《MEMS封装和测试培训课程》课前预习：SAW滤波器
2017-06-06 16:55:28 来源：麦姆斯咨询 评论：0 点击：
据麦姆斯咨询报道，最新出炉的2016年全球前三十名MEMS公司排名中，射频厂商大放异彩。博通（Broadcom）和安华高科技（Avago）整合后，MEMS滤波器销售量不断增长，2016年销售收入达9 10亿美元，位列行业老大博世之后，夺得“榜眼”的位置。
MEMS市场杀出一匹黑马——射频前端
据麦姆斯咨询报道，最新出炉的2016年全球前三十名MEMS公司排名中，射频厂商大放异彩。博通（Broadcom）和安华高科技（Avago）整合后，MEMS滤波器销售量不断增长，2016年销售收入达9.10亿美元，位列行业老大博世之后，夺得“榜眼”的位置。Qorvo也是一家受益于射频前端市场增长的公司，其销售收入在三年间从1.45亿美元飙升至5.85亿美元，位列第五。
2016年全球前三十名MEMS公司营收排名
苹果iPhone智能手机发展历史及其主要射频模块和组件供应商
随着4G的普及，5G的到来，手机射频（RF）前端模块和组件市场发展神速。2016年其市场规模为101亿美元，预计到2022年将达到227亿美元，复合年增长率为14%。不过，各种手机射频前端组件的增速不一，如天线调谐器（Antenna tuners）的复合年增长率为40%，滤波器（Filters）的复合年增长率为21%，射频开关（Switches）的复合年增长率为12%，而射频功率放大器和低噪声放大器（PAs & LNAs）的复合年增长率仅为1%。这是因为滤波器在射频前端芯片中的应用范围十分广泛，双工器（Duplexer）和多工器（Multiplexer）内部的核心器件也是SAW和BAW，随着移动通信模式和频段的增加，数量增长最快的射频前端器件不是功率放大器，而是滤波器。
越来越多的调研数据体现了MEMS滤波器对射频应用重新定义MEMS产业方向的重要性：射频MEMS滤波器在2017年到2022年期间将以35%的复合年增长率成长，增速水平位居各种MEMS产品的首位。
2016~2022年手机射频前端模块和组件市场
SAW滤波器——射频前端市场的受益者之一
目前手机中常见的几款滤波器有SAW、BAW、FBAR，字母A都代表着Acoustic，Acoustic Wave中文翻译成声波。SAW（Surface AcousticWave），顾名思义，是一种沿着固体表面（surface）传播的声波（acoustic wave）。
SAW滤波器基本结构
SAW滤波器基本结构由叉指换能器（IDT）和压电材料组成。SAW滤波器的主要工作原理是利用压电材料的压电特性，利用输入与输出换能器将电波的输入信号转换成机械波（声波），经过处理后，再把机械能（声波）转换成电信号，以达到过滤不必要的信号，提高信号品质的目标。一款高端智能手机必须要对多个频段的2G、3G和4G无线接入方式的发送和接收路径进行滤波，同时要滤波的还包括：Wi-Fi、蓝牙和GPS接收器的接收路径。必须对各接收路径的信号进行隔离，还必须要对出处杂多的其它外部信号进行抑制。要做到这点，一款多频段智能手机需要4或6个滤波器和多个双工器。
SAW滤波器的发展趋势
相比BAW和FBAR，SAW滤波器的频率范围有限制，适合于非常适合约1.5GHz以内的应用，但制造工艺相对简单很多，成本也降低了不少。为了适应未来高频、宽带化的要求，SAW滤波器也必须提高工作频率和拓展带宽。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0.35微米~0.2微米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0.4微米以下的微细加工技术，就可制作出用于无线局域网的2.5GHz梯形结构谐振式SAW滤波器，带宽达100MHz。
智能手机采用多频带/多标准射频解决方案提出了对器件尺寸的挑战，器件在手机中所占面积可谓“寸土寸金”。为缩小SAW滤波器的体积，通常采取三方面的措施：一是优化器件设计，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。
SAW滤波器封装技术面临的挑战
随着射频前端解决方案的复杂度越来越高，封装技术的重要性越发被工业界认可。以手机射频前端为例，随着整体架构复杂度不断上升，为满足小型化的要求，需要将功率放大器、滤波器和Switch开关电路集成为一颗芯片，然而，功率放大器通常使用GaAs HBT工艺制造，滤波器使用RF MEMS工艺，开关使用GaAs pHEMT或SOI工艺，多种工艺技术的应用使得他们的集成严重依赖先进封装技术。
SAW滤波器封装形式多样，以封装材料分类为陶瓷封装、金属封装、塑料封装。如村田RF前端模组FAJ15主要针对LTE低频段，由几颗滤波器芯片组装在陶瓷基底上；Skyworks集成双工器的高频PA模块（PAMiD）中，采用金属密封封装。
对于SAW滤波器所用到的封装技术以及与其他器件集成封装在一起用到的封装技术（如倒装芯片技术封装、系统级封装等）的单项工艺知识，以及在SAW滤波器封装实际应用案例、问题和解决方案等，我们将在6月30日~7月2日《MEMS封装和测试培训课程》2017年第二期中做详细的讲解。
时间：2017年6月30日~7月2日
地点：无锡
报名方式：请邮件至：GuoLei@MEMSConsulting.com，电话：13914101112
延伸阅读：
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