基于CMOS工艺的高性能射频滤波器：体声波滤波器BAW

SAW和BAW滤波器的对比
代一平
【期刊名称】《信息技术与信息化》
【年(卷),期】2018(0)12
【摘要】在这篇文章中,通过讨论体声波(BAW)滤波器和声表面波(SAW)射频滤波器的结构、工作原理,以及它们之间的区别,对BAW滤波器技术做出了一个概述,相对与SAW滤波器来说,BAW滤波器性能更好一些,q值高、相位噪声少、体积小等,但是加工起来相对较难.加工难的原因主要包括压电薄膜沉积难达到,晶圆级频率和层厚度修整难.本文在最后对未来的BAW滤波器技术的改进方面提出了一些建议.未来的BAW滤波器技术具有很大的研究价值和研究空间.
【总页数】3页(P213-215)
【作者】代一平
【作者单位】河南工业贸易职业学院实验实训中心河南郑州 451191
【正文语种】中文
【相关文献】
1.BAW滤波器解决拥挤Wi-Fi环境中的干扰问题 [J], Wayne Polonio
2.BAW滤波器声-电磁协同仿真中的共地电感效应 [J], 高杨;贾乐;张大鹏
3.基于CMOS工艺的高性能射频滤波器:体声波滤波器(BAW) [J], Robert Aigner
4.BAW滤波器板上测试夹具设计 [J], 许夏茜;高杨;袁靖
5.Qorvo推出带BAW滤波器的Wi-Fi 6 iFEM [J], 漆惠
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baw和saw滤波器频段
摘要：
1.引言
2.什么是baw 和saw 滤波器
3.baw 和saw 滤波器的频段特性
4.baw 和saw 滤波器的应用领域
5.总结
正文：
在电子通信领域，滤波器是一种用于处理信号的设备，可以对信号的频率特性进行调整。

在众多的滤波器类型中，baw（体声波）和saw（表面声波）滤波器由于其独特的频段特性，被广泛应用于各种电子设备中。

baw（体声波）滤波器是一种基于压电材料的滤波器，其工作原理是通过在压电材料中传播声波来实现信号的滤波。

与传统的电磁式滤波器相比，baw 滤波器具有体积小、插入损耗低、带外抑制性能好等优点。

因此，baw 滤波器被广泛应用于手机、卫星通信、雷达等领域。

saw（表面声波）滤波器则是一种基于表面波技术的滤波器，其工作原理是通过在金属膜中传播声波来实现信号的滤波。

与baw 滤波器相比，saw 滤波器具有更高的选择性、更低的插入损耗和更宽的带宽。

因此，saw 滤波器在通信、汽车电子、物联网等领域有着广泛的应用。

baw 和saw 滤波器的频段特性是影响其应用范围的重要因素。

一般来说，baw 滤波器适用于低频段（如几十MHz 至几百MHz），而saw 滤波
器则适用于高频段（如几百MHz 至几GHz）。

在实际应用中，根据信号的频率特性，工程师会选择合适的滤波器类型以满足系统性能要求。

总之，baw 和saw 滤波器作为两种具有独特频段特性的滤波器，在电子通信领域有着广泛的应用。

基于AlN的体声波滤波器材料、器件与应用研究进展
欧阳佩东;衣新燕;罗添友;王文樑;李国强
【期刊名称】《人工晶体学报》
【年(卷),期】2022(51)9
【摘要】在5G通信时代,体声波(BAW)滤波器件成为实现高性能射频(RF)滤波的
有效解决方案。

在当前BAW器件发展最成熟的薄膜体声波谐振器(FBAR)技术和
专利被少数几家公司持有的大环境下,对压电薄膜生长、器件的制备工艺等方面进
行突破,形成独有的BAW器件技术路线显得尤为重要。

本文综述了AlN薄膜的生长、AlN材料在BAW滤波器件的发展、基于AlN的BAW器件的制备及其应用。

在国内研究者的努力下,基于单晶AlN的体声波谐振器(SABAR)器件,通过在材料生长方法及制备工艺上的独立自主创新,不仅使BAW滤波器件的性能得到了进一步
提升,也给受到国外掣肘的国内射频滤波行业带来了一条摆脱国外“卡脖子”问题
的新路线。

【总页数】12页(P1691-1702)
【作者】欧阳佩东;衣新燕;罗添友;王文樑;李国强
【作者单位】华南理工大学材料科学与工程学院;广州市艾佛光通科技有限公司【正文语种】中文
【中图分类】O484;TN713
【相关文献】
1.薄膜体声波滤波器的材料、设计及应用
2.基于CMOS工艺的高性能射频滤波器:体声波滤波器(BAW)
3.基于AlN压电层的薄膜体声波谐振器
4.基于NbN,AlN技术的体声波器件研究
5.AlN薄膜体声波梯形滤波器的制备与性能分析
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BAW（Bulk Acoustic Wave）滤波器是一种基于声波传播原理的滤波器。

它利用压电材料产生的声波在晶体中传播，并通过晶体的几何形状和材料特性来实现滤波功能。

BAW滤波器的封装技术是将BAW滤波器芯片封装在一个外壳中，以保护芯片并提供连接和安装的便利。

封装技术的主要目标是保证滤波器的性能和可靠性。

常见的BAW滤波器封装技术包括以下几种：
1. 表面贴装技术（Surface Mount Technology，SMT）：将BAW 滤波器芯片直接焊接在PCB（Printed Circuit Board）上，通过焊接点与电路板连接。

这种封装技术适用于大规模生产，具有高效率和低成本的优点。

2. 焊盘封装技术（LGA，Land Grid Array）：将BAW滤波器芯片封装在一个具有焊盘的外壳中，焊盘与PCB上的焊盘相对应，通过焊接连接。

这种封装技术适用于高频应用，具有较好的电气性能和热管理能力。

3. 裸芯封装技术（Chip Scale Package，CSP）：将BAW滤波器芯片直接封装在一个非常小的外壳中，尺寸与芯片大小相
当。

这种封装技术适用于小型化和高集成度的应用，具有较小的尺寸和重量。

4. 系统级封装技术（System-in-Package，SiP）：将BAW滤波器芯片与其他相关器件（如功放、天线等）封装在同一个外壳中，形成一个完整的功能模块。

这种封装技术适用于集成度较高的无线通信系统，具有较好的系统性能和可靠性。

以上是常见的BAW滤波器封装技术，不同的封装技术适用于不同的应用场景和需求。

封装技术的选择需要考虑到滤波器的性能要求、尺寸限制、成本和生产要求等因素。

基于CMOS工艺的高性能射频滤波器：体声波滤波器（BAW）过去几年中，随着射频集成电路技术和系统结构的发展，移动电话中射频部分的很多分立器件已被替换。

最为明显的就是接收机中分立的低噪声放大器（LNA）和中频（IF）滤波器已经被集成到射频集成电路中。

可以预期各射频模块将逐步被集成到标准BiCMOS或CMOS集成电路中，但还是有几类射频元件的集成不太容易做到，其中就包括射频滤波器。

所有的移动电话都需要射频滤波器以保护敏感的接收（Rx）信道，使之免受其他用户的发送（Tx）信号及各种射频源产生的噪声干扰。

移动电话可能要求当Rx信号比干扰信号强度低120dB时仍能工作。

而前置放大器无法提供足够小的互调以满足这种要求。

体声波（BAW）和薄膜腔声谐振器（FBAR）滤波器被分别用来替代移动电话中的传统射频滤波器，因为目前其性能已超过表面波（SAW）滤波器，而且可以通过标准集成电路技术生产，极具价格竞争力。

天线和前置放大器之间高选择性的射频滤波器保证了只有正确的Rx波段内的信号被放大。

分配给移动电话系统的频段是从400MHz到2.2GHz；带宽一般在20到75MHz之间。

Tx波段低于Rx波段，但之间仅有20MHz的间隙。

在20MHz这么窄的过渡带中，Rx滤波器必须从在相应的Tx波段上边沿处有大于15dB的衰减，变化到在Rx波段下边沿处有小于3dB的插入损耗。

要实现这么陡的沿，滤波器元件需要有极低的损耗，及很高的品质因数（Q），对于电抗元件，Q≥400是必须的。

选择性射频滤波器在移动电话的Tx信道中按规程也是需要的，以避免在规定波段以外发出射频功率。

这些Tx滤波器主要考虑的是不让功率放大器把噪声和Tx波段外的信号放大。

GSM系统是时分复用的。

GSM手机的天线用射频开关在Rx和Tx信道之间来回切换。

由于这种切换，在GSM系统中，接收和发送的信号相对易于相互隔离。

与GSM不同，CDMA和W-CDMA及第三代（UMTS）标准都工作在全双工模式，即电话同时在接收和发送信号。

深切剖析SAW, BAW, FBAR滤波器很多通信系统进展到某种程度都会有小型化的趋势。

一方面小型化能够让系统加倍轻便和有效，另一方面，日趋进展的IC制造技术能够用更低的本钱生产出大量量的小型产品。

MEMS(MicroElectromechanical System)是这种小型产品的相关技术之一。

MEMS能够检测环境的转变并通过微型电路产生相关反映。

MEMS的要紧部份包括sensor(微传感器)或actuator(微执行器)和transducer(转换装置)，其中sensor能够检测某种物理，化学或生物的存在或强度，比如温度，压力，声音或化学成份，transducer会把一种energy转换成另外一种(比如从电信号到机械波)。

目前MEMS被普遍的利用在多个领域里，如以下图。

这篇文章要紧说说MEMS的几种RF相关应用产品SAW,BAW, FBAR filter，也是目前电话中最经常使用的几种filter。

SAW,BAW和FBAR中，A都代表着Acoustic。

Acoustic wave中文翻译成声波，声波按频率分成3段，audio,infrasonic(次声波)和ultrasonic(超声波)。

Audio的频率为20Hz ~ 20KHz, 是人耳能听见的范围。

Infrasonic(次声波)是低频率，20Hz一下，人耳听不到，能够用来研究地理现象(比如地震)。

Ultrasonic(超声波)是20KHz到109KHz，也是人耳听不到的范围。

下面提到的声波都是超声波的范围，第一咱们看看SAW filter。

Surface Acoustic Wave(SAW) filter顾名思义，SAW是一种沿着固体表面(surface)传播的声波(acoustic wave)。

一个大体的SAW filter由压电材料(piezoelectric substrate)和2个Interdigital Transducers(IDT)组成，如以下图。

baw filter 封装技术BAW滤波器封装技术概述BAW（Bulk Acoustic Wave）滤波器是一种基于声表面波原理工作的滤波器，广泛应用于无线通信领域。

BAW滤波器封装技术是指将BAW滤波器集成到芯片封装中的过程，旨在提高滤波器的性能和可靠性。

BAW滤波器的工作原理BAW滤波器利用压电材料的特性，通过施加电压使电极产生声表面波，从而实现滤波功能。

当电压施加到压电材料上时，材料会发生形变，并将声波能量传播到滤波器的振荡器结构中。

在振荡器结构中，声表面波被滤波器的频率响应特性所决定，只有特定频率范围内的信号能够通过滤波器。

BAW滤波器的优势相比其他滤波器技术，BAW滤波器具有诸多优势。

首先，BAW滤波器具有较高的品质因数（Q因数），能够实现较窄的带宽和较陡的衰减。

其次，BAW滤波器具有良好的温度稳定性和频率稳定性，适用于在不同温度条件下工作的应用。

此外，BAW滤波器还具有较低的插损和较高的带外抑制比，能够有效地滤除干扰信号，提高无线通信系统的性能。

BAW滤波器封装技术的意义BAW滤波器封装技术在滤波器的性能和可靠性方面起着重要作用。

封装过程中，需要将BAW滤波器芯片与其他封装组件进行连接，并进行封装材料的选择和尺寸设计。

合适的封装技术能够提供良好的机械支撑和热管理，确保滤波器在不同工作条件下的稳定性。

BAW滤波器封装技术的挑战封装技术对BAW滤波器的性能和可靠性具有重要影响，但也面临一些挑战。

首先，由于BAW滤波器工作频率较高，封装过程中需要考虑高频信号的传输和耦合问题。

其次，封装材料的选择和尺寸设计需要兼顾滤波器的性能和封装的成本。

此外，封装过程中的温度和湿度控制也对滤波器的可靠性产生重要影响。

BAW滤波器封装技术的发展趋势随着无线通信技术的不断发展，对BAW滤波器封装技术的要求也越来越高。

未来的发展趋势主要包括以下几个方面。

首先，封装技术将更加注重对高频信号的传输和耦合进行优化，以提高滤波器的性能。

基于CMOS工艺的高性能射频滤波器：体声波滤波器(BAW) Robert Aigner
【期刊名称】《世界电子元器件》
【年(卷),期】2003(000)005
【摘要】@@ 过去几年中,随着射频集成电路技术和系统结构的发展,移动电话中射频部分的很多分立器件已被替换.最为明显的就是接收机中分立的低噪声放大器(LNA)和中频(IF)滤波器已经被集成到射频集成电路中.可以预期各射频模块将逐步被集成到标准BiCMOS或CMOS集成电路中,但还是有几类射频元件的集成不太容易做到,其中就包括射频滤波器.
【总页数】4页(P38-41)
【作者】Robert Aigner
【作者单位】英飞凌科技公司
【正文语种】中文
【中图分类】TN92
【相关文献】
1.一种基于CMOS工艺射频有源滤波器的设计 [J], 高志强;喻明艳;叶以正
2.Qorvo推出高功率体声波（BAW）滤波器 [J],
3.基于0.18μm CMOS工艺的多标准射频滤波器 [J], 李国儒;李国林;李冬梅;李福乐;池保勇;张春
4.基于硅表面加工工艺的射频体声波滤波器研究 [J], 丛鹏;刘燕翔;任天令;刘理天
5.新型体声波（BAW）滤波器 [J],
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

导航2017.0676DIGITCW系统软件的开发和集成。

2012年，华波美公司被认定为国家软件企业，同年，被认定为国家高新技术企业、2015年，获得有线广播电视工程企业总承包商资质，现已成为有线广播电视工程数字化以及网络改造解决方案的供应和服务商。

华波美公司积极转型，开展股权合作，向高新技术和优势行业进行战略投资。

先后独立投资了东莞东石新材料开发有在华波美科技集团这个平台上，普通的生产线工人可以成长为车间主任、生产厂长，刚出校门的学生可以锻炼成技术总监、高级工程师，办公室文员、司机也可以走上经理、高管的工作岗位……，华波美科技集团“忠诚、团结、进取、创新”的价值理念，给了每位有梦想的员工圆梦的机遇！实现自己人生价值的舞台！■（本刊记者/游健）Qorvo推出高功率体声波（BAW）滤波器Qorvo 宣布推出面向5G 迁移的且体积超小的高功率体声波（BAW ）滤波器，该滤波器可以处理平均5W 的RF 输入功率，峰值功率达40W 。

不仅如此，QPQ1300滤波器还是业内首款面向5G 迁移的高功率BAW 滤波器，可以解决在为5G 迁移设计大规模MIMO 电信基础设施时遇到的可靠性、封装、测试与空间限制挑战。

QPQ1300采用Qorvo 强大的固贴式谐振器（SMR ）BAW 技术，后者支持大规模MIMO 基础设施设备所需要的高度可靠的热功耗性能。

凭借5x5x1mm 的尺寸，QPQ1300可比陶瓷滤波器节省90%的空间。

QPQ1300针对2575-2635 MHz 进行了优化，后者是41频段的一个子频段。

QPQ1300扩大了Qorvo 广泛的高级BAW 基站滤波器系列产品的阵容，有助于解决全球各地棘手的干扰和共存难题。

它们还能促使运营商和制造商提高速率、带宽和现有频谱的利用效率。

BAW工作原理概述BAW（Bulk Acoustic Wave）是一种基于压电材料的声波滤波器技术。

它利用压电效应将电信号转换为声波信号，并使用声波在晶体中的传播特性来实现信号的滤波和频率选择。

压电效应首先，我们需要了解压电效应。

压电效应是指某些晶体在受到外力作用时会产生电荷分离。

这意味着当施加压力或拉伸到压电材料上时，该材料会在其表面上产生正负电荷。

同样地，当施加电场时，该材料也会发生形变。

声表面波BAW技术利用了一种特殊类型的声波，称为声表面波（Surface Acoustic Wave，SAW）。

SAW是一种沿薄膜或晶体表面传播的机械振动。

与传统的声波不同，SAW不会穿过固体材料，而是沿着其表面传播。

BAW滤波器结构BAW滤波器由三部分组成：振荡器、传输线和反射镜。

振荡器负责将输入的高频信号转换为声表面波。

传输线将声表面波引导到反射镜，然后将其反向传播回振荡器。

反射镜用于反射和增强声表面波。

BAW工作原理BAW滤波器的工作原理如下： 1. 输入信号：高频电信号被输入到振荡器中。

2.振荡器：振荡器是由压电材料制成的。

当输入信号通过振荡器时，压电材料产生压电效应，并将电信号转换为声表面波。

3. 传输线：声表面波沿着传输线传播到反射镜处。

4. 反射镜：反射镜用于将声表面波反射回振荡器。

它通过增强声表面波来提高滤波器的性能。

5. 输出信号：经过多次来回传播后，滤波器输出的是经过滤波处理后的信号。

工作原理解析BAW滤波器利用了声表面波在晶体中的传播特性来实现滤波和频率选择。

具体来说，以下是BAW滤波器的工作原理解析：1.振荡器工作原理：–输入信号通过振荡器时，压电材料受到压力而产生形变。

–这种形变导致了晶体表面的正负电荷分离。

–正负电荷之间的电场差会使压电材料发生振动，产生声表面波。

2.传输线工作原理：–振荡器产生的声表面波沿着传输线传播。

–传输线通常由金属条或刻蚀线构成，其作用是引导和控制声表面波的传播路径。