深入剖析SAW, BAW, FBAR滤波器
声表面波滤波器原理和应用
声表面波滤波器原理及应用1.声表面波滤波器（SAWF）的结构和工作原理声表面波滤波器（SAWF）是利用压电材料的压电效应和声特性来工作的。
具有压电效应的材料能起到换能器的作用，它可以将电能转换成机械能，反之亦然。
压电效应包括正压电效应和反压电效应。
所谓正压电效应是指压电材料受力变形产生电荷，因而产生电场的效应，即由机械能转换为电能，反压电效应是指压电材料在外加电场的作用下，产生机械形变的效应，也即由电能转换为机械能。
声表面波滤波器（SAWF）的结构如图2—12所示。
这种滤波器的基片是由压电材料（如铌酸锂或石英晶体）制成，在基片上蒸镀两组“叉指电极”，一般由金属薄膜用光刻工艺刻成。
左侧接信号源的一组称为发送换能器，右侧接负载的一组称为接收换能器，图中a、b分别为电极宽度和极间距离，W为相邻叉指对的重叠长度，称为“叉指孔径”。
当交变的电信号u s 加到发送换能器的两个电极上时，通过反压电效应，基片材料就会产生弹性形变，这个随信号变化的弹性波，即“声表面波”，它将沿着垂直于电极轴向（图中x方向）向两个方向传播，一个方向的声表面波被左侧的吸声材料吸收，另一方向的声表面波则传送到接收换能器，由正压电效应产生了电信号，再送到负载R L。
但叉指换能器的形状不同时，滤波器对不同频率信号的传送与衰减能力就会不一样。
图2—12 声表面波滤波器结构示意图为了简便起见，仅分析“均匀”型叉指换能器的频率特性。
所谓“均匀”型就是指图2—12中各叉指对的参数a、b、W 都相同，设换能器有n+1个电极，并把换能器分为n节或N个周期（N=n/2），各电极将激发出相同数量的声表面波，声表面波的波长由指装点基的宽度a和间隔b决定，声表面波的频率与传播速度有关，其自然谐振频率（或机械谐振频率）为v是声表面波的传播速度，约为3×103m/s，比光速小很多，比声速高9倍多。
在f0一定，速度v低时（a+b）就可以小，所以声表面波器件的尺寸可以做得很小，但f0很低，则（a+b）就增大，SAWF的尺寸就增大，因此它适合工作在高频或超高频段。
《SAW滤波器的设计》课件
未来发展趋势包括高集成度、高 可靠性、高性能等，同时也存在 着温度补偿、复合滤波、去耦合 波等技术难点需要克服。
参考文献
1. 周雪艳, 刘银梅, 李海涛. SAW滤波器设计技术综述[J]. 电子元器件, 2016, 35(4):78-82. 2. 叶振明, 陈典权, 令狐剑波. SAW滤波器一致性检测技术[J]. 信息与电子工程, 2018, 3(2):48-51. 3. M. M. Weckwerth, A. K . Co o ksy, B. G . Streetm an. Surface-Aco ustic-Wave Device Techno lo g y and
SAW滤波器的设计
欢迎来到SAW滤波器的设计课程。在这个课程中，我们将会探讨SAW滤波器的 基本原理，应用场景，设计要点和实例分析等内容。
概述
基本原理
通过声表面波滤波器将电信号转换成机械振动波来过滤掉特定频率信号，以实现信号处理和 滤波。
应用场景
SAW滤波器被广泛应用于移动通信、卫星通信、无线电视、RFID等多种领域中，是提高系统 性能的关键组成部分。
SAW滤波器的设计要点
1
设计流程
确定需求 -> 选取设计参数 -> 仿真分析 -> 优化设计 -> PCB板设计和制作。
2
参数对性能影响
SAW晶片厂家和型号选择、频率响应、带宽、通带波纹、阻带衰减、美观性和尺 寸等参数都会对滤波器的性能产生影响。
3
设计方法与方案
通过电磁仿真、频域分析和时间域分析等方法，不断优化设计方案，实现更高的 性能和更优秀的过滤特性。
3
滤波器电路图及特性曲线
将实验数据呈现为SAW滤波器电路图及特性曲线，便于直观观察实验效果和性能 表现。
saw滤波器生产工艺
saw滤波器生产工艺随着无线通信技术的不断发展，表面声波（Surface Acoustic Wave，简称SAW）滤波器作为一种重要的电子元器件，在通信设备、雷达系统、传感器等领域中得到了广泛的应用。
SAW滤波器具有尺寸小、性能优越、功耗低等优点，因此在电子产品中占据着重要的地位。
本文将介绍SAW滤波器的生产工艺，从原材料准备、制作工艺到最终成品测试，全面展示了SAW滤波器的制造过程。
1. 原材料准备SAW滤波器的主要制作材料包括石英基底、铝电极等。
首先需要准备高纯度的石英基底材料，通常采用单晶石英片或石英衬底。
同时，还需要准备金属铝作为电极材料。
这些材料的质量和纯度直接影响到最终SAW滤波器的性能表现，因此在选择原材料时需要十分谨慎。
2. 制作工艺2.1 沉积首先，在石英基底上进行金属铝的沉积工艺，形成铝电极。
沉积工艺通常采用物理气相沉积（PVD）或化学气相沉积（CVD）等技术，通过控制沉积参数和工艺条件，保证电极层的均匀性和精度。
2.2 光刻接着，利用光刻技术对沉积好的铝膜进行图案化处理，形成SAW滤波器的电极结构。
光刻技术主要包括感光胶涂覆、曝光、显影等步骤，通过模板光刻将电极结构转移到电极层上。
2.3 腐蚀经过光刻后，对未被光刻覆盖的铝电极进行腐蚀，去除多余的铝材料，形成最终的电极结构。
腐蚀工艺的控制对于保障滤波器的性能稳定性至关重要。
2.4 包封最后，将制作好的SAW滤波器进行封装，以保护器件内部结构免受外界影响，提高器件的可靠性和耐久性。
常用的封装材料包括环氧树脂、玻璃等，选择合适的封装材料能有效提升SAW滤波器的性能。
3. 成品测试制作完成的SAW滤波器需要进行严格的测试验证，以确保其性能符合设计要求。
常见的测试项目包括频率特性测试、衰减测试、带宽测试等。
通过这些测试，可以评估SAW滤波器的性能指标，如中心频率、通频带、衰减损耗等，确保产品质量。
结语通过以上制作工艺的介绍，可以看出SAW滤波器的生产过程需要经过多个关键步骤，每个步骤的精准控制都对最终产品的性能有着重要影响。
【科普】集成电路IC设计系列10之模拟芯片之RF IC
【科普】集成电路IC 设计系列10 之模拟芯片之RF IC今天来聊聊射频芯片。
传统来说，一部可支持打电话、发短信、网络服务、APP 应用的手机，一般包含五个部分部分：射频部分、基带部分、电源管理、外设、软件。
射频：一般是信息发送和接收的部分；基带：一般是信息处理的部分；电源：一般是节电的部分，由于手机是能源有限的设备，所以电源管理十分重要；外设：一般包括LCD，键盘，机壳等；软件：一般包括系统、驱动、中间件、应用。
在手机终端中，最重要的核心就是射频芯片和基带芯片。
射频芯片负责射频收发、频率合成、功率放大；基带芯片负责信号处理和协议处理。
RF 是Radio Frequency 的缩写，指无线电频率。
频率范围在300KHz～300GHz 之间。
RF 最早的应用是Radio—无线电广播（FM /AM）。
而射频芯片是将无线电信号通信转换成一定的无线电信号波形，通过天线谐振发送出去的电子元件。
在整个射频芯片赛道中，射频前端行业规模巨大，市场增速较快。
射频前端（Radio Frequency Front-End）在通讯系统中天线和基带电路之间的部分，包括发射通路和接收通路，一般由射频功率放大器、射频滤波器、双工器、射频开关、射频低噪声放大器等共同组成。
射频前端行业是我国集成电路行业中对外依存度较高的细分领域之一，特别是在5G、高集成度射频前端模组等前沿市场，据Yole 的数据，2022 年全球射频前端市场由Broadcom（19%）、Qualcomm（17%）、Qorvo（15%）、Skyworks （15%）和村田（14%）等美系和日系厂商占据主导地位，这些射频巨头通过不断地收购整合，不断补强射频前端技术能力。
这五大射频前端厂商合计占据市场约80%的份额，也占据我国大部分的市场份额。
射频前端结构射频前端是无线通信系统构架四大部分（天线、射频前端、射频收发模块以及基带信号）之一，主要功能是将数字信号向无线射频信号转化。
射频前端基本架构及工作原理解析
声学滤波器
SAW滤波器
BAW滤波器
普通SAW
声表面滤波器—— 技术成熟且仍在发 展，低成本，应用 广泛
TC-SAW
温度补偿滤波器—— 弥补普通SAW温度 变化大的缺陷，制造 复杂度和成本更高
I.H.P-SAW
高频SAW滤波器— —高Q值、低TCF、 高散热性，可满足滤 波器小型化的需求
双工器的内部结构
双工器的外部引线
7
1.3、功率放大器PA： 放大射频信号进行发射
功率放大器（PA，Power Amplifier）是射频前端的核心部件，利用三极管的电流控制作用或场效应管 的电压控制作用将电源的功率转换为按照输入信号变化的电流。 PA主要用于发射链路，通过把发射通道的微弱射频信号放大，使信号成功获得足够高的功率，从而实 现更高通信质量、更强电池续航能力、更远通信距离。PA的性能可以直接决定通信信号的稳定性和强 弱。
晶圆(4寸晶圆为主)采用光刻、镀膜等工艺进行图形化处理， 实现压电薄膜的制作是关键的工艺环节，材料主要为氯化
芯片表面结构和制作工艺较简单
铝(AIN)和氧化锌(ZnO)
成本 优势
较低 (≈0.1-0.5美金）
体积小于传统的陶瓷滤波器， 设计灵活性大、技术成熟、可靠性高
高（>1美金）
适用于高频、温度变化不敏感、声波垂直传播方式易于小 型化，尺寸随频率升高而缩小
功率放大器以三极管/场效应管为核心，通过匹配网络 放大成为功率信号
8
1.3、功率放大器PA： 放大射频信号进行发射
随着半导体材料的不断发展，功率放大器也经历了CMOS、GaAs、GaN三大技术路线。第一代半导体材 料是CMOS，技术成熟且产能稳定。第二代半导体材料主要使用GaAs或SiGe，有较高的击穿电压，可 用于高功率、高频器件应用。第三代半导体材料GaN在性能上显著强亍GaAs，但成本较高。 目前移动端民用市场主要采用GaAs 作为功放，而GaN在部分基站端应用率先实现替代。未来GaN将成 为高射频、大功耗应用的主要方案。
SAW滤波器
SAW滤波器专业术语标称频率：通常是指中间频率的标称值，用于做相对于标准的参考频率。
通带宽度：这是一个频率间隔，并确保这时的相对衰耗等于或低于指定的衰耗值带内波动：这是指通带内达到最大衰减之间，最大和最小衰减耗的最大差值插入损耗：这是区分滤波器插入和未插入时的衰耗值的，它可分为最小损耗和恒定损耗。
最小损耗是指插入损耗的最小值，恒定损耗是指在标称频率时的损耗。
两者都可作为插入损耗的参考标准，通常将最小损耗作为标准。
阻带宽度：指相对衰耗等于或高于指定值的频率间隔。
固定衰耗和带宽：这是指在衰耗带宽中保证的相对损耗和频率间隔。
终端阻抗：这是电源阻抗或从滤波器侧看的负载阻抗值，它通常被等效为一个电阻和电容的并联。
群延时：它是相位对角频率的微分值群延时带内波动：在特定的通带宽度中群延时的最大和最小群延时的最大差值1．产能力范围如下图所示：Fig52．在声表面波的最大额定值范围内使用3．不要用高于最大输入电压值的电压，过高的电压会加速产品特性的退化。
4．在使用SAW器件前，要做好接地工作，从而尽量减小输入和输出端的耦合，否则将这种耦合造成器件的幅度和群延时波动。
注意波频为f = 1/T5．在输入和输出区之间成倍反射的声表面波TTE波着附于主信号波上，会使主信号幅度和群延时产生抖动，从而增加端品间的失配度，而SAW 应该工作在给定的终端条件下。
注意波频为f = l /T6．注意不要在引脚施加太大的压力7．存储和运输声表面波器件的特定温度必须低于85℃8．注意在焊接声表面波产品的时候要防止施加电压9．避免声表面波作为独立单元和被安装在PC板上后被超声波消磁。
在声表面波产品清洗时应该仔细选择清洗剂（器）10．安装表帖装型声表面波设备10-1 严重的温暖变化；在严重的温度变化情况下，焊接部分将出现爆裂，因为印刷线路板材和表面型声表面波器件的陶瓷封装有着不同温度系数。
如果要避免这种情况出现，请预先向我们咨询温度条件等情况。
SAW滤波器的设计演示教学
SAW滤波器的特点
1）SAW滤波器具有体积小，重量轻，可靠性高等特点，SAW滤波器是利用叉指换能器在压 电材料上激发和检测SAW来实现滤波功能的，SAW速度比电磁波的慢5个数量级，一般只有 几Km/s，所以SAW滤波器的体积很小。
外壳：DIP3825，DIP3512，DIP2712，DIP2212，F11，TO39 SMD2409，SMD13.3*6.5 ，SMD9*7，SMD7*5，SMD5*5，SMD3.8*3.8，SMD3.0*3.0 CSP2520，CSP2016，CSP1411，CSP1109，CSP0806
)
1, 0,
f fs /
f 2
p/
2 f
0.5
/
dt
采用优化算法,使误差函数最小,可找到加权序列 xi
用同样的方法,可以找到第二个换能器的加权序列,只是在进行优化时, 是将两换能器频响的乘积进行优化,而不是单独对第二个换能器进行优化
x1 2x1
将加权系数与Sinc(x)卷积,得到时域波形信号 S(t)
SAW横向滤波器设计流程
1)根据指标要求选择基片材料、芯片长度、外壳大小
2)将滤波器的频响移到基带或低中频
3)确定一个换能器长度,用优化算法寻找其加权系数,频响的通带和阻带最好 是等波动的
4)确定另一个换能器长度,用优化算法寻找其加权系数,算法最好是最小二乘 法
5 )将两换能器的加权系数序列分别与sin(x)/x函数进行卷积，然后抽样，得 到两换能器的加权系数
小结
1)根据指标要求,选择压电材料和滤波器结构(包括长度,孔径等) 2)设计第一个换能器 3)设计第二个换能器 4)分析计算整个滤波器的频响 5)利用逆付立叶变换进行补偿 6)生成制版数据文件
SAWF(声表面滤波器),特点及用途
什么是SAWF(声表面滤波器),特点及用途什么是SAWF(声表面波滤波器)声表面波滤波器是利用石英、铌酸锂、钛酸钡晶体具有压电效应的性质做成的。
所谓压电效应，即是当晶体受到机械作用时，将产生与压力成正比的电场的现象。
具有压电效应的晶体，在受到电信号的作用时，也会产生弹性形变而发出机械波（声波），即可把电信号转为声信号。
由于这种声波只在晶体表面传播，故称为声表面波。
声表面波滤波器的英文缩写为SAWF，声表面波滤波器具有体积小，重量轻、性能可靠、不需要复杂调整。
在有线电视系统中实现邻频传输的关键器件。
声表面波滤波器的特点是：（1）频率响应平坦，不平坦度仅为±0.3-±0.5dB，群时延±30-±50ns。
（2）SAWF矩形系数好，带外抑制可达40dB以上。
（3）插入损耗虽高达25-30dB，但可以用放大器补偿电平损失。
声表面波滤波器包括声表面波电视图像中频滤波器、电视伴音滤波器、电视频道残留边带滤波器。
声表面波滤波器的典型技术指标如下表所示。
声表面滤波器封装的分类插件型和贴片型(具体的图片如下图声表面波滤波器的应用及发展1 前言声表面波—SAW（SurfaceAcousticWave）就是在压电基片材料表面产生和传播、且振幅随深入基片材料的深度增加而迅速减少的弹性波。
SAW滤波器的基本结构是在具有压电特性的基片材料抛光面上制作两个声电换能器——叉指换能器（IDT）。
它采用半导体集成电路的平面工艺，在压电基片表面蒸镀一定厚度的铝膜，把设计好的两个IDT的掩膜图案，利用光刻方法沉积在基片表面，分别作为输入换能器和输出换能器。
其工作原理是输入换能器将电信号变成声信号，沿晶体表面传播，输出换能器再将接收到的声信号变成电信号输出。
2 SAW滤波器的特点SAW滤波器的主要特点是设计灵活性大、模拟/数字兼容、群延迟时间偏差和频率选择性优良（可选频率范围为10MHz～3GHz）、输入输出阻抗误差小、传输损耗小、抗电磁干扰（EMI）性能好、可靠性高、制作的器件体小量轻，其体积、重量分别是陶瓷介质滤波器的1/40和1/30左右，且能实现多种复杂的功能。
baw滤波器设计通用规则
baw滤波器设计通用规则
BAW滤波器是一种基于声波的滤波器，可以用于信号处理和通信系统中。
它由压电材料构成，具有高品质因数和较低的失谐。
BAW滤波器通常由压电晶体材料制成，如钨酸锂或钛酸锌。
BAW滤波器的设计原则是基于声波的传播和压电材料的特性。
首先，我们需要选择合适的压电材料，以满足特定的应用需求。
然后，根据设计要求确定滤波器的中心频率和带宽。
接下来，利用压电材料的特性，设计合适的电极结构和尺寸，以实现所需的频率响应。
在设计过程中，需要考虑到滤波器的损耗和带宽选择。
为了降低损耗，可以采用高品质因数的压电材料，并设计合理的电极结构。
带宽选择需要根据具体的应用需求来确定，可以通过调整电极尺寸和材料参数来实现。
除了上述基本原则，还可以考虑其他因素来改善滤波器的性能。
例如，可以使用多层结构来增加带宽和降低损耗。
还可以采用衬底抑制技术来降低杂散响应和交叉耦合。
BAW滤波器的设计是一个综合考虑多个因素的过程。
通过合理选择压电材料、设计适当的电极结构和尺寸，以及优化其他相关参数，可以实现所需的滤波器性能。
这些原则和方法可以应用于各种应用领域，如无线通信、雷达系统和卫星通信等。
射频滤波器的主要技术路线
1.射频滤波器：射频前端中价值量最大的细分领域1.1 射频滤波器的产品类别手机终端的通信模块主要由天线、射频前端模块、射频收发模块、基带信号处理等组成。
射频前端介于天线和射频收发模块之间，是移动智能终端产品的重要组成部分。
射频前端器件主要包括滤波器(Filters)、低噪声放大器(LNA)、功率放大器(PA)、射频开关(RF Switch)、天线调谐开关(RF Antenna Switch)、双工器(duplexer)等。
其中滤波器的功能是通过电容、电感、电阻等电学元件组合来将特定频率外的信号滤除，保留特定频段内的信号。
目前手机中常用的滤波器产品形态包括（1）声表面波滤波器(Saw Filter，Surface Acoustic Wave Filter)（2）固贴式薄膜体声波滤波器(Baw Filter，SMR Bulk Acoustic Wave Filter)（3）薄膜腔体谐振滤波器(Fbar，Film Bulk Acoustic Resonator)（4）滤波器模组，如DiFEM(分集接受模组，集成射频开关和滤波器)、LFEM（集成射频开关、滤波器及LNA）、FeMid（集成开关、滤波器和双工器）、PaMid（集成多模式多频带PA和FeMid）图1:智能手机通信系统结构示意图资料来源：Wind，国元证券研究中心5G驱动下，射频前端市场到2023年超过2400亿元。
根据Yole数据，2017年全球射频前端市场规模约为150亿美金，预计到2023年射频前端产值将达到350亿美金（折合2434亿元）。
其中，射频滤波器市场规模达225亿美金（折合1565亿元），PA市场规模达70亿美金，射频开关市场达30亿美金，射频Tuner 市场达10亿美金，LNA 市场达6亿美金，毫米波射频模组市场达4.2亿美金。
图2: 射频前端领域各子行业的市场规模资料来源：Yole ， 国元证券研究中心1.2 射频滤波器是射频领域最大的子行业滤波器是射频前端各领域产值占比最高的产品，据Resonant 数据，2020年滤波器占射频前端市场份额将达50%以上。
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深入剖析SAW, BAW, FBAR滤波器很多通信系统发展到某种程度都会有小型化的趋势。
一方面小型化可以让系统更加轻便和有效，另一方面，日益发展的IC制造技术可以用更低的成本生产出大批量的小型产品。
MEMS(MicroElectromechanical System)是这种小型产品的相关技术之一。
MEMS 可以检测环境的变化并通过微型电路产生相关反应。
MEMS的主要部分包括sensor(微传感器)或actuator(微执行器)和transducer(转换装置)，其中sensor可以检测某种物理，化学或生物的存在或强度，比如温度，压力，声音或化学成分，transducer会把一种energy转换成另外一种(比如从电信号到机械波)。
目前MEMS被广泛的利用在多个领域里，如下图。
这篇文章主要说说MEMS的几种RF相关应用产品SAW,BAW, FBAR filter，也是目前手机中最常用的几种filter。
SAW,BAW和FBAR中，A都代表着Acoustic。
Acoustic wave中文翻译成声波，声波按频率分成3段，audio,infrasonic(次声波)和ultrasonic(超声波)。
Audio的频率为20Hz ~ 20KHz, 是人耳能听见的范围。
Infrasonic(次声波)是低频率，20Hz一下，人耳听不到，可以用来研究地理现象(比如地震)。
Ultrasonic(超声波)是20KHz到109KHz，也是人耳听不到的范围。
下面提到的声波都是超声波的范围，首先我们看看SAW filter。
Surface Acoustic Wave(SAW) filter顾名思义，SAW是一种沿着固体表面(surface)传播的声波(acoustic wave)。
一个基本的SAW filter由压电材料(piezoelectric substrate)和2个Interdigital Transducers(IDT)组成，如下图。
IDT是由交叉排列的金属电极组成，上图中左边的IDT把电信号(electrical signal)转成声波(acoustic wave)，右边的IDT把接收到的声波再转成电信号。
电信号和声波(属于mechanical wave)之间转换也称为electromechanical coupling。
那IDT是怎么把电信号转成声波呢？原因在于IDT下方的压电材料。
压电(piezoelectricity or piezoelectric effect)Piezoelectricity这词来源于希腊语piezein，表示施加压力，1880年由两位法国物理学家(Pierre，Paul-Jacques Curie)发现。
压电是指某些晶体(Crystal)受到外部压力时会产生电压，相反地，如果某些晶体两面存在电压，晶体形状会轻微变形。
为什么会发生这种现象？首先说晶体，科学意义上的晶体指其原子或分子在三维空间内以非常有规律地排列，而且隔一段距离重复着unit cell(基本组成单元)的固体，比如食盐和糖也是晶体。
大部分晶体的unit cell原子排列是对称的(with a center of symmetry)，不管有没有外部压力，基本单元里的net electric dipole始终是零，而压电晶体的原子排列是不对称的(lacks a center of symmetry)。
压电晶体原子排列虽然不对称，但正电荷(positive charge)会和附近负电荷(negative charge)相互抵消(更确切是electric dipole moments相互抵消)，所以整体的晶体不带电。
当晶体受到压力时外形会变化，一些原子间距离会变得更近或者更远，打乱了原来保持的平衡，出现净电荷(net electrical charge)，晶体表面出现positive charge和negative charge。
这种现象称为压电(piezoelectric effect)。
相反地，晶体两端加电压时原子受到“electrical pressure”，为了保持电荷的平衡，原子来回震动使压电晶体形状轻微变形。
这种现象称为reverse-piezoelectric effect。
石英(quartz)是很常见的压电材料，我们平时生活中使用的石英表也利用了石英的压电特性。
纽扣电池给手表里面的电路供电，电路会让石英晶体精确的震荡(震动)32768次/秒，再把震荡转成一次/秒的脉冲，脉冲再驱动小型电机进而转动齿轮(指针)。
SAW filter常用的压电材料有LiTaO3，LiNbO3，SiO2等。
其基本结构中左边IDT 交叉排列的电极之间交流电压产生压电材料的mechanical stress并以SAW的形式沿着表面传播，而在垂直方向上SAW幅度快速衰落。
右边的IDT也是同样结构，只是接收SAW，输出电信号。
中间部分的shielding会影响输入和输出之间的耦合(coupling)，关系到通带内的幅度ripple和群时延(group delay)。
SAW filter也可以用ladder type(串并组合)，如下图。
SAW的频率可以大致参考以下公式:F = V/λV是SAW的速率(velocity)，大概3100m/s, λ是IDT电极之间间距。
从公式可以看出，频率越高IDT电极之间间距越小，所以SAW filter不太适合大约2.5GHz以上的频率。
另外很小的间距(高频率)下电流密度太大(高功率)会导致电迁移(electromigration)和发热等问题，当然，通过一些方法(IDT材料的改进等)也可以弥补这些。
SAW filter对温度变化也敏感，性能随着温度升高变差。
TC(temperature compensated)-SAW filter就是为了改善温度性能，IDT上增加了保护涂层。
普通的SAW filter频率温度系数(TCF, temperature coefficient of frequency)大约-45ppm/oC左右，而TC-SAW大约-15到-25ppm/oC。
增加的涂层使工艺变得复杂，成本也增加，不过相对BAW filter还是便宜一些。
Bulk Acoustic Wave(BAW) filter相比SAW filter，BAW filter更适合于高频率。
跟SAW/TC-SAW filter一样，BAW filter的大小也随着频率增加而减少。
另外，BAW filter有对温度变化不敏感，插入损耗小，带外衰减大(steep filter skirts)等优点。
与SAW filter不同，声波在BAW filter里是垂直传播。
从名字也可以看出，SAW 是surface, 沿着表面传播，BAW是bulk，物体内传播。
BAW filter的最基本结构是两个金属电极夹着压电薄膜(Quartz substrate在2GHz 下厚度为2um)，声波在压电薄膜里震荡形成驻波(standing wave)。
为了把声波留在压电薄膜里震荡，震荡结构和外部环境之间必须有足够的隔离才能得到最小loss和最大Q值。
声波在固体里传播速度为~5000m/s，也就是说固体的声波阻抗大约为空气的105倍，所以99.995%的声波能量会在固体和空气边界处反射回来，跟原来的波(incident wave)一起形成驻波。
而震荡结构的另一面，压电材料的声波阻抗和其他衬底(比如Si)的差别不大，所以不能把压电层直接deposit(沉积)在Si衬底上。
有一种方法是在震荡结构下方形成Bragg reflector，把声波反射到压电层里面。
Reflector由好几层高低交替阻抗层组成，比如第一层的声波阻抗大，第二层的声波阻抗小，第三层声波阻抗大，而且每层的厚度是声波的λ/4，这样大部分波会反射回来和原来的波叠加。
这种结构整体效果相当于和空气接触，大部分声波被反射回来，这种结构称为BAW-SMR(Solidly Mounted Resonator)，如下图。
还有一种方法叫FBAR(Film Bulk Acoustic Resonator), 包括Membrane type和Airgap type。
Membrane Type是从substrate后面etch到表面(也就是bottom electrode面)，形成悬浮的薄膜(thin film)和腔体(cavity)。
Membrane type类似于BAW resonator的基本模型，两面都是空气，由于空气的声波阻抗远低于压电层的声波阻抗，大部分声波都会反射回来。
不过薄膜结构需要足够坚固以至于在后续工艺中不受影响。
相比BAW-SMR，membrane type较少一部分跟底下substrate接触，不好散热。
Airgap type在制作压电层之前沉积一个辅助层(sacrificial support layer)，最后再把辅助层去掉，在震荡结构下方形成air gap。
因为只是边缘部分跟底下substrate接触，这种结构在受到压力时相对脆弱，而且跟membrane type类似，散热问题同样需要关注。
BAW filter种类BAW filter可以把多个resonator按一定拓扑结构连接。
BAW filter有多种类型，包括ladder type filter，lattice type filter，stacked crystal filter和coupled resonator filter。
这里只简单介绍ladder type和lattice type。
Ladder type(SAW最后也提过)使用的resonator包括串联和并联，一个串联的resonator加一个并联的resonator称为一个stage，整个ladder type filter可以由好几个stage组成。
了解ladder type filter的工作原理之前我们再看看BAW resonator的基本模型，如下图。
典型的基本结构如上图(a)，上下金属电极中间夹着压电层，对应的mBVD等效电路如上图(b)，对应的阻抗如上图(c)，可以看出有两个resonance频率，串联(fs)和并联(fp)。
工作原理如下图。
在通频带(pass band)上，series resonator fs阻抗很小，保证信号通过，shunt resonator fp阻抗很大，妨碍信号通过。
Lattice filter中每一个stage有4个resonator，包括2个串联和2个并联，基本模型如下图。
Ladder type可以用在单端(single-ended/unbalanced)和差分(balanced)信号上，而lattice type更适合用在差分(balanced)信号上。