麦捷科技:提名国家科技进步奖项目公示
本成果属材料科学、电子信息、物理声学交叉领域。
声表面波滤波器是移动通讯系统信号收发的核心器件。高世代(3G、4G和5G)滤波器长期依赖进口,被国家发展改革委和工信部等联合认定为
“影响国家安全器件”的第二位。“高功率、小体积、大带宽”是高世代声表面波滤波器产业化面临的核心难点。
本成果团队在国家863计划支持下,产学研联动,军民融合,从材料微结构与性能调控出发,就声表面波滤波器换能器材料功率耐受性提升技术、大带宽低插损器件控制技术、微型化设计与器件精细加工技术、滤波器产业化集成技术开展了系统研究,主要技术创新点包括:
1、功率提升技术:阐明了换能器电极材料与压电材料间的机电耦合规律,揭示了换能器材料受高频交变应力作用的电迁移机理,研制出多种具有强(111)织构的高性能“Al/Ti(Ni)/压电单晶”多层结构换能器材料,器件抗电迁移能力提高10倍,滤波器功率从25dBm提升至35dBm(提升10倍),成为国际高功率滤波器结构的主流方案。
2、带宽增加技术:诠释了压电材料沿不同晶体取向的声表面波传播规律,发现调控电极膜厚和压电晶体取向可使漏波变为纯的水平剪切声表面波,设计并制备出大带宽、低插损的声表面波滤波器,相对带宽从5%增加至20%(增加4倍),突破了声表面波只能制备窄带滤波器的壁垒。
3、器件微型化技术:突破了声表面波滤波器耦合模/全波分析设计关键技术,通过加权和迭代技术优化指条参数,电磁耦合调控消除了器件多模干扰;突破了薄膜材料深亚微米光刻、分区曝光与拼接等微纳尺度精准加工技术,器件体积从十年前的3.8×3.8×1.5减小至0.8×0.6×0.45立方毫米,缩小至原来的1%。
4、器件产业化技术:发展出针对高世代滤波器的光刻、镀膜、金球凸点制作、划片、倒装焊、封装、在线检测等产业化技术,建立了自主知识产权的生产线,年产能30亿只,占国内产能的85%,达国际需求量的7%左右,实现了我国高世代移动通讯滤波器产品从无到有的突破。