弾性表面波 (SAW) デバイスと材料の技術動向

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。特に近年、スマートフォンの普及による周波数の混雑対策として、 (1) 急峻な特性と良好な温度特性をもつフィルタ、 (2) 第5世代用等、より高周波フィルタの要求など、ますますSAWフィルタへの期待が高くなっている。 　講演者は、VIF用SAWフィルタの開発後、11年間製造現場に従事してその実用化に成功し、その後、異動した開発部門では、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、板波を用いた、高周波デバイスや超広帯域なデバイス、LiTaO3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、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、SAWデバイス開発・実用化・製造現場での成功の要因や苦労話などをもり込みながら、SAWの原理、SAWの種類、SAW用材料、SAWデバイスの種類、なぜこのような開発テーマを考えたかなどの開発テーマの出し方、今後のSAW技術の動向、技術者に期待される要因等について講演する。

1. SAWの原理
   1. SAWとは
   2. SAWとバルク波の違い
   3. SAWの励振
2. SAWの種類
   1. レイリー波
   2. 漏洩弾性波
   3. 縦波型漏洩弾性波
   4. セザワ波
   5. BGS波
   6. ラブ波
   7. 板波
      • ラム波
      • SH波
   8. 層状構造弾性波
   9. 境界波
3. SAWの解析方法
   1. Campbell – Joneの方法
   2. FEM
4. 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
5. SAWデバイスの種類
   1. トランスバーサル型フィルタ
   2. SAW共振子
   3. 縦波型共振子フイルタ
   4. 横波型共振子フィルタ
   5. 境界波共振子・フィルタ
   6. ラダーフィルタ
   7. 他
6. SAWデバイスの開発・実用化例
   1. トランスバーサル型フィルタ
      • テレビVIF用
   2. 共振子
      • レイリー波
      • 漏洩弾性表面波
      • BGS波
      • 境界波等
   3. 縦結合共振子フィルタ
      • IFフィルタ
      • RFフィルタ
   4. 横結合共振子フィルタ
      • IFフィルタ
   5. ラダー型フィルタ
      • RFフィルタ
      • デュプレクサ
   6. 広帯域板板波共振子、フィルタ
      • キャビティ型
      • 音響多層膜型
   7. 高周波板波 (ラム波) 共振子
   8. 高QSAW共振子
7. 実用化にいたらなかったSAWデバイスの例とその要因
   1. 音響光学偏向素子
   2. 音響光学波長可変フィルタ
   3. ゼロ温度特性をもつSAWデバイス
   4. 他
8. 今後の動向
9. 技術者として期待されること
• 質疑応答