高性能S、C波段声表面波微波延迟线

发布者:admin 发布时间:2019-10-24 07:52 浏览次数:

  的结构、生产工艺流程更加简单,体积更小,延时精准度高、一致性好、可靠性高,更适合量产。可广泛应用于雷达、电子对抗、高度计、通信、引信、信号处理器、目标模拟、微波信号存储和鉴频等系统中。在空间设备中应用具有强抗辐照能力。

  SAW微波延迟线所示,它由压电晶片、输入/输出叉指换能器(IDT)、金属屏蔽条和反射吸声层组成。其工作原理是当电信号加载到输入换能器后,利用逆压电效应将电信号转换成声信号并以声的速度(比电磁信号慢105)沿晶片表面传播一段距离,经输出换能器接收,利用压电效应把声信号还原成电信号,形成电信号的延迟。显然改变两个换能器间的相对距离,就可得到不同延迟时间的电信号,金属屏蔽栅条用于输入/输出换能器间的电磁屏蔽,吸声层用于吸收声波反射。

  SAW延迟线要实现微波频段的工作频率、宽的工作带宽、高的三次渡越抑制、低的插入损耗和小的带内波动,关键是IDT设计。根据工程项目的应用要求,同时考虑到温度(-55℃~+85℃)变化可能引起的漂移,以及工艺过程可能带来的误差,我们建立了一种扇形拓扑IDT的理论模型,经仿真优化确定了IDT拓扑设计新结构,从研制出的几种SAW微波延迟线试验结果和最终产品测试结果证明,这种新结构设计完全实现了项目要求的

  工作频率,宽的工作带宽(200~500MHz),延时时间(0.05~3us),三次渡越抑制(40dB~55dB)和直通抑制(30dB~45dB)等指标要求。

  由于表面声波是沿晶片表面传播,所以在晶片材料的选择上对其表面状态的要求很高。对工作在微波频段的SAW器件来讲,在工艺制作过程中晶片材料的透光性可导致晶片背面形成漫散射,从而降低光刻衬度,导致失真的线宽,至使工作频率、带宽等性能产生偏差,同时IDT的指间隔非常小(1/4),很容易受到静电释放影响,导致IDT的烧毁。为此我们选用了具有弱热释电效应的2~4英寸标准晶片见图2,有效解决了静电释放导致IDT烧毁和晶片开裂现象,同时光的漫散射也得到了有效抑制,成品率大幅提高。

  器件是通过电-声、声-电变换的声波传播来实现电信号传输的,但电信号也可不经过电-声、声-电变换而直接从输入IDT偶合到输出IDT,尤其工作在微波频段和要求延迟时间很短时,这种影响就更严重。为有效抑制IDT间的电磁辐射,我们通过优化输入输出IDT的结构,采用倾斜式金属屏蔽栅条和隔板凹槽双腔体隔离的封装设计见图3、图4,有效抑制了输入/输出端电磁辐射,提高了SAW微波延迟线产品对直通信号抑制能力。

  SAW微波延迟线的生产过程是采用标准、成熟、通用的半导体平面工艺及流程如图5所示,它只需1个工艺流程就可实现多芯片批生产,工艺过程稳定、可靠、重复性好、适于批量生产。

  我们按工程项目要求研制出4种中心频率分别为1.5GHz,2.7GHz,2.85GHz,4.3GHz的SAW微波延迟线,主要性能分别如下。

  本文介绍的SAW微波延迟线)SAW微波延迟线英寸圆晶片制作,每个晶片上可排列几十至几百个芯片图形,经过1个工艺流程即可完成几十至几百芯片的制作。而不像BAW延迟线需要在圆棒晶体的两个端面经过4~6工艺流程、逐个调试修正完成制作,可见SAW微波延迟线产品的一致性、可靠性、延时精准性和批量生产能力等方面有着明显优势。

  2)芯片装配结构,SAW延迟线为片状,易于表面贴装,结构可靠性高。BAW延迟线是圆柱状安装结构复杂。

  4)经批量试生产验证,SAW微波延迟线批次产品的延迟时间的不一致性<0.05ns,插入损耗的不一致性<0.5dB,BAW微波延迟线是很难做到的。

  本系列产品按工程项目要求,均一次通过了可靠性试验,证明了本系列产品具有高可靠性和很好的环境适应性,在雷达、高度表、电子对抗等领域有着广泛应用前景。


上一篇:2019-2025年中国声表面波SAW器件市场调查分析及投    下一篇:设计小型化915MHz声表面波标签天线的资料说明