,减小电磁干扰的影响,提高产品的电性能指标。
全球声学滤波器技术发展趋势
一、TC-SAW
对于声表面波器件来说,对温度非常敏感。在较高温度下,衬底材料的硬度易于下降,声波速度也因此下降。
由于保护频带越来越窄,并且消费设备的指定工作温度范围较大(通常为-20℃至85℃),因此这种局限性的
影响越来越严重。
一种替代方法是使用温度补偿(TC-SAW)滤波器,它是在IDT的结构上另涂覆一层在温度升高时刚度会加强
的涂层。温度未补偿SAW器件的频率温度系数(TCF)通常约为-45ppm/℃,而TC-SAW滤波器则降至-15到
-25ppm/℃。但由于温度补偿工艺需要加倍的掩模层,所以,TC-SAW滤波器更复杂、制造成本也相对更高。
目前TC-SAW技术越来越成熟,国外大厂基本都有推出相应产品,在手机射频前端取得不少应用,而国内的工
艺仍需要摸索。
二、高频SAW
普通SAW基本上是2GHz以下,村田开发出克服以往声表面波弱点的 I.H.P.SAW(Incredible High Performance
-SAW)。村田意将SAW技术发挥到极致(4GHz以下),目前量产的频率可达3.5GHz。
I.H.P.SAW可以实现与BAW相同或高于BAW的特性,并兼具了BAW的温度特性、高散热性的优点,具体如下:
1) 高Q值:在1.9GHz频带上的谐振器试制结果显示,其Q值特性的峰值超过了3000,比以往Qmax为1000左右的
SAW得到了大幅度的改善。
(2)低TCF:它通过同时控制线膨胀系数和声速来实现良好的温度特性。以往SAW的TCF转换量非常大(约为-40
ppm/℃),而 I.H.P.SAW可将其改善至±8ppm/℃以下。
(3)高散热性:向RF滤波器输入大功率信号后IDT会产生热量,输入更大功率则可能因IDT发热而破坏电极,从而
导致故障。 I.H.P.SAW可将电极产生的热量高效地从基板一侧散发出去,可将通电时的温度上升幅度降至以往SAW
的一半以下。低TCF和高散热性两种效果,使其在高温下也能稳定工作。
Qualcomm与RF360率先发布支持体声波和表面声波滤波射频前端
2018年2月27日,巴塞罗那——Qualcomm Incorporated(NASDAQ: QCOM)
子公司Qualcomm Technologies, Inc.和Qualcomm与TDK的合资企业RF360控股
新加坡有限公司(“RF360控股公司”)率先发布一款包含最新体声波(BAW)和
表面声波(SAW)滤波技术的六工器射频解决方案,支持最佳的性能、尺寸和成本
,以应对日益复杂的频率、频段组合。全新的六工器解决方案完善了我们的滤波器、
双工器和多工器产品线,可应对运营商部署的各种载波聚合配置,在其扩展千兆级
LTE覆盖、提升速度与网络容量时增强用户体验。通过在Qualcomm Technologies
功率放大器模组中简化对载波聚合的支持,全新的解决方案可帮助OEM厂商改善产
品设计尺寸、提高产品设计成本效率,帮助厂商加速产品的全球上市时间,让OEM
厂商从中受益。对消费者而言,六工器解决方案的低插入损耗可支持长电池续航和
出色的数据传输速率。
随着智能手机达到千兆级LTE速率,手机中蜂窝频段的数量也在迅速增加以提供支持。
为了在广泛的频率频段上支持载波聚合、同时管理干扰问题并提供卓越的无线电性能,
先进的滤波技术是必需的。全新的六工器解决方案可集成在包括双工器模组在内的功
率放大器模组(PAMiD)中,并为下一代PAMiD模组提供关键的声学构建模块。基
于BAW和SAW的六工器是前代四工器的升级,通过在千兆级LTE和未来的5G多模终
端中支持面向载波聚合的、极具竞争力的射频性能,它们将成为设计具备轻薄外形的
单天线终端的关键。
Qualcomm高级副总裁兼射频前端业务总经理Christian Block表示:“随着人们对数
据速率和网络容量永无止境的需求,以及载波聚合复杂性的不断攀升,OEM厂商和运
营商在满足消费者对于顶级联网用户体验的期望上面临着挑战。Qualcomm Technol
ogies和RF360控股的六工器解决方案集成了我们最新的BAW/SAW滤波技术,旨在激
发设计灵活性的同时提供最佳的性能。”