About / Advertise
Integrerade saw-filter snart i varannan mobil
Epcos bygger in små saw-filter i frontendmoduler. Tekniken kan krympa rf-lösningen avsevärt i morgondagens mobiltelefoner.
Epcos bygger in små saw-filter i frontendmoduler. Tekniken kan krympa rf-lösningen avsevärt i morgondagens mobiltelefoner.
Genom att baka in filter med ytakustiska egenskaper, så kallade saw-filter, i kompakta keramikmoduler hoppas företaget Epcos kunna spara avsevärt med plats.
- Att bygga in filterfunktioner i en modul ger inte bara färre komponenter, man vinner även plats, alternativt fler funktioner, på kretskortet, säger Fredrik Hellerström, produktansvarig för saw-filter på Epcos.
Förutom modulbyggande ser han ytterligare möjligheter att krympa den yta som filtren upptar i mobiltelefonen. De ytakustiska filter som används idag utnyttjar det piezoelektriska materialets förmåga att filtrera signaler i horisontalled.
Nästa steg i utvecklingen av akustiska filter är att konstruera så kallade baw-filter som arbetar även i djupled. Baw, eller bulk akustic wave, innebär att filtren ökar sin verksamma yta och därmed kan göras betydligt mindre.
- Den tredje dimensionen gör dock att beräkningsmodellerna för filteregenskaperna blir mycket avancerade, säger Fredrik Hellerström.
Epcos tillverkar saw-filter och arbetar dessutom med lågtemperaturkeramik, kallat LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramics).
- Vi har kombinerat teknikerna genom att bygga in saw-filter i moduler av LTCC-substrat, säger Fredrik Hellerström.
- Saw-filtren integreras i en frontendmodul tillsammans med en antennswitch. Det keramiska substratet utgör på samma gång kapsel och bärare i modulen och gör att dimensionerna på filtren kan krympas betydligt. Att samla flertalet små komponenter gör att monteringen av korten blir enklare och snabbare. Utvecklingen av modulen har skett i samarbete med flera stora mobiltelefontillverkare.
Signalvägarna förkortas
Vid förfrågan från Elektroniktidningen väljer Ericsson Mobile Communication att inte kommentera utvecklingen av specifika rf-lösningar i nya plattformar.
Torsten Carlsson, teknikutvecklingschef på Ericsson Mobile Communication, bekräftar dock att företaget tittar på de möjligheter som moduler erbjuder.
- Moduler minskar antalet högfrekventa signalvägar på kretskortet, säger han.
- Det är positivt då signalvägarna lätt kan kan ge dämpningsförluster på grund av långa ledningar och tillverkningstoleranser.
Däremot tror han att den minskade flexibiliteten ligger tekniken i fatet.
- I många fall är diskreta komponenter lättare att välja eftersom utbudet är större.
De kapslade saw-filtren som sitter i Epocos modul är ungefär 2 x 2 mm, storleken varierar lite med filtrens egenskaper. De är kapslade i CSSP, chip sized saw package, en platssnål kapsel som Epcos har tagit fram för saw-filter.
- Kapseln gör att de blir jämförelsevis små. Standardstorleken för saw-filter är 3 x 3 mm för närvarande, säger Fredrik Hellerström.
- Samtidigt bereder kapseln väg för flipchipmontering av nakna kretsar direkt på substratet i modulen, vilket är nästa steg i vår modulutveckling.
Snart tror han att diodswitcharna i frontendmodulen kommer att kunna ersättas av galliumarseniddioder.
- Vår framtida målsättning är att kunna bygga in även förstärkardelen i frontendmodulen. Innan det bli möjligt måste dock utbytet förbättras avsevärt.
Epcos tillverkar provexemplar av modulerna i dag och volymproduktionen kommer att sätta fart till sommaren. Då kommer frontendmodulerna främst att sitta i etablerade dualbandtelefoner som har en standardmässig tillverkning i större volymer. I de nya, mer komplexa modellerna som fortfarande är under en viss utveckling behöver telefontillverkarna större flexibilitet. Där passar diskreta saw-filter bättre. Fredrik Hellerström tror att i framtiden kommer kanske hälften av alla saw-filter att monteras diskret och hälften att bakas in i moduler.
- Vilket alternativ som passar bäst beror på vilka krav man har på storlek, pris och flexibilitet, säger han.
- Att bygga in filterfunktioner i en modul ger inte bara färre komponenter, man vinner även plats, alternativt fler funktioner, på kretskortet, säger Fredrik Hellerström, produktansvarig för saw-filter på Epcos.
Förutom modulbyggande ser han ytterligare möjligheter att krympa den yta som filtren upptar i mobiltelefonen. De ytakustiska filter som används idag utnyttjar det piezoelektriska materialets förmåga att filtrera signaler i horisontalled.
Nästa steg i utvecklingen av akustiska filter är att konstruera så kallade baw-filter som arbetar även i djupled. Baw, eller bulk akustic wave, innebär att filtren ökar sin verksamma yta och därmed kan göras betydligt mindre.
- Den tredje dimensionen gör dock att beräkningsmodellerna för filteregenskaperna blir mycket avancerade, säger Fredrik Hellerström.
Epcos tillverkar saw-filter och arbetar dessutom med lågtemperaturkeramik, kallat LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramics).
- Vi har kombinerat teknikerna genom att bygga in saw-filter i moduler av LTCC-substrat, säger Fredrik Hellerström.
- Saw-filtren integreras i en frontendmodul tillsammans med en antennswitch. Det keramiska substratet utgör på samma gång kapsel och bärare i modulen och gör att dimensionerna på filtren kan krympas betydligt. Att samla flertalet små komponenter gör att monteringen av korten blir enklare och snabbare. Utvecklingen av modulen har skett i samarbete med flera stora mobiltelefontillverkare.
Signalvägarna förkortas
Vid förfrågan från Elektroniktidningen väljer Ericsson Mobile Communication att inte kommentera utvecklingen av specifika rf-lösningar i nya plattformar.
Torsten Carlsson, teknikutvecklingschef på Ericsson Mobile Communication, bekräftar dock att företaget tittar på de möjligheter som moduler erbjuder.
- Moduler minskar antalet högfrekventa signalvägar på kretskortet, säger han.
- Det är positivt då signalvägarna lätt kan kan ge dämpningsförluster på grund av långa ledningar och tillverkningstoleranser.
Däremot tror han att den minskade flexibiliteten ligger tekniken i fatet.
- I många fall är diskreta komponenter lättare att välja eftersom utbudet är större.
De kapslade saw-filtren som sitter i Epocos modul är ungefär 2 x 2 mm, storleken varierar lite med filtrens egenskaper. De är kapslade i CSSP, chip sized saw package, en platssnål kapsel som Epcos har tagit fram för saw-filter.
- Kapseln gör att de blir jämförelsevis små. Standardstorleken för saw-filter är 3 x 3 mm för närvarande, säger Fredrik Hellerström.
- Samtidigt bereder kapseln väg för flipchipmontering av nakna kretsar direkt på substratet i modulen, vilket är nästa steg i vår modulutveckling.
Snart tror han att diodswitcharna i frontendmodulen kommer att kunna ersättas av galliumarseniddioder.
- Vår framtida målsättning är att kunna bygga in även förstärkardelen i frontendmodulen. Innan det bli möjligt måste dock utbytet förbättras avsevärt.
Epcos tillverkar provexemplar av modulerna i dag och volymproduktionen kommer att sätta fart till sommaren. Då kommer frontendmodulerna främst att sitta i etablerade dualbandtelefoner som har en standardmässig tillverkning i större volymer. I de nya, mer komplexa modellerna som fortfarande är under en viss utveckling behöver telefontillverkarna större flexibilitet. Där passar diskreta saw-filter bättre. Fredrik Hellerström tror att i framtiden kommer kanske hälften av alla saw-filter att monteras diskret och hälften att bakas in i moduler.
- Vilket alternativ som passar bäst beror på vilka krav man har på storlek, pris och flexibilitet, säger han.
Lisa Ringström
