정밀 PCB 제조, 고주파 PCB, 고속 PCB, 표준 PCB, 다중 계층 PCB 및 PCB 조립.
아시아 6GHz 대역에 첨단 4G 및 5G 네트워크를 배치하려면 통신사와 휴대전화 제조업체가 새로운 기능과 새로운 PCB 기술을 채택해야 한다.
새로운 네트워크가 제공할 더 큰 데이터 대역폭을 이용하기 위해서는 기지국과 사용자 장치 간의 무선 주파수 통신이 더 복잡한 주파수 대역 설정에 의존해야 한다.따라서 무선 주파수 프런트엔드 모듈의 복잡성이 급격히 증가하여 모든 통신 모드를 지원하기 위해 100개 이상의 필터를 통합해야 합니다.
날로 늘어나는 필터 시장의 수요에 대응할 수 있는 다양한 기술이 있지만, 그 중 대부분은 5G 네트워크의 더 엄격한 요구를 충족시킬 수 없다.그러나 신형 압전절연 (POI) 기판을 사용하면 고성능 통합 표면음파 (SAW) 필터 부품을 생산해 5G 네트워크의 요구를 충족시킬 수 있다.이러한 필터는 RF-ROI 기판을 사용하여 만든 전력 증폭기, 스위치 및 안테나 튜너와 함께 스마트폰 프런트엔드 모듈에 적용될 수 있습니다.
5G의 프런트엔드 모듈에 대한 도전5G의 더 넓은 무선 스펙트럼은 4G보다 20배 빠른 데이터 속도를 실현할 수 있다.이와 동시에 온라인설비의 수량이 기하급수적으로 증가되여 련결밀도가 지금보다 1000배 높아지게 된다.이 새로운 표준의 탄생은 모바일 네트워크를 사용하는 모든 장치에 영향을 줄 것이다.
20Gb/s 이상의 데이터 속도를 제공하기 위해 음파 필터는 5G 네트워크의 복잡한 도전에 대응해야 한다: 더 많은 주파수 대역, 더 큰 대역폭, 더 높은 주파수, 서로 다른 반송파 집합 (CA) 모드 및 MIMO 안테나 설계에 대한 많은 지원.주파수 대역 조합.
이런 새로운 요구에 도달하기 위해서는 신호 선택성이 더욱 정확해야 한다.따라서 공명기가 일반적으로 10ppm/K 미만의 매우 낮은 온도 계수 인자 (TCF) 를 가지도록 하는 것이 중요합니다.보드 Q는 보통 2000보다 높다.또한 다양한 반송파 집선 및 MIMO 기능을 지원하기 위해서는 대역 외 억제에 대한 보다 자세한 고려가 필요합니다.
프런트엔드 모듈의 에너지 최적화는 여전히 중요한 문제입니다.신호가 동일한 전력 수준에서 가능한 한 멀리 전파될 수 있도록 부품의 삽입 손실을 제한하고 장치가 에너지를 효과적으로 사용할 수 있도록 해야 합니다.
스마트폰 프런트엔드 모듈의 내부 구성 요소가 급격히 늘어나 사용 가능한 공간이 크게 제한됐다.현재 프리미엄폰에는 60여 개의 필터가 설치돼 있어 다음 세대에는 100여 개가 더 있을 것으로 예상된다.각 필터는 특정 무선 주파수 대역을 위해 고유한 설계 및 성능 특성이 필요합니다.이렇게 다양한 구성 요소를 제한된 공간에 통합하는 것은 설계 및 제조 팀에 많은 문제를 야기합니다.이러한 이유로 모양 계수, 열 방출 및 성능 향상은 프런트엔드 모듈 내부 필터의 핵심 특성이 되었습니다.
시장 수요는 지금까지 스마트폰의 신호 선택에 주로 두 가지 필터 기술을 사용했다.압전 재료에서 발생하는 음파는 재료 표면에서 자유롭게 전파(SAW: 표면 음파)하거나 유원층 사이에서 자유롭게 전파(BAW: 몸 음파)할 수 있다.
현재의 SAW 필터는 중저 4G 주파수 대역에 매우 적합하지만 5G (높은 TCF, 낮은 Q 인자, 낮은 결합 계수) 와 주파수의 더 높은 요구를 충족시키기 어렵다.SAW 필터는 라이닝 (일반적으로 탄탈륨산 리튬 또는 니오브산 리튬) 의 고열 팽창으로 인해 온도 변화에 민감하게 반응합니다.부품 제조 과정의 마지막 단계에서 금속 레이어의 상단에 추가 레이어를 추가하면 온도 민감성 문제를 어느 정도 보상할 수 있지만 동시에 새 레이어는 필터의 결합 효율과 최종 성능에 영향을 줄 수 있습니다.
BAW 필터는 더 높은 주파수에서 좋은 성능을 유지할 수 있지만 SAW 필터처럼 얇지 않은 크기는 모듈 통합에 큰 도전입니다.또한 같은 칩에 통합할 수 있는 멀티플렉서와 듀플렉서도 제한되는 등 제조 공정이 더욱 복잡합니다.
영화 POI는 일부 성능 지표에서 타협할 수 없기 때문에 Soitec은 사업자와 휴대전화 제조업체가 새로운 5G 네트워크 기능의 더 엄격한 요구에 대처할 수 있도록 새로운 기판을 개발했다.POI 기판은 그림 1a와 같이 이산화규소층을 덮는 단결정 압전 재료인 얇은 층 (현재 단결정 탄탈륨산 리튬) 과 높은 저항률 기판으로 구성된다.탄탈륨산 리튬의 최상위 두께는 일반적으로 0.3과 1μm 사이입니다.이 박막 POI 기판은 Soitec의 Smart Cut – ¢ 공정으로 제작되어 판층의 높은 균일성과 높은 품질의 대량 생산을 보장합니다.이 구조는 기저 표면에서 음파를 유도하고 그 에너지를 상단의 탄탈륨산 리튬 박층에 집중시켜 손실을 최소화할 수 있다 (그림 1b).이 새로운 라이닝으로 필터 설계자는 더 나은 결합 계수 (k2) 와 더 낮은 열 팽창 계수를 가진 라이닝 재료를 사용하여 더 높은 주파수에서 고품질 인수, 저온 감도 및 더 큰 대역폭을 가진 공명기를 설계 할 수 있습니다.필터아울러 여러 필터를 같은 칩에 통합할 수 있다. POI 기판에는 압전 재료층, 산소 매장층, 실리콘층이 포함된다.고균일성을 가진 압전박층은 도파의 에너지를 제한하고 고성능의 음향학적 특성을 실현했다.산소층 매몰은 목적성 있는 방식으로만 고속파를 유도하고 압전 재료를 억제해 열팽창을 낮춰 온도 민감성을 낮춘다.온도가 변할 때 이런 구조는 더욱 높은 신호선택성과 주파수안정성을 실현할수 있다.필터 소자 제조업체는 더 이상 압전 재료를 구속하기 위해 상단에 두꺼운 레이어를 추가할 필요가 없기 때문에 TC-SAW에 비해 제조 과정을 간소화하고 결합 효율을 높일 수 있습니다. POI 라이닝을 사용하는 SAW 필터는 부품 제조업체가 에너지 소비를 효과적으로 관리할 수 있도록 매우 낮은 삽입 손실을 실현할 수 있습니다.다른 솔루션에 비해 POI 기반 SAW 필터는 높은 Q 인자, 높은 대역폭 필터에 대한 높은 결합, 매우 낮은 TCF 및 동일한 칩에 고도로 통합된 필터의 장점을 가지고 있습니다.아울러 제조 과정은 몇 가지 간단한 절차(본체는 표준 금속층으로 퇴적)만 거치면 된다. POI 기반 SAW 공진기와 필터의 설계는 탄탈륨산 리튬 웨이퍼와 필름 POI 기반 음향 표면파 공진기의 실제 성능을 측정하고 표징한 결과 POI 기판의 성능이 향상된 것으로 나타났다.이 실험에서 짝극 단일 포트 공진기를 사용하여 총 120개의 포크 쌍과 각 측면에 20개의 전극이 있어 미러링을 실현했다.음공 지름은 40 ° 로 설정하고 포크와 전극 사이의 거리는 1.2 ° 1/4 m, 금속/간격비는 0.5 입니다.실험에 사용된 POI 라이닝은 600nm 두께(YX)/42° LiTaO 3층과 500nm 두께의 이산화규소층, 이산화규소층과 높은 저항성 규소층(100)을 연결하는 특성을 가지고 있다.
결합 계수 k2POI의 결합 계수 k2는 8.13% 에 달할 수 있지만 기존 TC-SAW 부품의 큰 블록인 LiTaO3 웨이퍼는 5.98% 에 불과하다 (그림 3 참조).k2는 1-fr2/fa2로 계산됩니다 (여기서 fr는 공명 주파수이고 fa는 반공명 주파수입니다).POI 라이닝의 높은 k2는 일부 새로운 5G 주파수 대역 (중심 주파수의 6% 대역폭) 을 커버할 수 있는 대역폭 필터를 설계할 수 있게 한다.
본체와 POI 기판의 공명 k2 측정 결과. POI 기판 성능의 또 다른 현저한 개선은 반공명 기간의 Bode Q 인자에 나타난다.동일한 조건에서 LiTaO3의 Q 인자는 935이고 POI 라이닝의 결과는 2200이므로 SAW 필터는 L 밴드와 C 밴드에서 BAW 필터와 경쟁 할 수 있습니다.
