B39911B8769P810濾波器信號(hào)調(diào)節(jié)器,信號(hào)調(diào)器

產(chǎn)品	SAW Filters	產(chǎn)品種類(lèi)	信號(hào)調(diào)節(jié)
制造商	Qualcomm RF360	加工定制
安裝	SMD/SMT	工廠包裝數(shù)量	1
總頻差	1PPMMHz	最大工作溫度	+ 125 C
最小工作溫度	- 40 C	端接類(lèi)型	SMD/SMT
系列	B39	繞線形式
調(diào)整頻差		負(fù)載電容
頻率	315 MHz to 2.4 GHz	頻率范圍	315 MHz to 2.4 GHz

B39911B8769P810濾波器信號(hào)調(diào)節(jié)器,信號(hào)調(diào)器

一、聲學(xué)濾波器市場(chǎng)分析

隨著全球聯(lián)網(wǎng)設(shè)備增多，射頻前端系統(tǒng)需求量增多，濾波器的需求量自然增多。千億級(jí)設(shè)備連接，
這是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)需求，未來(lái)全球移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)連接的設(shè)備總量將達(dá)到千億規(guī)模。根據(jù)IMT-2020
5G推進(jìn)組預(yù)測(cè)，到2020年全球移動(dòng)終端（不含物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備）數(shù)量將超過(guò)100億，其中中國(guó)將超過(guò)20億。

射頻頻段增多，濾波器的需求量自然增多。從1G-->2G-->3G-->4G，再到5G，射頻的頻段不斷增多，
其射頻器件的應(yīng)用數(shù)量也快速增加。從射頻前端使用濾波器的數(shù)量來(lái)看，隨著頻段數(shù)量的增加，射頻濾
波器件的需求量也相應(yīng)增加。

中國(guó)移動(dòng)要求的5模13頻分為8個(gè)FDD頻段和5個(gè)TDD頻段。因?yàn)镕DD是頻分復(fù)用的，需要含有接收器、
發(fā)射器的雙工器，同時(shí)接收還需要一個(gè)單獨(dú)的濾波器，所以一個(gè)頻段需要3個(gè)濾波器，總共24只。TDD
模式5個(gè)頻段，每個(gè)頻段需要一個(gè)發(fā)射以及一個(gè)接收的濾波器，共10個(gè)。再加上手機(jī)上的wifi、GPS、
藍(lán)牙等，濾波器數(shù)量達(dá)到30-40個(gè)。

聲表面波/體聲波濾波器

聲表采用將電能轉(zhuǎn)換為表面聲波的方式，利用聲波共振效應(yīng)實(shí)現(xiàn)的濾波。該聲表面波濾波器的特點(diǎn)是體積非常小，
Q值相對(duì)LC高，采用半導(dǎo)體工藝適合批量生產(chǎn)。一只800MHz左右的濾波器體積大概只有一個(gè)0805電容大小。其
缺點(diǎn)是功率容量小，不適合小批量定制產(chǎn)品，研發(fā)周期長(zhǎng)，研發(fā)成本高。

螺旋濾波器:

螺旋濾波器是一種半集總參數(shù)的濾波器，其采用放置在空腔內(nèi)的螺旋電感的自諧振來(lái)實(shí)現(xiàn)諧振器，通過(guò)相鄰諧振器的空間磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)耦合。

其優(yōu)點(diǎn)是：體積較腔體小，Q值、功率容量較LC高。其缺點(diǎn)是：較難實(shí)現(xiàn)寬帶，高頻部分電感不易實(shí)現(xiàn)。

螺旋濾波器通常用在500MHz以下20%相對(duì)帶寬，100W平均功率，對(duì)插損有一定要求的場(chǎng)合。

紋波：濾波器通帶內(nèi)S21曲線起伏的波峰與波谷之間的差值。

介質(zhì)濾波器

介質(zhì)濾波器是采用介質(zhì)填充的四分之一波長(zhǎng)短路線或者二分之一開(kāi)路線實(shí)現(xiàn)的半集總濾波器。其優(yōu)點(diǎn)是Q值較LC高，可以實(shí)現(xiàn)較LC
濾波器頻率高的濾波器。其缺點(diǎn)是寄生較近，諧振器需要定制。

交指濾波器最大的特點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)寬帶，如果采用冗余諧振桿，考慮到機(jī)加可是線性，其相對(duì)帶寬通?？梢詫掃_(dá)60%。同時(shí)在K波段時(shí)，
寬帶的梳狀濾波器機(jī)加基本無(wú)法加工并且調(diào)試螺釘無(wú)法放置，因此在該條件下通常采用交指結(jié)構(gòu)。交指結(jié)構(gòu)與梳狀相比其寄生通帶較近，
通常其寄生通帶在1.8F0左右。同體積下，交指濾波器較梳狀濾波器功率容量大。

濾波器是無(wú)線通訊系統(tǒng)必不可少的關(guān)鍵性部件。

濾波器種類(lèi)繁多，各種濾波器具有不同的性能特點(diǎn)，因此在濾波器選擇時(shí)，通常需要綜合考慮客戶(hù)的實(shí)際使用環(huán)境以及客戶(hù)性能需
求才能做出正確、有效、可靠的選擇。

在客戶(hù)對(duì)濾波器指標(biāo)概念比較模糊時(shí)，通常需要詢(xún)問(wèn)客戶(hù)體積、損耗、帶外需要抑制的頻率以及抑制度、功率容量等。根據(jù)這幾個(gè)
簡(jiǎn)單的指標(biāo)要求基本可以判斷出濾波器種類(lèi)。

SAW濾波器應(yīng)用
功能：濾波，讓需要的信號(hào)通過(guò)，濾除不需要的信號(hào)。

應(yīng)用：

電視機(jī)，無(wú)繩電話，手機(jī)（每只手機(jī)中有聲表濾波器3-5只）CATV網(wǎng)絡(luò)（通過(guò)CATV上網(wǎng)可使信息傳輸速度提高幾十倍以上）
光纖通信系統(tǒng)時(shí)鐘恢復(fù)衛(wèi)星通信及定位（GPS）系統(tǒng)擴(kuò)頻通信系統(tǒng)通信偵查壓縮接收機(jī) 脈沖壓縮雷達(dá)系統(tǒng)電子偵察用信道化
接收機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)無(wú)鑰匙進(jìn)入和保密警戒系統(tǒng)遙測(cè)壓控系統(tǒng)其它聲表產(chǎn)品聲表面波濾波器組。

一款高端智能手機(jī)必須要對(duì)多達(dá)15個(gè)頻段的2G、3G和4G無(wú)線接入方式的發(fā)送和接收路徑進(jìn)行濾波，同時(shí)要濾波的還包括：
Wi-Fi、藍(lán)牙和GPS接收器的接收路徑。必須對(duì)各接收路徑的信號(hào)進(jìn)行隔離。還必須要對(duì)出處雜多、難以盡舉的其它外部信
號(hào)進(jìn)行抑制。要做到這點(diǎn)，一款多頻段智能手機(jī)需要4或6個(gè)濾波器和多個(gè)雙工器。如果沒(méi)有聲濾波技術(shù)，這將難以實(shí)現(xiàn)。

不同于SAW濾波器，BAW濾波器內(nèi)的聲波垂直傳播（圖3）。對(duì)使用石英晶體作為基板的BAW諧振器來(lái)說(shuō)，貼嵌于石英基板
頂、底兩側(cè)的金屬對(duì)聲波實(shí)施激勵(lì)，使聲波從頂部表面反彈至底部，以形成駐聲波。而板坯厚度和電極質(zhì)量（mass）決定了
共振頻率。在BAW濾波器大顯身手的高頻，其壓電層的厚度必須在幾微米量級(jí)，因此，要在載體基板上采用薄膜沉積和微機(jī)
械加工技術(shù)實(shí)現(xiàn)諧振器結(jié)構(gòu)。

SAW Filter 與 BAW Filter 的區(qū)別

SAW 是聲表面波濾波器，在輸入端由壓電效應(yīng)把無(wú)線信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲信號(hào)在介質(zhì)表面?zhèn)鞑?，在輸出端由逆壓電效?yīng)將聲信號(hào)
轉(zhuǎn)換為無(wú)線信號(hào)
BAW 是體聲波，采用FBAR技術(shù)，原理基本同SAW，唯一的區(qū)別是聲信號(hào)在介質(zhì)內(nèi)部傳輸，故體積可以做的更?。ń橘|(zhì)的
介電常數(shù)大于空氣）。
BAW相對(duì)來(lái)說(shuō)性能可能更好一些，q值，相位噪聲，體積小等，同時(shí)加工起來(lái)更難，屬于超精細(xì)加工。BAW有3層，上下為
金屬電極，中間為壓電材料，諧振在2G左右的厚度大概為（0.1um（電極），3um（壓電層），0.1um（電極）），所以加
工難度較大，成本目前還是較高。

頻率較高時(shí)，如3G時(shí)，一般采用BAW，而當(dāng)頻率在1900MHz以下時(shí)，通常采用SAW就能夠滿足要求。

1 聲表面濾波器的應(yīng)用及裝配要求

聲表面濾波器（簡(jiǎn)稱(chēng)SAW）主要作用原理是利用壓電材料的壓電特性，利用輸入與輸出換能器（Transducer）將
電波的輸入信號(hào)轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，經(jīng)過(guò)處理后，再把機(jī)械能裝換成電信號(hào)，以達(dá)到過(guò)濾不必要的信號(hào)，提升收訊品質(zhì)
的目的。聲表面濾波器具有工作頻率高、通頻帶寬、選頻特性好、體積小和質(zhì)量輕等特點(diǎn)，并且可采用與集成電路
相同的生產(chǎn)工藝，制造簡(jiǎn)單，成本低。與傳統(tǒng)的LC濾波器相比，其安裝更簡(jiǎn)單、體積更小。缺點(diǎn)為插損比LC諧振
電路大。

通過(guò)對(duì)聲表面濾波器的裝配方法不斷地進(jìn)行改進(jìn)，測(cè)試裝配后的電性能指標(biāo)，可得出如下結(jié)論：

1）傳統(tǒng)工藝方法操作簡(jiǎn)單，濾波器工作頻率較低時(shí)，濾波器性能指標(biāo)基本滿足要求。

2）兩種改進(jìn)型工藝方法，都存在接觸面間隙壓緊的隨機(jī)變量，安裝操作的好壞起到?jīng)Q定因素。濾波器工作頻率較高時(shí)，
濾波器性能指標(biāo)基本滿足要求。采用壓片螺釘拉緊形式，增加結(jié)構(gòu)位置，不易于模塊小型化。

3）優(yōu)化型工藝方法，通過(guò)再流焊將濾波器接地面底座與印制板可靠焊接，徹底消除了接觸面間隙壓緊的隨機(jī)變量，
指標(biāo)得到極大優(yōu)化。濾波器性能不受人為因素影響。

針對(duì)聲表面濾波器不同的應(yīng)用環(huán)境，我們可以采用不同的裝配工藝方案，若應(yīng)用在頻率較低的情況下，可采用壓緊后
手工焊接，并在金屬殼體邊緣與印制板之間點(diǎn)錫加焊的方式裝配；而在應(yīng)用環(huán)境頻率較高的情況下，可采用回流焊接的
裝配工藝，將聲表面濾波器的接地底座與PCB焊接，減小電磁干擾的影響，提高產(chǎn)品的電性能指標(biāo)。

1、SAW Filter

聲表面波（SAW）濾波器廣泛應(yīng)用于2G接收機(jī)前端以及雙工器和接收濾波器。SAW濾波器集低插入
損耗和良好的抑制性能于一身，不僅可實(shí)現(xiàn)寬帶寬，其體積還比傳統(tǒng)的腔體甚至陶瓷濾波器小得多。
因?yàn)镾AW濾波器制作在晶圓上，所以可以低成本進(jìn)行批量生產(chǎn)。SAW技術(shù)還支持將用于不同頻段的
濾波器和雙工器整合在單一芯片上，且僅需很少或根本不需額外的工藝步驟。



存在于具有一定對(duì)稱(chēng)性晶體內(nèi)的壓電效應(yīng)是聲濾波器的“電動(dòng)機(jī)”及“發(fā)電機(jī)”。當(dāng)對(duì)這種晶體施以
電壓，晶體將發(fā)生機(jī)械形變，將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。當(dāng)這種晶體被機(jī)械壓縮或展延時(shí)，機(jī)械能又轉(zhuǎn)換
為電能。在晶體結(jié)構(gòu)的兩面形成電荷，使電流流過(guò)端子和/或形成端子間的電壓。電氣和機(jī)械能量間的
這種轉(zhuǎn)換的能量損耗極低，無(wú)論電/機(jī)還是機(jī)/電能量轉(zhuǎn)換，效率都可高達(dá)99.99%。



在固態(tài)材料中，交替的機(jī)械形變會(huì)產(chǎn)生3,000至12,000米/秒速度的聲波。在聲濾波器內(nèi)，對(duì)聲波進(jìn)行
導(dǎo)限以產(chǎn)生極高品質(zhì)因數(shù)（Q值可達(dá)數(shù)千）的駐波（standingwaves）。這些高Q值的諧振是聲濾波器
的頻率選擇性和低損耗特性的基礎(chǔ)。


在一款基礎(chǔ)SAW濾波器中，電輸入信號(hào)通過(guò)間插的金屬交指型換能器（IDT）轉(zhuǎn)換為聲波，這種IDT是
在諸如石英、鉭酸鋰（LiTaO3）或鈮酸鋰（LiNbO3）等壓電基板上形成的。在一款非常小設(shè)備內(nèi)，IDT
的低速特性非常適合眾多波長(zhǎng)通過(guò)。

全球聲學(xué)濾波器技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

一、TC-SAW

對(duì)于聲表面波器件來(lái)說(shuō)，對(duì)溫度非常敏感。在較高溫度下，襯底材料的硬度易于下降，聲波速度也因此下降。
由于保護(hù)頻帶越來(lái)越窄，并且消費(fèi)設(shè)備的指定工作溫度范圍較大（通常為-20℃至85℃），因此這種局限性的
影響越來(lái)越嚴(yán)重。

一種替代方法是使用溫度補(bǔ)償（TC-SAW）濾波器，它是在IDT的結(jié)構(gòu)上另涂覆一層在溫度升高時(shí)剛度會(huì)加強(qiáng)
的涂層。溫度未補(bǔ)償SAW器件的頻率溫度系數(shù)（TCF）通常約為-45ppm/℃，而TC-SAW濾波器則降至-15到
-25ppm/℃。但由于溫度補(bǔ)償工藝需要加倍的掩模層，所以，TC-SAW濾波器更復(fù)雜、制造成本也相對(duì)更高。

目前TC-SAW技術(shù)越來(lái)越成熟，國(guó)外大廠基本都有推出相應(yīng)產(chǎn)品，在手機(jī)射頻前端取得不少應(yīng)用，而國(guó)內(nèi)的工
藝仍需要摸索。

二、高頻SAW

普通SAW基本上是2GHz以下，村田開(kāi)發(fā)出克服以往聲表面波弱點(diǎn)的 I.H.P.SAW（Incredible High Performance
-SAW）。村田意將SAW技術(shù)發(fā)揮到極致（4GHz以下），目前量產(chǎn)的頻率可達(dá)3.5GHz。

I.H.P.SAW可以實(shí)現(xiàn)與BAW相同或高于BAW的特性，并兼具了BAW的溫度特性、高散熱性的優(yōu)點(diǎn)，具體如下：

1） 高Q值：在1.9GHz頻帶上的諧振器試制結(jié)果顯示，其Q值特性的峰值超過(guò)了3000，比以往Qmax為1000左右的
SAW得到了大幅度的改善。

（2）低TCF：它通過(guò)同時(shí)控制線膨脹系數(shù)和聲速來(lái)實(shí)現(xiàn)良好的溫度特性。以往SAW的TCF轉(zhuǎn)換量非常大（約為-40
ppm/℃），而 I.H.P.SAW可將其改善至±8ppm/℃以下。

（3）高散熱性：向RF濾波器輸入大功率信號(hào)后IDT會(huì)產(chǎn)生熱量，輸入更大功率則可能因IDT發(fā)熱而破壞電極，從而
導(dǎo)致故障。 I.H.P.SAW可將電極產(chǎn)生的熱量高效地從基板一側(cè)散發(fā)出去，可將通電時(shí)的溫度上升幅度降至以往SAW
的一半以下。低TCF和高散熱性?xún)煞N效果，使其在高溫下也能穩(wěn)定工作。

新型體聲波濾波器

目前市面上的體聲波濾波器基本上基于多晶薄膜工藝。而初創(chuàng)公司Akoustis Technologies, Inc.
發(fā)明的Bulk ONE? BAW技術(shù)是采用單晶AlN-on-SiC諧振器，據(jù)稱(chēng)性能能夠提升30%。

Akoustis技術(shù)公司(前稱(chēng)為Danlax,Corp.)是根據(jù)美國(guó)內(nèi)華達(dá)州法律于2013年4月10日注冊(cè)成立，
總部設(shè)在北卡羅來(lái)納州的亨茨維爾。2015年4月15日，公司更名為Akoustis技術(shù)公司。2017年
3月，登陸納斯達(dá)克。

目前Akoustis已經(jīng)宣布推出了三款商用濾波器產(chǎn)品：第一款是用于三頻WiFi路由器應(yīng)用的商
用5.2 GHz BAW RF濾波器；第二款是針對(duì)雷達(dá)應(yīng)用的3.8 GHz BAW RF濾波器；第三款A(yù)KF
-1652是針對(duì)未來(lái)4G LTE和5G移動(dòng)設(shè)備5.2 GHz BAW RF濾波器

封裝微型化濾波器

濾波器的封裝微型化主要是指的是采用晶圓級(jí)封裝技術(shù)。
Qorvo的CuFlig互聯(lián)技術(shù)使用銅柱凸點(diǎn)代替線焊。晶圓級(jí)封裝濾波器取消了陶瓷封裝，可以實(shí)
RF360公司DSSP（Die-Sized SAW Packaging，裸片級(jí)聲表封裝）和TFAP技術(shù)（Thin-Film
Acoustic Packaging，薄膜聲學(xué)封裝技術(shù))，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品微型化，并可提供2in1，甚至4in1的
濾波器模組?，F(xiàn)尺寸更小，設(shè)備更輕薄。


不同產(chǎn)品類(lèi)別的新的標(biāo)準(zhǔn)封裝尺寸：雙工器1.8mm*1.4mm，2in1濾波器：1.5mm*1.1mm，
單一濾波器：1.1mm*0.9mm。


射頻前端集成化模塊化

國(guó)際大廠一直致力于射頻前端的集成化及模塊化，比如高通RF360方案；Murata將濾波器、
RF開(kāi)關(guān)、匹配電路等一體化的模塊；Qorvo RF Fusion解決方案等。

高通POP3D設(shè)計(jì)采用先進(jìn)的3D封裝技術(shù)，單一封裝內(nèi)集成了單芯片多模功率放大器和天線開(kāi)
關(guān)（AS），并將濾波器和雙工器集成到一個(gè)單一基底中，然后將基底置于基礎(chǔ)組件之上，整
合成一個(gè)單一的“3D”芯片組組合，從而降低了整體的復(fù)雜性，摒棄了當(dāng)今射頻前端模塊中
常見(jiàn)的引線接合。


Qorvo RFFusion解決方案包含三種模塊化解決方案，實(shí)現(xiàn)高、中、低頻段頻譜區(qū)域全覆蓋。
各模塊都集成了功率放大器 (PA)、開(kāi)關(guān)和濾波器。