SAW/FBAR設(shè)備的工作原理及使用范例
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FBAR和SAW
在用于手機(jī)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(jìn)行電極設(shè)計(jì)。例如:2GHz的濾波器上,
λX2·109=4000m/s
因此,λ=2μm左右。
以引發(fā)激勵(lì)為目的的電極應(yīng)該有2根具有這樣的長(zhǎng)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(yīng)該是0.5μm。在SAW的制造過程中,采用了半導(dǎo)體等生產(chǎn)上所使用的微細(xì)加工工序,這種工序中對(duì)線寬進(jìn)行非常高精度的管理,但是,在達(dá)到3GHz左右的高頻時(shí),工序上的難度也隨之增大。此外,由于電極寬度也會(huì)隨之變窄,電極指阻抗導(dǎo)致的特性效果惡化現(xiàn)象越加明顯,這將會(huì)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(dá)11300m/s的高體波聲速。實(shí)際上,聲速會(huì)因?yàn)殡姌O的質(zhì)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(shè)備可以達(dá)到比SAW更高的頻帶。與SAW相比,高頻帶會(huì)對(duì)耐電性、靜電耐壓方面帶來有利因素。而另一方面,成膜時(shí)的膜厚精度等也會(huì)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(shè)備用于TV用IF等上時(shí)的常用封裝材料是金屬蓋。(下圖左側(cè))之后則是以樹脂材料封裝為主流。
通訊用SAW設(shè)備在用于無繩電話時(shí)同樣也采用了金屬蓋封裝方式,但到了手機(jī)時(shí)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(jìn)行打線結(jié)合,之后焊接金屬蓋、或進(jìn)行焊錫焊接之類的操作。由于是手機(jī)專用,因此SAW濾波器也不斷向小型化發(fā)展,當(dāng)初的打線結(jié)合方式逐漸向倒裝芯片焊接方式轉(zhuǎn)換,形狀上也在向芯片外間隙小的方向發(fā)展。
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