2024有质量评定的射频体声波滤波器第1部分总规范

1II目 次前言 III112范引文件 13语定、位号 2术和义 2单和号 84称特的荐值 94.1一性 9标频率 9工温范，度（°C） 9气类别 94.5碰度 94.6振度 94.7冲度 104.8良的漏率 105105.1滤器志 105.2包标记 116量定序 116.1总则 11初的造 11结相的件 116.4分包 116.5合组件 116.6制商批准 116.7审程序 11能批程序 12鉴批程序 126.10测程序 136.11筛要求 13返和理作。 13已布次认记录 13发的效性 136.15版交付 136.16未检的数 13IIII7验测程序 137.1总则 137.2测和量件 137.3视检查 14尺和量序 15电测程序 15机和境试序 22寿试程序 25IVIV引 言第1序；第2部分：使用指南，目的在于给出射频体声波滤波器基本结构和工作原理，从而为使用者合理选择滤波器、满足使用需求提供指导。PAGEPAGE10有质量评定的射频(RF)体声波(BAW)滤波器第1部分:总规范范围本文件规定了用于能力批准程序或鉴定批准程序评定质量的射频体声波滤波器的试验方法和通用性要求。（GB/T2421-2020环境试验概述和指南（IEC60068-1：2013）GB/T2423.1——20082低温(IEC60068——2——1：2007，IDT)GB/T2423.2——20082高温(IEC60068——2——2：2007，IDT)GB/T2423.10——19952Fc(IEC60068——2——6——1982，IDT)GB/T2423.15——20082Ga(IEC60068——2——7——1986，IDT)GB/T223.—2082M（E60068——2——13：1983，IDT）GB/T2423.22——20022（IEC60068——2——14：2009，IDT)GB/T2423.23——2013电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Q：密封(IEC60068——2——17:1994，IDT)GB/T2423.60——20082U(IEC60068——2——21：2006，IDT)GB/T2423.5——1995电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Ea和导则：冲击（IEC60068——2——27：1987，IDT）GB/T2423.4——20082（12h+12h循环IE6———0：20，DGB/T2423.7——1995电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Ec和导则：倾跌和翻倒（主要用于设备型样品）(IEC60068——2——31:1982,IDT)GB/T2423.30——20132XAGB/T2423.18——20122氯化EC—2—52199，IGB/T2423.56——20062Fh（数）（IEC68——2——64：1993，IDT）GB/T2423.3——2016268——2——78：2012，IDT）IEC60122——1有质量评定的石英晶体单元第1部分：总规范（Quartzcrystalunitsofassessedquality——Part1:Genericspecification）IEC60027电气术语用文字符号（Lettersymbolstobeusedinelectricaltechnology）IEC60050——561国际电工词汇（IEV）——第561部分：用于频率控制，选择和检测的压电，介(InternationalElectrotechnicalVocabulary(IEV561:Piezoelectric,dielectricandelectrostaticdevicesandassociatedmaterialsforfrequencycontrol,selectionanddetection)IEC60068——1:2013环境试验第1（EnvironmentalTestingPart1:GeneralandGuidance）IEC60068——2——582Td：(Environmentaltesting——Part2——58:Tests——TestTd:Testmethodsforsolderability,resistancetodissolutionofmetallizationandtosolderingheatofsurfacemountingdevice(SMDIEC60617图表图解符号（GraphicalsymbolsforDiagrams）IEC6064212unitsforfrequencycontrolandselectionCHAPTERI:standardvaluesandcondition——CHAPTERII:Measuringandtestcondition）IEC60749——2828(Semiconductordevices——Mechanicalandclimatictestmethods——Part28:Eletrostaticdischarge(ESD)sensitivitytestingdirectcontactchargeddevicemodel(DC——CDM))IEC60695——11——511——52(FirehazardtestingPart11——5:Testflames—Needle——flametestmethod——Apparatusconfirmatorytestarrangementandguidance）IEC61340——3——13——13——1：Methodsforsimulationofelectrostaticeffects——Humanbodymodel(HBM)electrostaticdischargetestwaveforms）IEC61340——3——22——2（Electrostatics——Partforsimulationofelectrostaticeffects——Machinemodel(MM)electrostaticdischargetestwaveforms）ISO80000——1，量和单位——第1部分：总则（Quantitiesandunits——Part1:General）下列术语和定义适用本文件。3.1.1体声波 bulkacousticBAW声波在压电层的顶部和底部表面之间传播，并且穿过整个压电层。注：声波是通过压电层两侧的金属电极激励的。3.1.2体声滤器 bulkacousticwaveBAWfilter体声波滤波器的特征是通过一对电极产生体声波并沿薄膜厚度方向传播。3.1.3薄膜声谐器 filmbulkacousticFBAR下电极支撑衬底上电极压电材料h薄膜BAW）下电极支撑衬底上电极压电材料h上电极压电材料h上电极压电材料h空气隙下电极下电极图1 FBAR结构3.1.4固态配谐器 solidlymountedSMRBAW谐振器，通过一系列交替的低和高声阻抗薄膜层Za（每层厚度为四分之一波长）来支撑电极/压电层/电极结构，这些层的作用类似于声学反射器，将谐振器和衬底进行声学隔离，如图2所示。hh上电极下电极低声阻抗层高声阻抗层上电极下电极低声阻抗层高声阻抗层支撑衬底压电材料3.1.5响应性 responsecharacteristicsBAW滤波器的频率响应如图3所示。3.1.6截止率 cut——offfrequency通带频率的相对衰减达到特定值3.1.7输入抗 inputimpedance当输出接特定负载阻抗时，滤波器到信号源的阻抗。3.1.8输入平 inputlevel滤波器输入端子对的功率，电压或电流值。3.1.9插入耗 insertionattenuation滤波器插入前后直接传输到负载阻抗的功率对数比。3.1.10互调 inter——modulation由于滤波器的非线性，使输入信号与某些不同频率的信号产生非必要的幅度调制。3.1.11最大入耗 maximuminsertionattenuation通带内插损的最大值。3.1.12最小入耗 minimuminsertionattenuation通带内插损的最小值。3.1.13标称入耗 nominalinsertionattenuation特定参考频率的插损。3.1.14标称值 nominallevel特定点测量的功率，电压或电流值。3.1.15可操温范围 operabletemperaturerange在可操作温度范围内，体声波滤波器可提供规定的特性曲线，但不一定在规定的公差范围内。3.1.16工作度围 operatingtemperaturerange在工作温度范围内，BAW滤波器正常工作并在指定公差内保持规定的特性曲线。3.1.17输出抗 outputimpedance当输入端接指定的源阻抗时，滤波器到负载的阻抗。3.1.18输出平 outputlevel传输到负载的功率，电压或电流值。3.1.19通带 passband相对衰减等于或小于指定值的频带。3.1.20通带宽 passbandwidth相对衰减等于或小于特定值的频率间隔。3.1.21带内动 passbandripple指定通带内衰减变化的最大值。3.1.22参考率 referencefrequency定义一个特定的频率，可供其他频率参考。3.1.23反射率 reflectivity两个阻抗Za和Zb之间失配度的无量纲测量，即ZaZb (1)ZaZb式中：Za和Zb分别表示输入阻抗（源阻抗）和输出阻抗（负载阻抗）注1：反射率的绝对值称为反射系数3.1.24相对减 relativeattenuation指定频率与参考频率的衰减差值3.1.25回波耗 returnattenuation用分贝的形式表达反射系数：

ZaZaZbZaZb

dB (2)式中：Za和Zb分别表示输入阻抗（源阻抗）和输出阻抗（负载阻抗）3.1.26矩形数 shapefactor两个特定相对衰减值下带宽的比值。3.1.27阻带 stopband相对衰减等于或大于特定值的频带。3.1.28阻带宽 stopbandwidthdB,dB,衰减相对衰减等于或大于特定值的频率间隔。3.1.29阻带制 stopbandwidth特定阻带处的最小相对衰减。3.1.30储存度围 storagetemperaturerange外壳上测量的最小和最大温度，BAW滤波器可以在此温度下存储，且不会恶化或损坏其性能。3.1.31终端抗 terminatingimpedance由信号源或负载引起的阻抗。3.1.32过渡带 transitionband截止频率和最近阻带点之间的频带。3.1.33电压波比 voltagestandingwaveVSWR0最小插入损耗标称点插入损耗通带波动通带相对衰减阻带标称频率频率,GHz截止 中心 0最小插入损耗标称点插入损耗通带波动通带相对衰减阻带标称频率频率,GHz截止 中心 截止频率 频率 频率传输线中最大驻波的电压幅值与相邻最小电压幅值的比值。1Γ (3)1Γ式中：——反射系数。单位，图形符号，字母符号和术语应尽可能采用以下标准：——IEC60027,——IEC60050-561,——IEC60617,——IEC60642,——IEC60122-1,——ISO80000。一般性除非详细规范中另有说明，否则应从以下段落中选择数值：表1为典型UMTS频段的频率分配。表1 典型UMTS频的率配频带发射频率(MHz)接收频率(MHz)I1920——19802110——2170II1850——19101930——1990III1710——17851805——1880IV1710——17552110——2155V824——849869——894VIII880——915925——960（°C）温度范围，BAW滤波器在规定的公差范围内保持其特定特征：——45～125，——40～85，——30～85，——20～75，——20～70，——10～60，——0～60。可以在其他温度范围使用，但最低温度应不低于——60°C，最高温度不超过125°C。BAW40/085/56（A——GB/T2421-2020）——40°C——+85°CBAWBAW20/085/21（A——GB/T2421-2020）碰撞测试（400m/s2峰值加速度，4000±10）应沿每个轴线方向(三个相互垂直的轴线)进行（见7.6.6）6ms。振动严酷度应符合下列规定。1表2 正弦动酷度条件频率范围，振动幅值振动方向，持续时间110Hz～55Hz，位移幅值为0.75mm（峰值）301oct/min（7.5.7）55Hz～500Hz或者55Hz～2000Hz，加速度幅值为100m/s2（峰值）210Hz～55Hz，位移幅值为1.5mm（峰值）三个相互垂直轴的每个方向上30min，1oct/min（见本部分7.5.7）55Hz～2000Hz，加速度幅值为200m/s2（峰值）2表3 随机动酷度条件频率范围，振动量值振动方向，持续时间120Hz～2000Hz19.2m/s2)2/Hzm/s2三个相互垂直轴的每个方向上30in1c/i（.57220Hz～2000Hz48m/s2)2/Hz314m/s2三个相互垂直轴的每个方向上30in1c/i（.57320Hz～2000Hz19.2m/s2)2/Hz，62m/s2三个相互垂直轴的每个方向上30in1c/i（.57除非在详细规范中另有说明，否则对于持续时间为6ms，加速度峰值为1000m/s2的测试(半正弦波脉冲)应沿每个轴线方向（见7.5.8）执行三次。除非详细规范中另有说明，否则最大泄漏率应在下文中说明：——10——1Pacm3/s(10——6barcm3/s)；——10——3Pacm3/s(10——8barcm3/s标志体声波滤波器上应清楚地、永久性地给出下列a）—j）项内容（见7.6.18），）序列号如果微型BAW滤波器的可用表面积对标记项目数量有实际限制，则应在详细规范中给出有关标记的说明。放有BAW滤波器的初级包装应清楚地标注5.1所列的信息，g)项和静电敏感元件（ESD）标识根据需要标注。总则有质量评定的BAW滤波器的批准有两种方法：能力批准和鉴定批准。BAW滤波器制造的最初阶段是基片的最终表面清洗。供鉴定批准、能力批准和质量一致性检验用的结构相似的BAW滤波器的划分应在相关的分规范中规定。分包分包程序应按照质量评定体系的规定。但是，基片表面最后的清洗和所有后续的工序应由获得认证的制造商进行。为获得制造商批准，制造商应满足规定的质量评定体系的要求。总则为鉴定BAW滤波器，可以采用能力批准程序或鉴定批准程序。这些程序符合质量评定体系中的相应规定。BAW每种能力鉴定元件应制定详细规范。详细规范应能识别CQC的目的，并包括所有相关应力等级和试验限值。c）BAW。产品和性能合格部件（CQC）在已验证并给与批准的设计规则，工艺和质量控制程序的基础上，按组合形式试验。更详细的内容在在6.8和有关分规范中规定。鉴定批准适用于标准设计所生产的元件，并且已确立了生产过程且遵守已发布的详细规范。要鉴定的体声波滤波器按6.9和有关分规范的规定，直接采用适合的评定水平和严酷等级，按详细规范确定试验大纲。概述制造商应遵守规定的质量评定体系和本规范“6.2初始制造阶段”中规定的要求制造商为获得能力批准应遵守规定的质量评定体系的程序。在成功地完成质量评定体系所规定的程序后，应授予能力批准。能力手册的内容应符合分规范的要求。概述鉴定批准程序应质量评定体系的规定。6.2制造商为获得鉴定批准应遵守规定的质量评定体系的程序。在成功地完成质量评定体系所规定的程序后，应授予鉴定批准。与分规范一起使用的空白详细规范应规定质量一致性检验一览表。所采用的试验程序应从本规范第8章中选取。若要求的试验未包括在其中，则应在详细规范中规定。用户要求对BAW滤波器进行筛选时，应在详细规范中规定筛选要求。返工返工是指对加工错误的纠正，BAW滤波器不允许返工。。返修返修是元件交给用户后对其缺陷的修正保存期限超过两年的BAW滤波器，以后的交货检验在放行前应按7.5规定的电气试验重新检验。BAW滤波器应按质量评定体系的规定放行。（AQLs）总则试验与测试程序应按照相关的详细规范进行。IEC60069——1：2013中4.3温度25℃～35℃45%～75%气压86kPa～106kPa(860mbarto1060mbar)温度25±1℃48%～52%气压86kPa～106kPa(860mbarto1060mbar)在进行测量之前，应将射频BAW滤波器储存在测量温度下，以使射频BAW滤波器达到热平衡。在IEC60068—1:2013年的4.4.2和4.4中给出了辅助干燥的控制恢复条件和标准条件。测量期间的环境温度应记录并在测试报告中说明。详细规范给出的限制是真实值。评估结果时应考虑测量不准确性。应采取预防措施将测量误差降至最低。测量显示用于特定电气测试的测量电路是优选的电路。在测量设备修改被检测特性的情况下，应对任何负载效应给予适当的补偿。见61000——4——2）总则如果不进行目视检查，以确保条件、工艺和完成情况令人满意。标记应清晰。ABAW滤波器应进行目视检查，以确保条件，工艺和表面质量令人满意。标记应清晰可见。BBAW滤波器应在10倍的放大倍率下目视检查。玻璃上不应有裂纹或终端损坏。弯月面周围的薄片剥落不应被视为裂纹。CBAW滤波器应目视检查。不应有腐蚀或其他恶化可能损害满意的操作。标记应清晰可见。A应检查引出端的尺寸、间距和对准情况，并应符合规定值。B应测量外形尺寸，并应符合规定值。总则测试RFBAW50Ω插入损耗是信号通过直线馈送时所测得的值与通过滤波器馈送时所测得的信号电平之比。B/R测试装置的输出端应与输入端完全隔离。信号源矢量网络分析仪信号源矢量网络分析仪端口1端口2测试线缆待测滤波器BAW滤波器注：R信道用于检测源功率，以用作参考值。A信道用于检测滤波器输入端端口2的反射功率。B通道用于检测滤波器通过端口2的传输功率。图4 插入耗量—该值通常为50Ω，并通过测试电缆连接器端口处的标准值和存储测量值，来校正滤波器阻抗测量的值）。校准后，连接滤波器测试装置。参考电平的衰减便是插入损耗。(ZSZL)2式中：

TPLIA10

4ZSZL

(4)TPL是以分贝为单位的总功率损耗；IA是以分贝为单位的插入损耗；ZSZL装置内校准标准值应当是众所周知或被明确规范的。测量示意图如图5所示。输入阻抗变化器BAW 输出滤波器 阻抗变化器矢量网络分析仪输入阻抗ZS输出阻抗ZL图5 总功损测量/R信号源矢量网络分析仪信号源矢量网络分析仪RAB端口1端口2待测滤波器BAW滤波器注：可以使用其他测量设备代替网络分析仪。此类设备中有一些会在史密斯图表显示出测量结果。阻抗和回波损耗可以直接读取。图6 回波耗量50Ω。装置连接器的反射率由以下等式表示：γγjφ) (5)式中：γ是反射率；|γ|是其绝对值，即反射系数；φ是以弧度表示的反射相移。滤波器的阻抗可以通过以下公式计算：0ZZ1γ (6)01γ式中：Z是滤波器的阻抗，Z0是测试设备的系统阻抗。ZZZtZZtRA20log

(7)式中：RA是以分贝为单位的回波损耗；Zt是指定的终端阻抗。在这种情况下，电压驻波比（VSWR）可由回波损耗计算，如下所示：式中：

VSWR

11

(ΓRA20)(8)是指定终端阻抗Zt的反射率。BAW注：二阶互调失真出现在频率f1——f0和f1+f0处，而三阶互调失真出现在频率2f1——f0和2f0——f1处，其中馈入滤波器的两个频率信号被设置为f0和f1。6RF应使用7.5.2.3中规定的测试装置。衰减器RF信号发生器Fc±衰减器RF信号发生器

SG1频谱仪待测滤波器功率合成器频谱仪待测滤波器RF信号发生器Fc±2△RF信号发生器

SG2图7 互调真量RFRF滤波器应插入7.5.2.2的测试电路中，并使用相关规范中给出的规定终端阻抗。插入损耗特性应在相关规范中规定的限制范围内。滤波器应插入7.5.2.2的测试电路中，并使用相关规范中给出的规定终端阻抗。插入损耗特性应在相关规范中规定的限制范围内。滤波器应插入7.5.3.2的测试电路中，并使用相关规范中给出的规定的终端阻抗。回波损耗应在相关规范中规定的限值内。滤波器应插入7.5.4.2的测试电路中，并使用相关规范中给出的规定的终端阻抗。互调失真应在相关规范中规定的范围内。BAW图7S（50Ω（×3）测量不平衡是因为两个平衡端子之间插入损耗的差异以及180度相位差产生的相位误差。矢量网络分析仪信号源矢量网络分析仪信号源端口1端口2端口3端口4BAW滤波器图8 用于衡——衡接波器四口络析的测量矢量网络分析仪矢量网络分析仪信号源端口1端口2端口3端口4BAW滤波器图9 用于平衡——平连滤波的端网分仪的量绝缘电阻应用详细规范中规定的直流电压进行测量。这个电压施加在：绝缘电阻应不小于相关详细规范中规定的值。耐电压5）试验应按照IEC60068——2——21中的试验Ue2（剥离强度和推力）进行。试验应按照IEC60068——2——21中的试验Ue1（弯曲）进行详细规范中，应规定施加的加载力和开始弯曲的位置。）该测试应按照IEC60068——2——17：1994中，测试QC的方法1或方法2中规定的步骤进行。8.5详细规范中，应规定液体应保持的温度。浸没时间应为30秒，除非相关的详细规范中另有规定。RFBAW试验后，滤波器不应有明显的损坏。试验应按照6.4中，IEC60068——2——17：1994试验Qk的方法1进行。除非在详细规范中另有说明，压力容器内的压力应为200kpa（2bar）。但应确保所选压力不会对被测设备造成机械损伤。IEC60068——2——17：1994中，6.焊接）（）可焊性该测试应按照IEC60068——2——58中的测试Td进行。应检查终端是否有良好的润湿性。该测试应按照IEC60068——2——58中的测试Td进行。）IEC60068——2——14Nc(98±3)℃15s到(1±15s）测试应按照IEC60068——2——14中的测试Na进行。，RFBAW30RFBAW滤波器应经受五次完整的热循环，然后暴露在标准的大气条件下恢复，不少于2小时。碰撞）试验应按照IEC60068——2——27的试验Ea进行。RFBAW滤波器应按照详细规范的要求安装或夹紧。其中应用凸点的三个相互垂直的轴应包括：——与终端平行的轴；——平行于RFBAW滤波器底座的轴。严重程度应符合详细说明中的规定。振动）振动）（RFBAW）测试应按照IEC60068——2——6的测试Fc进行。RFBAW滤波器应按要求安装或夹紧按详细规范。要施加加速度的三个相互垂直的轴应包括：——与终端平行的轴——平行于RFBAW滤波器底座的轴。严重程度应在详细规范中说明。振动）（RFBAW）测试应符合7.6.6.7.1的规定，除非在测试过程中滤波器通电，并应执行详细规范中所定义的电气测试。严重程度应在详细规范中说明（RFBAW）测试应按照IEC60068——2——64的测试Fh进行。RFBAW滤波器应按照详细规范的要求进行安装或夹紧，三种相互垂直的坐标轴应包括：——与终端平行的轴——平行于RFBAW填充物底部的轴。详细规范应规定加速度谱密度（ASD），频率范围和持续时间。（RFBAW）7673冲击）测试应按照IEC60068——2——27的测试Ea执行。RFBAW滤波器应按照详细规范的要求安装或夹紧。