新型波浪加权式高性能声表面波滤波器设计

射频滤波器是移动通信中信号传输频率选择、噪声滤除干扰的不可或缺的关键器件。压电薄膜多层衬底结构的声表面波滤波器因具有高矩形度、低损耗等优点在近年来被广泛应用,但其谐振器固有的横向模式会极大影响滤波器性能。为此提出了一种新型的波浪加权式叉指设计的声表面波谐振器,该谐振器通过使用正弦函数作为交叠长度加权包络曲线,能够在不恶化谐振器性能的前提下有效抑制谐振器中的横向模式。将波浪加权式叉指设计的谐振器按照梯形拓扑结构级联,设计并制备了一款尺寸为1.1 mm×0.9 mm×0.55 mm的高性能滤波器。该滤波器中心频率为2.593 GHz,相对带宽为8.8%,插入损耗为0.52 dB。实物测试结果与仿真基本一致。

采用还原基片的声表面波滤波器可靠性研究

分析了压电基片热释电效应产生的机理和使用中带来的问题,采用还原基片(以下简称黑片)可以有效提高声表面波滤波器的抗静电能力。针对采用黑片工艺的声表面波滤波器可靠性展开研究:选取不同种类的黑片,进行不同芯片尺寸的声表面波滤波器粘接固化、筛选试验和装配后的剪切/粘接强度测试,并进行结构分析、鉴定检验和元器件评估。试验结果表明,黑片满足声表面波滤波器的高可靠性要求,对后续在高可靠声表面波滤波器中的应用具有指导意义。

基于有限元法和色散COM模型的声表面波滤波器联合仿真

针对任意复杂膜系结构和电路拓扑结构的声表面波(SAW)滤波器的精确快速设计问题,该文基于声/电/磁多物理场耦合全波仿真平台,结合基因遗传优化算法和通用图形处理器(GPGPU)加速技术,利用有限元分层级联精确模型(HCT)优化设计梯形谐振器,色散COM模型优化设计纵向耦合谐振器,实现了任意复杂膜系结构和电路拓扑结构的SAW滤波器的正向设计与优化。通过42°Y-X LiTaO_(3)常规SAW滤波器的优化设计与研制,设计优化结果与实验结果吻合较好,验证了该方法的有效性和可行性。

小型化高阻带抑制声表面波滤波器组件设计

基于声表面波(SAW)滤波器技术,采用两级滤波器级联、滤波器环绕开关、多通道抗干扰布局等方法,实现了一种小型化、高阻带抑制组件的研制。实验结果表明,研制的多通道滤波组件尺寸为18 mm×15 mm×5 mm,其-3 dB带宽大于48 MHz,插入损耗小于7 dB,带内幅度波动小于1.5 dB,近端阻带抑制大于70 dBc,具有很好的实用性。

用于ETC系统的扇形声表面波滤波器设计

该文设计了一款用于电子不停车收费系统(ETC)的声表面波(SAW)滤波器。该款滤波器采用3-1-3分节的电容加权结构和电极宽度控制(EWC)的换能器单元结构,基片材料为128°Y-X铌酸锂。通过对滤波器外围匹配电感、换能器反射指结构和膜厚的优化,实现了滤波器小插入损耗和高阻带抑制,制作滤波器的中心频率为40 MHz,插入损耗为-7.5 dB。该文突破常规设计方法,采用在扇形结构中换能器全抽指加权SAW滤波器的设计手段,使器件最终满足ETC项目使用要求。

用于温度补偿型声表面波滤波器温补层的化学机械抛光工艺

在制备温度补偿型声表面波(TC-SAW)滤波器温补层工艺过程中,温补层薄膜的厚度控制、膜层质量控制和膜厚不均匀性(NU)控制十分重要。对TC-SAW滤波器晶圆的温补层的化学机械抛光(CMP)工艺进行了研究,探讨了不同晶圆背压和保持环压力的比值、抛光头转速和抛光盘转速的比值等对温补层的影响,进一步优化工艺参数,并研究了CMP对温补层表面粗糙度的影响。结果表明:采用优化后的工艺参数,即晶圆背压与保持环压力比值约为1.46(晶圆背压为350 g/cm^(3),保持环压力为240 g/cm^(3))、抛光头转速为93 r/min、抛光盘转速为87 r/min时,可以获得厚度稳定、表面均匀性良好、粗糙度为0.4 nm的膜层。最后将TC-SAW滤波器晶圆温补层进行化学机械抛光,得到膜厚为605.4 nm,总厚度偏差(TTV)为62.06 nm,NU为2.54%的温补层表面,最终得到滤波器的温漂系数为-1.478×10^(-5)/℃,可以满足设计要求,提高了滤波器的合格率。

用声表面波滤波器为悬臂梁式SAW加速度计增添加速度方向判断功能

加速度是矢量,所以在测量加速度大小的同时,给出加速度的方向是非常必要的。但传统SAW加速度计设计忽视了对被测加速度方向的判断问题。声表面波滤波器(SAWF)是一种性能优良的新型电子器件,本文基于SAW滤波器的带通滤波性质,设计了一种新的SAW加速度计系统,它不仅实现了判断加速度方向的客观需求,而且为加速度计基本量程的扩大创造了条件。

对声表面波滤波器的构成与性能的分析

本文对声表面波滤波器的构成形式进行了介绍,又对它的工作原理及主要性能进行了分析。

离子束刻蚀技术在SAW滤波器频率修整上的应用

随着声表面波(SAW)滤波器的应用向高频、窄带方向延伸,在制造过程中准确地控制其中心频率及一致性变得越来越困难,需要对SAW滤波器的频率进行微调。重点介绍了一种在SAW滤波器上可实现目标频率修整的离子束刻蚀修频工艺,通过实验发现刻蚀厚度不同对滤波器表面的影响程度不同,一次离子束刻蚀厚度为50 nm时,铝膜表面出现微结构变化。分析了对晶圆、器件进行离子刻蚀工艺引起热损伤的机理,表征了不同刻蚀厚度对SAW滤波器粘接芯片的剪切力和硅铝丝键合力的影响。根据实验现象及结果提出了分梯度多次刻蚀的优化方案,给出了不同刻蚀厚度的刻蚀精度,对实验结果进行拟合,得到中心频率与刻蚀厚度的关系方程,从频率、插入损耗和通带方面分析了离子束刻蚀工艺对SAW滤波器电学性能的影响。经离子束刻蚀修频后,滤波器中心频率提高2 MHz,中心频率标准差由0.4 MHz减少为0.15 MHz,中心频率的均一性由0.29%改善至0.11%,频率一致性变好。

高性能5G无线通信射频SAW滤波器专利状况分析

随着信息技术的飞速发展,声表面波(surface acoustic wave,SAW)滤波器的需求急剧增长,并已广泛用于移动通信、广播、射频电子标签、传感器以及各类通信系统中。以SAW滤波器全球专利作为数据来源,进行SAW滤波器专利预警分析。首先,以SAW滤波器全球专利技术为切入点,对SAW滤波器进行技术分解,展开专利检索工作,形成SAW滤波器专利数据库。其次,围绕SAW滤波器产业和技术发展现状,对SAW滤波器全球专利分布状况进行全面研究,从专利申请趋势、专利地域分布、重点申请人以及主要五大技术分支展开分析,以期为相关企业改善研发规划、提升自主研发能力提供参考,并有效规避侵权风险。

声表面波波导耦合双模谐振窄带滤波器

本文利用集总参数等效电路模型计算了声表面波波导耦合双模谐振窄带滤波器的频率响应。讨论了谐振器各设计参量对滤波器性能的影响。在Ｘ－１１２°ＹＬｉＴａＯ＿３基片上实验制作了中心频率１１４ＭＨｚ左右，Δｆ＿（－３ｄＢ）分别为７０ｋＨｚ和４０ｋＨｚ的二极和四极窄带滤波器。对二极滤波器，阻带抑制小于一３０ｄＢ；对四极滤波器，阻带抑制小于一５０ｄＢ；匹配后插损３ｄＢ。理论计算与实验结果一致。

宽带低损耗声表面波滤波器

介绍了利用在３６°Ｙ－ＸＬｉＴａＯ３、６４°Ｙ－Ｘ ＬｉＮｂＯ３、４１°Ｙ－Ｘ ＬｉＮｂＯ３基片漏声表面波设计制作的宽带低损耗滤波器，给出了用耦合模理论模拟的曲线和实验结果，其相对带宽为２ ．８％～６． ５％，插损为１．７～２．４ ｄＢ，带外抑制大于４５ ｄＢ。

20信道声表面波滤波器组初探

本文报道我们研制的一种20信道声表面波滤波器组,它有一个输入端,中心在200MHz中频,瞬时带宽100MHz,20个信道输出,每个信道带宽5MHz.各信道的插损为19～20dB,矩形度<2,信道阻带抑制>40dB.器件体积65mm×50mm×13mm,重量<140g.

一种宽带低损耗声表面波滤波器

阐述了一种利用纵向耦合双模制作宽带低损耗声表面波滤波器的方法，给出了理论计算方法和计算机模拟结果，最后给出了制作中心频率为４５３ＭＨｚ的声表面波滤波器实验结果，插入损耗为１．９ｄＢ，１ｄＢ带宽为６．６６ＭＨｚ，远端带外抑制大于４５ｄＢ。

高阻带抑制宽带低损耗声表面波滤波器研究

基于分布间隙纵向耦合五换能器结构,加入谐振器单元,采用41°Y-X LiNbO_3基片材料,通过优化设计,研制出中心频率232 MHz,3dB带宽23.2 MHz的声表面波滤波器。该产品的插入损耗为-1.9dB,相对带宽达到10%,矩形系数2.2,阻带抑制大于50dB,产品综合性能指标优异,有很好的实用性。

一种声表面波滤波器的优化计算方法

介绍了一种新的优化计算方法，从理论上详细论述了这种计算方法，编制了计算机程序。

声表面波谐振滤波器中纵横向耦合模式的研究及其复合应用

在通常的声表面波谐振滤波器中,由于采用的模式不同,纵向耦合谐振器具带宽大和插损低,带外抑制较差的特点;而横向耦合谐振器则具有带外抑制高,低插损及通带较窄的特点,为了综合两种滤波器的优点,采用了一种改进的滤波器结构,可同时利用纵向与横向耦合模式,得到既有较大带宽又有高带外抑制的声表面波谐振滤波器,运用耦合膜理论对纵横向模式的复合进行了分析,并在计算机上对这种结构的滤波器特性作了模拟,实验结果与模拟结果得到了较好的吻合。

极窄带声表面波二重模滤波器

声表面波二重模滤波器具有极窄带宽和高阻带抑制的频率特性，应用于现代化移动通信系统中。本文介绍了二重模滤波器的设计方法及试验结果，报道了制作四极二重模滤波器在１６２．８ＭＨｚ频率下获得了０．９‰的相对带宽和约６０ｄＢ阻带抑制。

一种窄带温补型声表面波滤波器

该文介绍了一种频率温度系数接近0的窄带温补型声表面波滤波器。该滤波器采用黑化的42°Y-X钽酸锂为衬底,温度补偿层材料采用二氧化硅薄膜,利用化学机械抛光二氧化硅薄膜法获得了平坦表面形貌。制作了温补型声表面波滤波器样品并进行了测试。测试结果表明,该温补型声表面波滤波器的中心频率约1360 MHz,在-55~85℃内频率漂移仅约390 kHz,频率温度系数约-2×10^-6/℃,插入损耗约1.3 dB。

ZnO/蓝宝石结构声表面波滤波器试验研究

该文从理论上计算得到了ZnO(a面)/蓝宝石(r面)结构的声表面波相速度和机电耦合系数色散曲线。依据该色散曲线设计了ZnO(a面)/蓝宝石(r面)结构声表面波滤波器。采用在蓝宝石衬底上先制备ZnO薄膜然后再制作芯片结构的方案研制出了声表面波器件样品。研制过程中生长出了a面结构的ZnO薄膜,其中厚膜样品测试得到了3种声波模式,即模式0、1及2,模式0、1和2的频率分别为1 073.79 MHz,1 290.63 MHz和1 572.3 MHz,因此,间接测得了模式0、1和2的相速度分别为3 865.67m/s,4 646.25m/s和5 660.27m/s。