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高周波弾性波デバイスの基礎知識と技術動向

高周波弾性波デバイスの基礎知識と技術動向

東京都 開催 会場 開催
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開催日

  • 2020年4月22日(水) 10時30分 ～ 16時30分

受講対象者

  • SAWデバイスに関連する技術者
    • SAWフィルタ
    • 携帯電話・スマートフォン
    • 医療機器
    • タッチパネル など

修得知識

  • SAWの原理
  • SAW用材料
  • 各種SAWデバイスとその原理、応用例
  • 一般的なSAW知識
  • 技術開発・実用化の進め方の具体例
  • 開発テーマを考えた具体例
  • 技術者に期待されること

プログラム

　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、その実用化に成功した。その後、異動した開発部門では、高品質なZnO薄膜の開発や、上述の経歴に記載のように多くの特徴ある世界初の移動帯通信用SAWデバイスの開発・実用化に成功した。東北大に異動後は、ラム波や横波型板波を用いた、高周波デバイスや超広帯域なデバイスの研究、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。

  1. 弾性体の基礎
    1. 弾性体の結晶構造
    2. 歪と応力の関係
    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
    4. 運動方程式
    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
    1. 圧電現象
    2. 圧電方程式 (圧電定数)
    3. 結晶構造のおける圧電定数の違い
    4. 電気機械結合係数
  3. BAWとFBAR
    1. バルク波 (BAW) とは
    2. 厚みすべり振動とは
    3. 厚み縦振動とは
    4. FBAR用材料
    5. 成膜方法
    6. BAWやFBARの厚み振動共振子の周波数は何で決まる
    7. 厚み振動共振子の帯域は何で決まる
    8. エネルギー閉じ込め振動とは
    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
    1. 共振子
    2. ネットワークアナライザによる共振子特性の測定
    3. スミスチャート、動アドミタンス特性
    4. 共振周波数、反共振周波数とは
    5. 電気機械結合係数
    6. Qとは
    7. 等価回路
    8. 2重モードフィルタとは
    9. ラダーフィルタとは
    10. フィルタの帯域は
    11. 帯域は何に依存する
    12. 高周波化するには
  5. SAW
    1. SAWとは
    2. SAWとBAWの違い
    3. SAWの励振
    4. SAWの種類
    5. レイリー波
    6. 漏洩弾性波
    7. 縦波型漏洩弾性波
    8. セザワ波
    9. BGS波
    10. ラブ波
    11. 層状構造弾性波
    12. 境界波
  6. 板波
    1. 板波とBAWやSAWとの違いは
    2. ラム波と横波型 (SH型) 板波
    3. LiNbO3やLiTaO3薄膜を用いたデバイスの例
  7. SAWの解析方法
    1. Campbell – Joneの方法
  8. SAW用材料
    1. セラミック (PZT等)
    2. 薄膜 (ZnO等)
    3. 単結晶
      • LiTaO3
      • LiNbO3
      • 水晶
      • LBO
      • ランガサイト 等
  9. SAW共振子
    1. SAW共振子の原理
  10. SAWフィルタの種類
    1. トランスバーサル型フィルタ
    2. 縦波型共振子フイルタ
    3. 横波型共振子フィルタ
    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
    1. 高周波化
    2. 広帯域化
    3. 他
    • 質疑応答
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講師

  • 門田 道雄 氏
    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
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会場

連合会館

205会議室

東京都 千代田区 神田駿河台三丁目2-11
連合会館の地図
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主催

S&T出版 株式会社
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お問い合わせ

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(主催者への直接のお問い合わせはご遠慮くださいませ。)

受講料

1名様
: 46,364円 (税別) / 51,000円 (税込)
複数名
: 23,182円 (税別) / 25,500円 (税込)

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    • 3名様でお申し込みの場合 : 3名で 139,089円(税別) / 153,000円(税込)
    • 4名様でお申し込みの場合 : 4名で 185,452円(税別) / 204,000円(税込)
    • 5名様でお申し込みの場合 : 5名で 231,815円(税別) / 255,000円(税込)
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