■タイトル：【オンラインLive配信・WEBセミナー】高周波弾性波デバイス(SAW&BAW)の基礎知識と技術動向

■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】