■日時：2025年02月06日(木) 10:30-16:30
■会場：※会社やご自宅のパソコンで視聴可能な講座です
※ お申込み時に送られるWEBセミナー利用規約・マニュアルを必ず、ご確認ください。
■定員：30名
■受講料：49,500円(税込、テキスト費用を含む)
※複数でのご参加を希望される場合、お申込み追加1名ごとに16,500円が加算となります
■主催：(株)AndTech
■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
■講演主旨：
圧電薄膜バルク波(BAW)共振子(FBARあるいはBAWR)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・
フィルタ(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のほか、
電極を基板内に埋め込むことによる8.2 GHzの3次高調波SAWの励振や圧電基板と従来の1/5厚の多層膜から
なる構造で9.5 GHzの3次の高次モードのBAWの励振に成功している。
本講演者は、このように、TV用SAWフィルタの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BAW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BAWやSAWの技術の動向などについて講演する。
■プログラム：
1.弾性体の基礎
1-1 音波
1-2 弾性体の結晶構造
1-3 歪と応力の関係
1-4 弾性定数(スティフネス、コンプライアンス、(ポアソン比、ヤング率)）
1-5 運動方程式
1-6 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
7-2 パワーフロー角
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 縦波型共振子フィルタ
10-3 横波型共振子フィルタ
10-4 ラダーフィルタ
11.近年話題のSAWデバイス
11-1 近年要求される特性(温度特性、高Q、スプリアス等)
11-2 異種材料基板を組み合わせたSAWデバイス
11-2-1 異種基板を組み合わせた温度特性の良好なSAWデバイス
11-2-2 異種基板とを組み合わせた高QなSAWデバイス
11-3 広帯域弾性波デバイス
11-3-1 空洞型板波
11-3-2 音響多層膜構造SAWデバイス
11-4 高周波弾性波デバイス
11-4-1 高次モードを利用したSAWデバイス
11-4-2 空洞型板波
11-4-3 音響多層膜構造SAWデバイス
11-4-4 高調波SAW（8.2 GHz SAW）
12.単結晶を用いたBAWデバイス
12-1 空洞型BAWデバイス
12-1-1 LN薄板BAW
12-1-2 LT薄板BAW
12-2 音響多層膜構造BAWデバイス
12-2-1 LN音響多層膜構造
12-2-2 LT音響多層膜構造
12-3 高周波音響多層膜構造BAWデバイス(7- 9.5 GHzBAW)
13.実用化例
【質疑応答】
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