手机用小型SAW双工器的开发动向_技术

　　前言

　　近年来安装了高性能应用的智能手机/平板电脑此类多功能设备在迅速普及。这种融合了通信功能的设备以流、导航、云对应等多样化而显著突出。为了对应这种功能的多样化，实现舒适快速的通信方式，确保通信容量/通信频率成为重大课题。

　　作为一种与通信终端共通的功能，我们在此列举各种网络的对应。手机通信规格在原来的GSM（全球移动通信系统）2G规格的基础上实现了高品质、高速度数据传输的3G系统UMTS（通用移动通信系统）。最近几年，也开始导入称为LTE（长期演进）这种第二代通信规格的服务。LTE是一种介于3G和4G之间的规格，也被称为3.9G，是一种有望长期发展的通信技术。

　　3G技术只是一种上行和下行达到数Mbps程度的速度，但是LTE却以上行50Mbps以上，下行100Mbps以上的速度，达到了与固定通信网络速度相同的目标。GSM/UMTS对应终端中，通常都是GSM搭载4个，UMTS搭载2-4个频带，如果要对应LTE的话还会再追加1-2个频带。图1是移动设备中搭载的平均频带数的推测图。网络上的通信量增大的同时，保证了通信容量、通信频率，LTE频带的搭载数量预测也将迅速增加。

　　
　　图1：移动设备中搭载的平均频带数量的推测

　　图2中所示的是GSM/UMTS/LTE对应终端的前端配置的示例图。为了保证高品质的通信质量，搭载了多功能终端，特别是除了这些通信规格，Wi-Fi™、Bluetooth®、GPS等通信功能也都被普遍搭载。它维持着移动设备的多功能化和多频带化，为了保证产品本身限定的容积内的容纳空间，构成RF部分的电子元器件的小型化需求也日渐强烈。

　　图2： GSM/UMTS/LTE对应终端的前端配置的示例

　　前端配置部分的减容瘦身

　　移动终端的前端部分搭载的电子元器件随着通信功能的混载和搭载频带数量的增加，正在日渐小型化。在构成无线通信设备的同时，RF收发器IC（RFIC;射频集成电路）是必备的元器件。RFIC具有变化电波频率、调节和调整信号功能。RFIC的接收端输入端子的趋势是由平衡输入转化成不平衡输入，通过实现不平衡输入的信号处理来达到削减RFIC端子数量的小型化目的。另外，PA的信号强度增加，采用了MMMB（多模多频段）PA。如果只用对应一个频带的PA构成的话，那只搭载频带数的PA就变得非常必要了，MMMBPA对应的是多波段，一个元器件就能覆盖多个的频带。如果使用这个的话，可以通过减少元器件个数来实现缩小搭载面积的目的。电感器、电容这种匹配的元件也不例外，可以推进从0603尺寸（0.6×0.3mm）到0402尺寸（0.4×0.2mm）的小型化。

　
　　图3：前端配置部分的削减瘦身

　　数据的接收和传输使用不同的频带，而却要同时通信的话那么为了达到接收和传输的信号分波段进行的标准，双工器是必要条件。双工器具有不同的频带，可以同时分别过滤传输信号和接收信号的频率，并且具备防止传输电路流向接收电路的功能。兼备了双工器的小型化和高减衰两个特质的SAW双工器也已普遍使用。它的FDD方式的搭载数量跟双工器相同，而对SAW双工器的小型化要求更加严格。

　　SAW双工器的小型化

　　图4所示是村田SAW双工器产品尺寸的变迁。从旧的空腔3025尺寸（3.0×2.5mm），到后来通过确立树脂封止方法将CSP型号成功产品化，实现了小型化。再后来，通过改善电极设计和加工技术，继续完善对小型化的完善。于是，2013年成功地将1814尺寸（1.8×1.4mm）的CSP型号SAW双工器产品化。它比现在主流的2016尺寸（2.0×1.6mm）还要再减少20%的搭载面积，成为了支撑今后搭载频带数量增加的新技术。