高性能微型FBAR滤波器

【技术/产品概述】FBAR滤波器（全称薄膜体声波谐振滤波器），其工作原理是通过压电薄膜的逆压电效应将电能量转换成声波形成谐振。当体声波在结构中的传播刚好是半波长或其奇数倍时，就会产生谐振效应。FBAR滤波器是一种标准的MEMS器件，主要工艺是晶圆级键合、薄膜溅射、硅刻蚀、腔体释放等。通过对高质量AlN压电薄膜淀积技术、高可靠空气腔制作等关键工艺的开发和优化，可实现FBAR滤波器标准工艺流程。FBAR滤波器体积小、损耗低、品质因数高、功率容量大、环境适应性强，是唯一可以与RFIC或MMIC集成的射频滤波器。在第五代移动通信（5G）发展中，FBAR滤波器可满足其对微型化、低功耗、低成本、高性能等要求，是5G通信终端必用的核心射频器件。

【技术指标/产品性能】FBAR滤波器产品工作频率覆盖1GHz-6GHz，相对带宽1-5%,插入损耗小于1.5dB，Q值大于1500，带外抑制大于40dB，工作温度范围-55℃-85℃。

封装形式包括晶圆级芯片封装，陶瓷气密封装以及塑封等几种类型。晶圆级封装体积小，典型尺寸1mm×1mm。陶瓷气密封装可靠性高，典型封装尺寸3.8mm×3.8mm×1.8mm，采用再流焊工艺装配。塑封滤波器则具有成本低的优点，典型封装尺寸3mm×3mm×1.3mm。

在环境适应性方面，进行了一系列的可靠性试验，包括稳定性烘焙、恒定加速度、温度循环、密封、高低温电性能、扫频振动、耐湿、盐雾、寿命、剪切强度、可焊性、引线牢固性、键合强度、耐功率等，对FBAR滤波器的可靠性进行了全方位评估,满足产业化和商业化要求。

【转化形式】合作开发

【应用场景】智能手机、卫星导航、卫星电视等射频前端系统都需要小型化、高性能、低成本的射频滤波器。其中5G通信终端，是FBAR滤波器的重要应用场合。随着通信频段不断增多，射频滤波器件的需求量也相应增加。一般来讲，1个频段至少需要2个射频前端滤波器件，以TD-LTE/FDD LTE/TD-SCDMA/GSM终端为例，其终端若支持11个频段则需要24个射频前端滤波器件。早期2G网络使用的频段很少，对滤波器的需求量也较少，2G手机需要的滤波器只需要16个，3G需要19个，到4G需要45个，未来5G的需求量有望增加至80个以上。据预测，射频滤波器市场复合年增长率为21%，其市场规模将从2016年的52亿美元增长至2022年的163亿美元。

【所处阶段】小批量生产、工程应用阶段  

【预期效益】FBAR滤波器体积小、品质因数高，在通信技术领域中具有无可替代的优势和潜力。FBAR滤波器是智能手机、卫星导航、卫星电视等设备中关键的射频器件。尤其在5G通信发展中，FBAR滤波器是5G通信终端必用的核心射频滤波器件，其电性能指标优良，可靠性高，成本低。对促进5G核心技术提升，带动相关产业发展，具有重要的推动作用。通过FBAR滤波器相关技术的研发和产品应用，还可促进薄膜体声波系列技术的发展，对实现超宽带、大功率、高稳定性射频滤波器具有重要的推广意义。随着FBAR滤波器产业化的推广和应用，预计未来可带来近亿元的产值。【持有单位】中国电子科技集团公司第十三研究所【联系人】张晨朝 电话：0311-87091253，17734578793。