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SAWF(声表面滤波器),特点及用途

什么是SAWF(声表面滤波器),特点及用途

什么是SAWF(声表面波滤波器)

声表面波滤波器是利用石英、铌酸锂、钛酸钡晶体具有压电效应的性质做成的。所谓压电效应，即是当晶体受到机械作用时，将产生与压力成正比的电场的现象。具有压电效应的晶体，在受到电信号的作用时，也会产生弹性形变而发出机械波（声波），即可把电信号转为声信号。由于这种声波只在晶体表面传播，故称为声表面波。声表面波滤波器的英文缩写为SAWF，声表面波滤波器具有体积小，重量轻、性能可靠、不需要复杂调整。在有线电视系统中实现邻频传输的关键器件。声表面波滤波器的特点是：（1）频率响应平坦，不平坦度仅为±0.3-±0.5dB，群时延±30-±50ns。（2）SAWF矩形系数好，带外抑制可达40dB以上。（3）插入损耗虽高达25-30dB，但可以用放大器补偿电平损失。声表面波滤波器包括声表面波电视图像中频滤波器、电视伴音滤波器、电视频道残留边带滤波器。声表面波滤波器的典型技术指标如下表所示。

声表面滤波器封装的分类

插件型和贴片型(具体的图片如下图

声表面波滤波器的应用及发展

1 前言

声表面波—SAW（SurfaceAcousticWave）就是在压电基片材料表面产生和传播、且振幅随深入基片材料的深度增加而迅速减少的弹性波。SAW滤波器的基本结构是在具有压电特性的基片材料抛光面上制作两个声电换能器——叉指换能器（IDT）。它采用半导体集成电路的平面工艺，在压电基片表面蒸镀一定厚度的铝膜，把设计好的两个IDT的掩膜图案，利用光刻方法沉积在基片表面，分别作为输入换能器和输出换能器。其工作原理是输入换能器将电信号变成声信号，沿晶体表面传播，输出换能器再将接收到的声信号变成电信号输出。

2 SAW滤波器的特点

SAW滤波器的主要特点是设计灵活性大、模拟/数字兼容、群延迟时间偏差和频率选择性优良（可选频率范围为10MHz～3GHz）、输入输出阻抗误差小、传输损耗小、抗电磁干扰（EMI）性能好、可靠性高、制作的器件体小量轻，其体积、重量分别是陶瓷介质滤波器的1/40和1/30左右，且能实现多种复杂的功能。SAW滤波器的特征和优点，适应了现代通信系统设备及便携式电话轻薄短小化和高频化、数字化、高性能、高可靠等方面的要求。其不足之处是所需基片材料的价格昂贵，对基片的定向、切割、研磨、抛光和制造工艺要求高。受基片结晶工艺苛刻和制造精度要求严的影响，日本富士通、三洋电器、丰田等少数几家掌握压电基片生产技术的制造商垄断了世界SAW滤波器市场。富士通公司控制了移动电话用小型射频SAW滤波器全球市场40％左右的份额，目前其年产量在1.5亿只以上，最小的产品尺寸已达到2.5mm×2mm，重22mg，集倒装式组件和专利谐振器型滤波器设计于一体，使滤波器性能突破性飞跃。三洋电器公司是世界最大的视听家电用SAW滤波器制造商之一，为保持其价格上的优势，该公司在我国深圳设有组装厂，年产5000万只。丰田公司主要生产移动通信用SAW滤波器，可提供30多种标准型产品，均适用于表面安装。

3 SAW滤波器的用途

SAW滤波器在抑制电子信息设备高次谐波、镜像信息、发射漏泄信号以及各类寄生杂波干扰等方面起到良好的作用，可以实现任意所需精度的幅频和相频特性的滤波，这是其它滤波器难以完成的。近年来国外已将SAW滤波器片式化，重量只有0.2g；另外，由于采用了新的晶体材料和最新的精细加工技术，使SAW器件上使用上限频率提高到2.5GHz～3GHz。从而促使SAW 滤波器在抗EMI领域获得更广泛的应用。

SAW滤波器以极陡的过渡带使CATV的邻频传输得以实现，与隔频传输相比，频谱利用率提高了1倍。电视接收机如果不采用SAW滤波器，不可能稳定可靠地工作。事实上，早期SAW 滤波器的主要应用领域就是以电视机为代表的视听家电产品，20世纪80年代末，由于电子信息特别是通信产业的高速发展，为SAW滤波器提供了一个广阔的市场空间，致使其产量和需求呈直线上升趋势。目前世界SAW滤波器的年产量在6亿只以上，其中移动通信等用小型化RFSAW 滤波器就达4.3亿只。

移动通信系统的发射端（TX）和接收端（RS）必须经过滤波器滤波后才能发挥作用，由于其

工作频段一般在800MHz～2GHz、带宽为17MHz～30MHz，故要求滤波器具有低插损、高阻带抑制和高镜像衰减、承受大功率、低成本、小型化等特点。由于工作频段、体积和性能价格比等方面的优势，SAW滤波器在移动通信系统的应用中独占鳌头，这是压电陶瓷滤波器和单片晶体滤波器望尘莫及的。

在无线寻呼系统中，BP机接收到的RF信号需先经滤波再进行放大。滤波器的电气特性直接影响到接收信号的灵敏度和精确度，早期生产的BP机一般采用LC滤波器，但由于LC滤波器的调试复杂，选择性和稳定性又较差，因此现在逐渐被SAW滤波器所取代。

随着Internet的迅猛发展，全球上网用户愈来愈多，但目前通过电话上网的最大缺点是带宽太窄（几十千赫），下载速度极慢，而CATV网络频率资源丰富，不少商家因此均在开发基于CATV 网的宽带多媒体数据广播系统（如VOD等），通过CATV上网可使信息传输速度提高几十倍以上，在这些系统中都要用到高性能的SAW滤波器来解决邻频抑制问题。可见，SAW滤波器的市场前景十分可观。

4 SAW滤波器的发展趋势

4.1小型片式化

SAW滤波器的小型片式化，是移动通信和其他便携式产品提出的基本要求。为缩小SAW滤波器的体积，通常采取三方面的措施：一是优化设计器件用芯片，使其做得更小；二是改进器件的封装形式，现已由传统的圆形金属壳封装改为方形或长方形扁平金属封装或LCCC（无引线陶瓷芯片载体）表面贴装；三是将不同功能的SAW滤波器封装在一起构成组合型器件以减小PCB 面积，如应用于1.9GHzPCS终端60MHz带宽的双频段SAW滤波器以及近来富士通公司开发的双带式（可支持模拟和数字两种模式）便携式手机用SAW滤波器，均装有两个滤波器。

4.2高频、宽带化

为适应电子整机高频、宽带化的要求，SAW滤波器也必须提高工作频率和拓展带宽。研究表明，当压电基材选定之后，SAW滤波器的工作频率则由IDT电极条宽决定，IDT电极条愈窄，

频率愈高。采用0.35μm～0.2μm级的半导体微细加工工艺，可制作出2GHz～3GHz的SAW滤波器。

拓展SAW滤波器的带宽通常从优化设计IDT的电极结构入手。如将IDT按串联和并联形式连接成梯形若干级联的结构，输入/输出直接实现连接，采用0.4μm以下的微细加工技术，就可制作出用于无线局域网（LAN）的2.5GHz梯形结构谐振式SAW滤波器，带宽达100MHz；在多重模式滤波器中，采用纵向连接的滤波器带宽要比横向耦合型滤波器大一些，因此被广泛用于蜂窝电话和寻呼机的RF滤波，而后者具有陡削的窄带特性，可用于个人数字蜂窝（PDC）和模拟电话的中频（IF）滤波。

4.3降低插入损耗

早期SAW滤波器的最大缺陷是插入损耗大，一般在15dB以上，这对于要求低功耗的通信设备特别是接收前端是无法接受的。为满足现代通信系统及其它用途的要求，人们通过开发高性能的压电材料和改进IDT设计，使器件的插入损耗降低到3dB～4dB，最低可达1dB。在众多压电材料研究成果中，最引人注目的是日本村田制作所发明的ZnO/蓝宝石层状结构基片材料，利用这种基片材料，已制造出1.5GHzPDC用射频SAW滤波器，其插入损耗仅1.2dB。

声表面波滤波器原理和应用

声表面波滤波器原理及应用 1.声表面波滤波器（SAWF）的结构和工作原理声表面波滤波器（SAWF）是利用压电材料的压电效应和声特性来工作的。具有压电效应的材料能起到换能器的作用，它可以将电能转换成机械能，反之亦然。压电效应包括正压电效应和反压电效应。所谓正压电效应是指压电材料受力变形产生电荷，因而产生电场的效应，即由机械能转换为电能，反压电效应是指压电材料在外加电场的作用下，产生机械形变的效应，也即由电能转换为机械能。声表面波滤波器（SAWF）的结构如图2—12所示。这种滤波器的基片是由压电材料（如铌酸锂或石英晶体）制成，在基片上蒸镀两组“叉指电极”，一般由金属薄膜用光刻工艺刻成。左侧接信号源的一组称为发送换能器，右侧接负载的一组称为接收换能器，图中a、b分别为电极宽度和极间距离，W为相邻叉指对的重叠长度，称为“叉指孔径”。当交变的电信号u s 加到发送换能器的两个电极上时，通过反压电效应，基片材料就会产生弹性形变，这个随信号变化的弹性波，即“声表面波”，它将沿着垂直于电极轴向（图中x方向）向两个方向传播，一个方向的声表面波被左侧的吸声材料吸收，另一方向的声表面波则传送到接收换能器，由正压电效应产生了电信号，再送到负载R L。但叉指换能器的形状不同时，滤波器对不同频率信号的传送与衰减能力就会不一样。

图2—12 声表面波滤波器结构示意图为了简便起见，仅分析“均匀”型叉指换能器的频率特性。所谓“均匀”型就是指图2—12中各叉指对的参数a、b、W 都相同，设换能器有n+1个电极，并把换能器分为n节或N个周期（N=n/2），各电极将激发出相同数量的声表面波，声表面波的波长由指装点基的宽度a和间隔b决定，声表面波的频率与传播速度有关，其自然谐振频率（或机械谐振频率）为 v是声表面波的传播速度，约为3×103m/s，比光速小很多，比声速高9倍多。在f0一定，速度v低时（a+b）就可以小，所以声表面波器件的尺寸可以做得很小，但f0很低，则（a+b）就增大，SAWF的尺寸就增大，因此它适合工作在高频或超高频段。叉指换能器的尺寸决定后，换能器的f0就固定了，当外加信号的频率等于f0时，换能器各节电极所激发的声表面波同相叠加，振幅最大，即所激发出的声表面波幅值最大；当外加信号的频率偏离f0时，换能器各节电极所激发的声表面波振

声表面波滤波器封装

声表面波滤波器封装在集成至模块过程中，声表面波元件必须要经受高达100 bar的压强，这就要求采用新的封装技术。为了让声表面波元件中的声表面波在无干扰情况下传播，封装中的芯片表面上方要有一个空腔。一般说来，在2 GHz滤波器中用于将电信号转换成声波的叉指换能器由铝镀层组成（厚度为150 nm，宽度小于500 nm）。为避免腐蚀，这些结构必须能够防潮（可以在芯片上加一层非常薄的钝化层，或者采用气密封装），同时还必须要耐高温、显著的温度变化以及高湿空气。体声波（BAW）以及薄膜体声波谐振器（FBAR）元件也需要具有空腔的封装。之前专为声表面波滤波器开发的封装技术现亦为体声波元件沿用。以前，声表面波元件总是直接焊接在手机电路板上的。不过现在，声表面波滤波器越来越多地被集成到模块中，而各种各样的模块则用于手机。以下为一些典型实例： ?含有超过两个滤波器及其阻抗匹配元件的滤波器组 ?包含滤波器、开关以及匹配元件的前端模块，多见于GSM应用 ?含有收发集成电路、滤波器以及匹配元件的收发模块 ?带双工器的功放（PAiD）模块 LTCC或FR4基片常用于模块中。LTCC基片可集成数十个无源元件，而声表面波滤波器、其它无源元件和半导体则安装在基片上表面。然后，使用金属帽盖、顶部密封（Glob Top）或包膜工艺对模块加以密封。在传递模塑期间，当温度高达180℃时，最高可产生100 bar的压强。声表面波滤波器

封装内的空腔因此必须足够坚固，以承受高达10 N/mm2的压强。模块中采用的声表面波元件必须不仅能适应挤出成型工艺，还必须具有占用面积小和插入高度低的特点。从金属封装到CSSP 最初，声表面波元件采用的是气密金属封装技术，焊线在外接端子和芯片之间起连接的作用。在表面贴装技术面市后，便采用了具有扁平焊接引脚的陶瓷封装。然而，陶瓷封装与焊线的组合却难以实现低于3 × 3 mm2的封装面积以及低于1 mm的插入高度。因此，许多声表面波元件制造商在2000年前后开始采用倒装焊封装。除降低尺寸的需求外，焊线电感对电性能的限制也是采用倒装焊封装的另一个原因。大多日本声表面波元件制造商沿用了陶瓷盒装技术，并用金凸点取代了焊线。相比之下，爱普科斯则引入了一种全新方案来使封装尺寸最小化，即芯片尺寸级声表封装（CSSP）。爱普科斯从2000年起已经在市场上推出三代CSSP技术。每一代CSSP都含有一个采用共烧技术制造的平面内插结构，以及用于建立声表面波芯片和基片之间电连接的焊球。为降低生产成本，在大面积陶瓷板上同时加工数千个电子元件。在封装处理结束时，才分切开来。三代CSSP 的不同之处主要在于：芯片和基片之间空腔的闭合方式。因为CSSP1技术可实现的最紧凑封装仍需占用2.0 × 2.0 mm2的面积，所以这一代CSSP在微型化的高要求下，逐渐淡出了手机应用中。

声表面滤波器的作用和应用

声表面滤波器的作用和应用声表面滤波器它是一种滤波频率杂质的压电元件,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换成机械能,经过处理后,再把机械能转换成电的信号,以达到过滤不必要的信号及杂讯,提升收讯品质的目标. 声表面滤波器产品广泛应用于电视系列,卫星通讯,移动系统,无线传呼,计算机及报警系统等领域,其中定时器,遥控器,音响较为常用. 声表滤波器是以石英、铌酸锂或钎钛酸铅等压电晶体为基片,经表面抛光后在其上蒸发一层金属膜,通过光刻工艺制成两组具有能量转换功能的交叉指型的金属电极,分别称为输入叉指换能器和输出叉指换能器.当输入叉指换能器接上交流电压信号时,压电晶体基片的表面就产生振动,并激发出与外加信号同频率的声波,此声波主要没着基片的表面的与叉指电极升起的方向传播,故称为声表面波,其中一个方向的声波被除数吸声材料吸收,别一方向的声波则传送到输出叉指换能器,被转换为电信号输出. SAW滤波器的选频作用常规4大分类： ●⑴低通滤波器从0～f2频率之间,幅频特性平直,它可以使信号中低于f2的频率成分几乎不受衰减地通过,而高于f2的频率成分受到极大地衰减. ●⑵高通滤波器与低通滤波相反,从频率f1～∞,其幅频特性平直.它使信号中高于f1的频率成分几乎不受衰减地通过,而低于f1的频率成分将受到极大地衰减. ●⑶带通滤波器它的通频带在f1～f2之间.它使信号中高于f1而低于f2的频率

成分可以不受衰减地通过,而其它成分受到衰减. ⑷带阻滤波器与带通滤波相反,阻带在频率f1～f2之间.它使信号中高于f1而低于f2的频率成分受到衰减,其余频率成分的信号几乎不受衰减地通过. 在声表面波滤波器中,信号经过电-声-电的两次转换,由于基片的压电效应,则叉指换能器具有选频特性.显然,两个叉指换能器的共同作用,使声表面波滤波器的选频特性较为理想. 声表滤波器的主要特点是设计灵活性大、模拟/数字兼容、群延迟时间偏差和频率选择性优良（可选频率范围为10MHz～3GHz）、输入输出阻抗误差小、传输损耗小、抗电磁干扰（EMI）性能好、可靠性高、制作的器件体小量轻,其体积、重量分别是陶瓷介质滤波器的1/40和1/30左右,且能实现多种复杂的功能. SAW滤波器的特点：适应了现代通信系统设备及便携式电话轻薄短小化和高频化、数字化、高性能、高可靠等方面的要求.其不足之处是所需基片材料的价格昂贵,对基片的定向、切割、研磨、抛光和制造工艺要求高.受基片结晶工艺苛刻和制造精度要求严的影响,日本富士通、三洋电器、丰田等少数几家掌握压电基片生产技术的制造商垄断了世界SAW滤波器市场.富士通公司控制了移动电话用小型射频SAW滤波器全球市场40％左右的份额,目前其年产量在1.5亿只以上,最小的产品尺寸已达到2.5mm×2mm,重22mg,集倒装式组件和专利谐振器型滤波器设计于一体,使滤波器性能突破性飞跃.三洋电器公司是世界最大的视听家电用SAW滤波器制造商之一. 帝国科技为保持其价格上的优势,公司在我国深圳设有组装厂,年产5000万只.丰田公司主要生产移动通信用SAW滤波器,可提供30多种标准型产品,均适用于表面安装.

声表面波滤波器技术的发展状况

声表面波滤波器技术的发展状况吴江曹亮（中国电子科技集团公司第二十六研究所，重庆400060） 1 引言声表面波(SAW)是一种沿物体表面传播的弹性波。SAW 技术是上世纪60年代末期才发展起来的一门新兴科学技术，它是超声学和电子学相结合的一门学科。由于可以用制造半导体的光刻技术大批量生产质量很好的SAW 芯片，各种SAW 器件很快推出并投入实际应用。用 SAW 去模拟电子学的各种功能，可使SAW 器件实现小型化和多功能，从而在雷达、通信、导航、识别和电子战等领域获得了广泛的应用。 SAW 滤波器以极陡的过度带使CATV 的邻频传输得以实现，与隔频传输相比，频谱利用率提高了一倍。电视接收机如果不采用SAW 滤波器，不可能工作得这么稳定可靠。在20世纪70年代中期，SAW 滤波器成功应用于电视机中频处理，掀起了SAW 器件的第一次应用高潮，至今每台电视机均有SAW 滤波器。进入80年代末之后，由于电子信息特别是通信产业的高速发展，为SAW 滤波器提供了一个广阔的市场空间，致使其产量和需求呈直线上升趋势。移动通信系统的发射端（TX ）和接收端（RX ）必须经过滤波器滤波后才能发挥作用，由于其工作频段一般在800MHz ～2GHz 、带宽为17～30MHz ，故要求滤波器具有低插损、高阻带抑制和高镜像衰减、承受功率大、低成本、小型化等特点。由于在工作频段、体积和性能价格比等方面的优势，SAW 滤波器在移动通信系统的应用中独占鳌头，这是压电陶瓷滤波器和单片晶体滤波器所望尘莫及的。20世纪90年代以来，掀起了SAW 器件的第二次应用高潮，目前每个手机上包含有2～6个SAW 滤波器，世界移动通信用小型RF SAW 滤波器每年需求约4.3亿只。随着Internet 的迅猛发展，全球上网的用户愈来愈多，但目前通过电话上网的最大缺点是带宽太窄（几十KHz ），下载速度极慢，而CATV 的网络频率资源丰富，不少商家因而均在开发基于CATV 网的宽带多媒体数据广播系统（如VOD 等），通过CATV 上网可使信息传输速度提高几十倍以上，在这些系统中都要用到高性能的SAW 滤波器来解决邻频抑制问题。另外，在汽车电子市场、无线LAN 及数字电视的传输系统中，也需要大量的中频SAW 滤波器。可见，SAW 滤波器的市场前景十分可观。除了SAW 滤波器以外通常还可使用介质滤波器、LC 滤波器等；近年来，利用体声波 (BAW ：Bulk Acousitic Wave) 的滤波器也已实现商业化了。表1所示为滤波器的种类和特征。 SAW 滤波器在1~3GHz 频段与它们存在竞争，但SAW 滤波器最大的优势是具有陡峭的频率选择性。而且，在对电极进行设计时，可以方便实现平衡或不平衡的转换设计。近年来，在原有基础之上，通过各种研究使SAW 滤波器在小型化、高频宽带化、集成化、耐高功率等方面取得了很大进展，价格进一步降低。现在，在发送、接收用滤波器基本实现了全部使用SAW 滤波器。表1、滤波器的种类和特征滤波器的种类使用的频带特征介质滤波器 300M~30GHz 高稳定性; 低损耗; 耐高功率 LC 滤波器 300M~30GHz 低价格; 低损耗 SAW 滤波器 10M~3GHz 高稳定性; 小型; 高选择度; 平衡或不平衡输入输出 BAW 滤波器 1.5G~5GHz 高稳定性; 小型; 生产成本高; 耐高功率

全球声表面波滤波器技术发展趋势

半导体行业观察百家号2018-10-07 13:10 来源：SIMIT战略研究室一、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（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。图的基本结构可以实现与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-40ppm/℃），而可将其改善至±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。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。三、新型体声波滤波器目前市面上的体声波滤波器基本上基于多晶薄膜工艺。而初创公司Akoustis Technologies, Inc.发明的Bulk ONE BAW技术是采用单晶AlN-on-SiC谐振器，据称性能能够提升30%。图单晶硅BAW技术针对高频应用 Akoustis技术公司(前称为Danlax,Corp.)是根据美国内华达州法律于2013年4月10日注册成立，总部设在北卡罗来纳州的亨茨维尔。2015年4月15日，公司更名为Akoustis技术公司。2017年3月，登陆纳斯达克。目前Akoustis已经宣布推出了三款商用滤波器产品：第一款是用于三频WiFi路由器应用的商用 GHz BAW RF 滤波器；第二款是针对雷达应用的 GHz BAW RF滤波器；第三款AKF -1652是针对未来4G LTE和5G移动设备 GHz BAW RF滤波器四、封装微型化滤波器的封装微型化主要是指的是采用晶圆级封装技术。 Qorvo的CuFlig互联技术使用铜柱凸点代替线焊。晶圆级封装滤波器取消了陶瓷封装，可以实现尺寸更小，设备更轻薄。图CuFlip技术相对于线焊的比较优势 RF360公司DSSP（Die-Sized SAW Packaging，裸片级声表封装）和TFAP技术（Thin-Film Acoustic Packaging，薄膜声学封装技术)，实现了产品微型化，并可提供2in1，甚至4in1的滤波器模组。不同产品类别的新的标准封装尺寸：双工器*，2in1滤波器：*，单一滤波器：*。图RF360声表滤波器、双工器和多工器的微型化图 DSSP封装图解

声表面波滤波器 - LCSC

声表面波滤波器商品实物图: 中心频率: TBD 插入损耗: TBD 3dB带宽: TBD 封装体积: 贴片，5x5 (QCC8C封装)

封装尺寸图：应用参考电路:

附录: 声表面波滤波器声表面波滤波器是利用石英、铌酸锂、钛酸钡晶体，具有压电效应的材料做成的。当晶体受到机械作用时，产生与压力成正比的电场的现象。具有压电效应的晶体，在受到电信号的作用时，也会产生弹性形变而发出机械波（声波），即可把电信号转为声信号。由于这种声波只在晶体表面传播，故称为声表面波。声表面波滤波器的英文缩写为SAW Surface Acoustic Wave Filters，具有体积小，重量轻、性能可靠、不需要复杂调整的特点。是利用压电陶瓷、压电晶体振荡器材料的压电效应，和声表面波传播的物理特性制成的一种换能式无源带通滤波器。声表滤波器作为中频、射频输入电路中选频元件，常应用于录像机和电视机，取代了中频、射频放大器的输入吸收回路和多级调谐回路。声表面滤波器在电路中用字母为"Z"或"ZC"（旧标准用"X"、"SF"、"CF"）表示。声表面滤波器内部由输入换能器、压电基片、输出换能器和吸声材料等组成。此声表面波经输出换能器转换为电信号并输出至后级电路。在信号的电能→机械能→电能变换过程中，将中频、射频信号中的有用成分选出，对无用信号进行衰减和滤除。本公司生产的声表面波滤波器、声表面波谐振器符合RoHS 规范，Lead-Free 无铅标准，使用Lead-Free Logo 无铅标志。提供完整贴片、插件声表尺寸，频率范围齐全，提供声表面波系列产品目录下载。可依客户的需求制造，若需特殊规格型式，请联系我们。特性: 小尺寸可用通带: 54MHz 移动电话机用低损耗型RF滤波器，接收带宽低损耗声表滤波器适用于移动通信，远程控制，卫星接收机

SAWF(声表面滤波器),特点及用途

什么是SAWF(声表面滤波器),特点及用途什么是SAWF(声表面波滤波器) 声表面波滤波器是利用石英、铌酸锂、钛酸钡晶体具有压电效应的性质做成的。所谓压电效应，即是当晶体受到机械作用时，将产生与压力成正比的电场的现象。具有压电效应的晶体，在受到电信号的作用时，也会产生弹性形变而发出机械波（声波），即可把电信号转为声信号。由于这种声波只在晶体表面传播，故称为声表面波。声表面波滤波器的英文缩写为SAWF，声表面波滤波器具有体积小，重量轻、性能可靠、不需要复杂调整。在有线电视系统中实现邻频传输的关键器件。声表面波滤波器的特点是：（1）频率响应平坦，不平坦度仅为±0.3-±0.5dB，群时延±30-±50ns。（2）SAWF矩形系数好，带外抑制可达40dB以上。（3）插入损耗虽高达25-30dB，但可以用放大器补偿电平损失。声表面波滤波器包括声表面波电视图像中频滤波器、电视伴音滤波器、电视频道残留边带滤波器。声表面波滤波器的典型技术指标如下表所示。声表面滤波器封装的分类插件型和贴片型(具体的图片如下图声表面波滤波器的应用及发展 1 前言声表面波—SAW（SurfaceAcousticWave）就是在压电基片材料表面产生和传播、且振幅随深入基片材料的深度增加而迅速减少的弹性波。SAW滤波器的基本结构是在具有压电特性的基片材料抛光面上制作两个声电换能器——叉指换能器（IDT）。它采用半导体集成电路的平面工艺，在压电基片表面蒸镀一定厚度的铝膜，把设计好的两个IDT的掩膜图案，利用光刻方法沉积在基片表面，分别作为输入换能器和输出换能器。其工作原理是输入换能器将电信号变成声信号，沿晶体表面传播，输出换能器再将接收到的声信号变成电信号输出。 2 SAW滤波器的特点

声表面波滤波器的使用和匹配

声表面波滤波器的使用和匹配如何在电路板上安装和匹配SAW滤波器，发挥SAW滤波器的最佳性能，这对于应用SAW滤波器的人员很重要，为此我们介绍SAW滤波器的使用和匹配。一般的SAW滤波器在接入电路中都要求前后级加匹配，这些匹配结构和元件值由滤波器制造厂家提供，系统人员在设计PCB时就要考虑匹配。我们要避免将匹配元件安装在SAW滤波器的内部，这不象LC滤波器容易将匹配和滤波器作为一个整体考虑。如果将匹配元件安装在SAW滤波器的内部，器件的可靠性将是一个很大的问题。 SAW滤波器匹配的目的是：（1）取得小的驻波系数。特别是高损耗SAW滤波器，其驻波系数一般在5~10，匹配后可以改善到2~5。对于低损耗SAW滤波器通过匹配可以使驻波系数达到1.2~2。（2）取得小的损耗。对于损耗在30~40dB的高损耗SAW滤波器通过匹配可以得到20~25dB的损耗。而对于SPUDT的滤波器，要求必须匹配才能得到小的损耗。（3）取得平坦的通带特性。对于大带宽SAW滤波器、TCRF滤波器、SPUDT滤波器等如果不匹配，通带波纹很大，匹配后不但损耗降低，而且可以得到平坦的通带特性。（4）LC匹配网络设计得当，可以起到LC滤波器的作用，提高远端带外抑制。 SAW滤波器的匹配不同于其他滤波器的匹配，针对不同结构的SAW滤波器其匹配目标不同。对于高损耗SAW滤波器并不需要与外部电路完全的共轭理想匹配，因为在较大的声辐射条件下，改进理想匹配虽然可以实现低损耗，但却是以增加幅度和相位波动为代价的。这些器件通常有意使器件在一定程度上失配。对于中等损耗的SPUDT滤波器，其匹配也不完全是理想电匹配。对于1~4dB的低损耗SAW滤波器则要求尽量理想电匹配以取得最小损耗。为了使声表面波器件应用简单，滤波器的输入输出端一般采用二元件进行匹配。对不同的SAW滤波器S参数，匹配网络不同，需要根据Smith圆图，选取合适的匹配网络结构。在Smith圆图中，经匹配从起点到目的位置点经过的曲线长度越短，匹配后频响特性越好。如图1(c)中两条曲线分别对应于图1(a)、(b)的匹配电路网络。图1 二种简单匹配电路方案(a)、(b) 及对应的Smith圆图路径(c) 匹配结构确定后，如何找到匹配元件值？一般有两种方法：一是试验法。借助于矢量网络分析仪的Smith 圆图和频响图实际匹配。二是借助于矢量网络分析仪，提取SAW滤波器的S参数，计算滤波器的四端网络导纳Y参数，通过软件匹配计算匹配元件值，最后指导试验匹配。实际SAW滤波器匹配时需要注意的问题： (1) 评估板和系统板上的匹配元件值有些差异，其原因是分布参数不同，需要微调元件值。 (2) 高损耗滤波器通常要求失配，以得到好的通带特性。

声表面滤波器

声表面滤波器声表面滤波器它是一种滤波频率杂质的压电元件,主要用于家用电器等方面,由于它的内部结构复杂,很多朋友不是很了解,下面我们来看下声表滤波器它的内部示意图是怎样的，滤波器是以石英、铌酸锂或钎钛酸铅等压电晶体为基片，经表面抛光后在其上蒸发一层金属膜，通过光刻工艺制成两组具有能量转换功能的交叉指型的金属电极，分别称为输入叉指换能器和输出叉指换能器。当输入叉指换能器接上交流电压信号时，压电晶体基片的表面就产生振动，并激发出与外加信号同频率的声波，此声波主要没着基片的表面的与叉指电极升起的方向传播，故称为声表面波，其中一个方向的声波被除数吸声材料吸收，别一方向的声波则传送到输出叉指换能器，被转换为电信号输出。声表面谐振器具有工作频率高、通频带宽、选频特性好、体积小和重量轻等特点，并且可采用与集成电路相同的生产工艺，制造简单，成本低，频率特性的一致性好，因此广泛应用于各种电子设备中。在声表面波滤波器中，信号经过电-声-电的两次转换，由于基片的压电效应，则叉指换能器具有选频特性。显然，两个叉指换能器的共同作用，使声表面波滤波器的选频特性较为理想。

全球声表面波滤波器技术发展趋势

全球声表面波滤波器技术发展趋势半导体行业观察百家号2018-10-07 13:10 来源：SIMIT战略研究室一、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。

图I.H.P.SAW的基本结构 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-40ppm/℃），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。三、新型体声波滤波器目前市面上的体声波滤波器基本上基于多晶薄膜工艺。而初创公司Akoustis Technologies, Inc.发明的Bulk ONE? BAW技术是采用单晶AlN-on-SiC谐振器，据称性能能够提升30%。图单晶硅BAW技术针对高频应用