SAW器件在移動(dòng)通信領(lǐng)域中的發(fā)展

發(fā)布時(shí)間:2008/8/19 0:00:00 訪問次數(shù):682

　　saw器件是近代聲學(xué)中的表面波理論、壓電學(xué)研究成果和微電子技術(shù)有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物。所謂saw,是在壓電固體材料表面產(chǎn)生和傳播、且振幅隨深入固體材料的深度增加而迅速減小的彈性波。與沿固體介質(zhì)內(nèi)部傳播的體聲波（baw）比較,saw有兩個(gè)顯著特點(diǎn)：一是能量密度高,其中約90%的能量集中于厚度等于一個(gè)波長(zhǎng)的表面薄層中;二是傳播速度慢,約為縱波速度的45%,是橫波速度的90%。在多數(shù)情況下,saw的傳播速度為3000～5000m/s。根據(jù)這兩個(gè)特性,人們研制出具有不同功能的saw器件,而且可使這些不同類型的無源器件既薄又輕。

　　saw器件主要由具有壓電特性的基底材料和在該材料的拋光面上制作的由金屬薄膜組成的相互交錯(cuò)的叉指狀換能器（idt）組成。如果在idt電極兩端加入高頻電信號(hào),壓電材料的表面就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)并同時(shí)激發(fā)出與外加電信號(hào)頻率相同的表面聲波,這種表面聲波會(huì)沿基板材料表面?zhèn)鞑�。如果在saw傳播途徑上再制作一對(duì)idt電極,則可將saw檢測(cè)并使其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。idt叉指狀金屬電極借助于半導(dǎo)體平面工藝技術(shù)可以制作。

saw應(yīng)移動(dòng)通信的要求不斷發(fā)展

　　早期的saw的主要應(yīng)用領(lǐng)域是電視機(jī)為主導(dǎo)的視聽類電子產(chǎn)品。移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展使saw器件的市場(chǎng)主體發(fā)生了重大轉(zhuǎn)移。像saw濾波器這類器件在移動(dòng)通信中應(yīng)用得很好,是壓電陶瓷濾波器和單片晶體濾波器（mcf）望塵莫及的。

　　提高工作頻率

　　對(duì)saw器件,當(dāng)壓電基材選定之后,其工作頻率則由idt指條寬度決定。idt指條愈窄,頻率則愈高,二者關(guān)系曲線如圖1所示。

　　眾所周知,目前0.5μm級(jí)的半導(dǎo)體工藝已是較普通的技術(shù),該尺寸的idt電極條寬能制作出約1500mhz的saw濾波器。利用0.35μm級(jí)的光刻工藝,能制作出2ghz的器件。借助于0.2μm級(jí)的精細(xì)加工技術(shù),2.5ghz的saw器件早已實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn),3ghz的器件開始進(jìn)入實(shí)用化。

　　微型化、片式化、組合化

　　saw器件微型化、片式化和輕便化,是移動(dòng)通信產(chǎn)品提出的基本要求。saw器件的idt電極條寬通常是按照saw波長(zhǎng)的1/4來進(jìn)行設(shè)計(jì)的。對(duì)于工作在1ghz下的器件,若設(shè)saw的傳播速度是4000m/s,波長(zhǎng)則僅為4μm（1/4波長(zhǎng)是1μm）,在0.4mm的距離中能夠容納100條1μm寬的電極。故saw器件芯片可以做得非常小,便于實(shí)現(xiàn)超小型化。

　　為縮小saw器件的體積,在其封裝型式上已由傳統(tǒng)的圓形金屬殼封裝改為方形或長(zhǎng)方形扁平金屬或lcc表面貼裝款式,并且尺寸不斷縮小。圖2為saw濾波器尺寸不斷縮小的實(shí)物對(duì)比。

　　1998年,日本富士通公司推出的saw濾波器,尺寸僅為2.5mm×2.0mm×1.2mm。

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