高周波弾性波デバイス(SAW)の基礎知識と技術動向【提携セミナー】

波長

高周波弾性波デバイス(SAW)の基礎知識と技術動向【提携セミナー】

開催日時 2021/9/30(木) 10:30~16:30
担当講師

門田 道雄 氏

開催場所

【ZOOMを使ったLIVE配信セミナー】

定員 30名
受講費 非会員: 55,000円 (本体価格:50,000円)
会員: 44,000円 (本体価格:40,000円)

★弾性体や圧電体の基本的な考え方・理論、

BAWやSAWの原理、種類や励振方法から

今後のFBARやSAWの技術の動向などについて講演する。

高周波弾性波デバイス(SAW)の

基礎知識と技術動向

 

【提携セミナー】

主催:株式会社R&D支援センター

 


 

◆セミナー趣旨

圧電薄膜バルク波共振子(FBAR)や弾性表面波(SAW)は小形、軽量、周波数無調整、高信頼性、高周波化対応可能等の特徴を持つ。SAWの民生用への応用はテレビの映像中間周波数(VIF)用フィルタが最初で、その後SAWデバイスは自動車電話、コードレス電話、ペジャ用などへの応用を経て、今や携帯電話、スマートフォンに欠かせない重要な部品となっている。一方。FBARは携帯電話の普及により採用され、当時、SAWの比べて急峻な特性を持つため、急峻な特性が要求されるbandを中心に採用されるようになった。近年のスマートフォンの普及により、両デバイスは、それぞれ特徴を生かしたBandに使用されている。また近年の周波数の混雑対策として、SAWでも急峻な特性が得られるようになってきている。今後、急峻な特性と良好な温度特性をもつフィルタ特性に加え、キャリアアグリゲーションシステムの普及により、広い周波数範囲でスプリアスのないフィルタや第5世代用あるいは次の世代用高周波フィルタが要求されるなど、ますますFBARやSAWフィルタへの期待が高くなっている。

 

講演者は、村田製作所入社後、圧電セラミックを用いたエネルギー閉じ込め型バルク波共振子・フィラタ(BAW)の開発やSAWフィルタの開発を担当。テレビ・映像中間周波数用SAWフィルタの開発後には、その実用化のため11年間、製造現場に従事して、世界で唯一その実用化に成功した。その後、異動した開発部門では、横波型SAWの端面反射を利用した超小型ETC用フィルタ(今でもシェア100%)及びTV用補助トラップ共振子、高密度電極と水晶を用いた温度特性良好で超小型な携帯電話用IFフィルタ、平坦化SiO2膜/高密度電極/圧電基板構造の温度特性(いわゆるTCSAW)の良好な小型なスマートフォン用SAWデュプレクサ(このデュプレクサはその後同業にもクロスライセンスされ、世界の同業でも数多く生産されている)等、世界初の数多くの各種弾性表面波デバイスの開発と実用化に成功。また近年、注目され始めた板波の1種のラム波(XBARと名を変えて呼んでいつグループもある)については、15年前にいち早く注目し、世界で初めてラム波で5 GHz以上のデバイスを実現した。その論文は2010年度のIEEE UFFC transactionの最優秀論文に選ばれており、また、近年のラム波の論文のほとんどに引用されている。東北大に異動後は、圧電薄板と水晶基板を用いた高Q、ゼロTCF,スプリアスフリーのデバイスに開発に成功している。

 

本講演者は、このように、BARや良質なZnO膜の開発に加え、SAWの研究の黎明期から現在に至るまで、SAWの開発・実用化・製造に取り組んできている。これらの経験を活かし、弾性体や圧電体の基本的な考え方・理論、BAWやSAWの原理、BAWやSAWの種類や励振方法、それらに適した材料、それらを応用したFBARやSAW共振子、ラダーフィルタへの原理・構成方法、実用化成功の秘訣、今後のFBARやSAWの技術の動向などについて講演する。

 

◆習得できる知識

  • 弾性体・圧電体の基礎
  • 一般的なFBAR・SAW・板波の知識
  • BAW・FBAR・板波の基礎・原理
  • FBAR・SAW用材料
  • BAW・FBAR・板波の各種振動モードの種類
  • FBAR・SAWフィルタの原理、応用例
  • 技術開発・実用化の秘訣
  • 技術者に期待されること

 

◆受講対象

  • SAW・BAW・板波など弾性体の基礎
  • 一般的なFBAR・SAW・板波の知識
  • FBAR・SAWデバイス関係セールスエンジニア
  • FBAR・SAW・板波開発担当者
  • FBAR・SAW・板波実用化担当者
  • FBAR・SAW・板波製造担当者
  • 新しい弾性波デバイス研究担当者
  • 開発企画担当者

 

◆必要な前提知識

・特に予備知識は必要ありません。基礎から解説いたします

 

◆キーワード

SAW,弾性表面波,基礎,技術,動向,開発,種類,セミナー,講演

 

 

担当講師

東北大学大学院 工学研究科 ロボティクス専攻 シニアリサーチフェロー

門田 道雄 氏

 

【ご略歴】
東北大学工学研究科終了後、1974年村田製作所入社。1994 年東北大学より工学博士(論文)。2005年同社フェロー(役員待遇)。2013年1月同社退職。同年2月東北大学客員教授、2014年8月同特任教授。2018年4月同シニアリサーチフェロー。村田製作所在職時、世界で唯一実用化に成功した酸化亜鉛(ZnO)薄膜を用いたテレビ用弾性表面波(SAW)フィルタをはじめ(この成功がなければ今の村田製作所のSAWの事業はないという重要な実用化成功)、横波型SAWの端面反射を利用した超小型ETC用フィルタ(今でもシェア100%)及びTV用補助トラップ共振子、高密度電極と水晶を用いた温度特性良好で超小型な携帯電話用IFフィルタ、平坦化SiO2膜/高密度電極/圧電基板構造の温度特性(いわゆるTCSAW)の良好な小型なスマートフォン用SAWデュプレクサ(このデュプレクサはその後同業にもクロスライセンスされ、世界の同業でも数多く生産されている)等、世界初の数多くの各種弾性表面波デバイスの開発と実用化に成功。また近年、注目され始めた板波の1種のラム波(XBARと名を変えて呼んでいつグループもある)については、15年前にいち早く注目し、世界で初めてラム波で5 GHz以上のデバイスを実現した。その論文は2010年度のIEEE UFFC transactionの最優秀論文に選ばれており、また、近年のラム波の論文のほとんどに引用されている。また、近年、マイナスの温度特性を持つ圧電薄板とプラスの温度特性を持つ方位の水晶とを組み合わせて、高Q、ゼロ温度特性、スプリアスのない弾性デバイスを開発し、注目されている。

 

 

セミナープログラム(予定)

1. 弾性体の基礎
1-1 弾性体の結晶構造
1-2 歪と応力の関係
1-3 弾性定数
(スチッフネス、コンプライアンス、(ポアソン比、ヤング率))
1-4 運動方程式
1-5 弾性体の縦波音速、横波音速は何に依存している、どのように求める

 

2. 圧電体とは
2-1 圧電現象
2-2 圧電方程式(圧電定数)
2-3 結晶構造のおける圧電定数の違い
2-4 電気機械結合係数

 

3. BAWとFBAR
3-1 バルク波(BAW)とは
3-2 厚みすべり振動とは
3-3 厚み縦振動とは
3-4 FBAR用材料
3-5 成膜方法
3-6 BAWやFBARの厚み振動共振子の周波数は何で決まる
3-7 厚み振動共振子の帯域は何で決まる
3-8 エネルギー閉じ込め振動とは
3-9 キャビティ構造とSMRの違いは

 

4. 共振子とラダーフィルタ
4-1 共振子
4-2 ネットワークアナライザによる共振子特性の測定
4-3 スミスチャート、動アドミタンス特性
4-4 共振周波数、反共振周波数とは
4-5 電気機械結合係数
4-6 Qとは
4-7 等価回路
4-8 2重モードフィルタとは
4-9 ラダーフィルタとは
4-10 フィルタの帯域は
4-11 帯域は何に依存する
4-12 高周波化するには

 

5. SAW
5-1 SAWとは
5-2 SAWとBAWの違い
5-3 SAWの励振
5-4 SAWの種類
5-5 レイリー波
5-6 漏洩弾性波
5-7 縦波型漏洩弾性波
5-8 セザワ波
5-9 BGS波
5-10 ラブ波
5-11 層状構造弾性波
5-12 境界波

 

6. 板波
6-1 板波とBAWやSAWとの違いは
6-2 ラム波と横波型(SH型)板波
6-3 LiNbO3やLiTaO3薄膜を用いたデバイスの例

 

7. SAWの解析方法
7-1 Campbell-Joneの方法

 

8. SAW用材料
8-1 セラミック(PZT等)
8-2 薄膜(ZnO等)
8-3 単結晶(LiTaO3,LiNbO3,水晶、LBO,ランガサイト等)

 

9. SAW共振子
9-1 SAW共振子の原理

 

10. SAWフィルタの種類
10-1 トランスバーサル型フィルタ
10-2 縦波型共振子フイルタ
10-3 横波型共振子フィルタ
10-4 ラダーフィルタ

 

11. 実用化に成功するために

 

12. 今後の動向
12-1 高周波化
12-2 広帯域化
12-3 他

 

【質疑応答】

 

公開セミナーの次回開催予定

開催日

2021年09月30日(木) 10:30~16:30

 

開催場所

【WEB限定セミナー】※在宅、会社にいながらセミナーを受けられます

 

受講料

非会員: 55,000円 (本体価格:50,000円)
会員: 44,000円 (本体価格:40,000円)

 

 

会員の方あるいは申込時に会員登録される方は、受講料が1名55,000円(税込)から
・1名44,000円(税込)に割引になります。
・2名申込の場合は計55,000円(2人目無料)になります。両名の会員登録が必要です。
・3名以降は一人当たり定価の半額となります。

定 価 :1名につき 55,000円(税込)
会員価格:1名につき 44,000円 2名の場合 55,000円、3名の場合 82,500円(税込)

 

※セミナー主催者の会員登録をご希望の方は、申込みフォームのメッセージ本文欄に「R&D支援センター会員登録希望」と記載してください。ご登録いただくと、今回のお申込みから会員受講料が適用されます。

 

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LIVE配信のご案内

こちらをご参照ください

 

備考

資料付

 

・セミナー資料は開催前日までにお送りいたします。
無断転載、二次利用や講義の録音、録画などの行為を固く禁じます。

 

お申し込み方法

★下のセミナー参加申込ボタンより、必要事項をご記入の上お申し込みください。

 

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