BAW梯形滤波器的布局设计方法技术

本发明专利技术公开了BAW梯形滤波器的布局设计方法，包括：根据每个BAWR的有效面积，预设每个BAWR形状；根据BAW梯形滤波器电路结构，排列BAWR；压缩布局，减小BAW梯形滤波器的布局面积；对BAWR切趾、微调或旋转；对BAWR和G‑S‑G焊盘布线；检测布局是否满足设计准则；对BAW梯形滤波器进行声‑电磁联合仿真，检测布局设计结果；本布局设计流程步骤简化，可提高BAW梯形滤波器布局的设计效率，结合设计准则，最大限度地优化BAW梯形滤波器布局面积；其中，设计准则可保证BAW梯形滤波器性能，减少电磁耦合等干扰；对于不同的BAW梯形滤波器布局设计，只需修改设计准则的参数，增强通用性，减少重复劳动。

【技术实现步骤摘要】
BAW梯形滤波器的布局设计方法
本专利技术属于微电子机械系统器件领域，具体涉及体声波（BAW，BulkAcousticWave）梯形滤波器的布局设计方法。
技术介绍
随着无线通讯设备的快速普及以及用户需求的不断扩展，手持移动通信产品正在往小型化和轻便化发展，而随着产品尺寸的减小，产品价格不断降低，对其功能的要求却逐渐增强。在手持移动通信产品中，射频滤波器已成为电子系统小型化和集成化的瓶颈之一。目前，BAW滤波器已经广泛地被市场所接受，BAW滤波器主要由多个BAW谐振器（BAWR，BulkAcousticWaveResonators）串、并联构建而成。BAW滤波器相比于传统的声表面波（SAW，SurfaceAcousticWave）滤波器和介质陶瓷滤波器，具有工作频率高、体积小、品质因数高、生产成本低、便于集成等优势。为进一步减小滤波器尺寸，除了使用体积小的BAW滤波器，还可以使BAWR在布局上排列更加紧凑。但随着滤波器布局的减小，会产生例如电磁耦合等干扰，从而影响滤波器性能。如何在保证滤波器性能的前提下，最大限度地减小滤波器布局面积，提高布局的面积利用率。现有公开的中国专利文献中，公开号为CN103455683A，公开日是2013年12月18日的中国专利技术专利文献，申请人是诺思（天津）微系统有限公司，该文献公开的“一种压电声波滤波器的设计和布局方法”，该技术方案提出了一种串联级中的谐振器的布局方式；其中，该滤波器包括：串联的多个串联级，每个串联级包括至少一个谐振器；位于每两个相邻的串联级之间的并联级，其中，每个并联级包括至少一个谐振器；其中，每个串联级中的谐振器与非相邻串联级中的谐振器之间存在分布电容，与该串联级相差级数较大的谐振器之间的分布电容小于与该串联级相差级数较小的谐振器之间的分布电容。该方案是通过压电声波滤波器中串联级的级数差来确定不同串联级中谐振器之间的分布电容的相对大小，以此设计压电声波滤波器中谐振器的版图布局，但该方案只设计了滤波器中串联谐振器的布局方式，没有设计并联谐振器和整个滤波器的布局方法。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述技术缺陷，提供了一种BAW梯形滤波器的布局设计方法，该方法提出了设计准则和设计流程，能够在保证滤波器性能的前提下，有效地设计BAW梯形滤波器的布局，最大限度地减小布局面积，提高滤波器布局的面积利用率。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：BAW梯形滤波器的布局设计方法，其特征在于包括步骤：第一步，根据每个BAWR的有效面积，预设每个BAWR形状；第二步，根据BAW梯形滤波器电路结构，排列BAWR；第三步，压缩布局，主要是通过减小BAW梯形滤波器的布局面积来实现压缩布局；第四步，对BAWR进行调整；调整方式包括切趾、微调、旋转中的一种、或两种，或三种，也就是根据布局的设计准则，确定对BAWR进行切趾，还是微调，还是进行旋转，也可能同时需要进行切趾、微调，或其他调整组合方式；第五步，对BAWR和G-S-G焊盘布线；第六步，检测布局是否满足设计准则；第七步，对BAW梯形滤波器进行声-电磁联合仿真，检测布局设计结果。所述设计准则是为保证BAW梯形滤波器性能，减少电磁耦合等干扰，分别限制单个BAW谐振器（BAWR）的形状、位置，BAWR之间的距离参数，BAWR与焊盘的距离参数和互连线。上述布局设计的流程为了简化，提高BAW梯形滤波器布局的设计效率，分为7个步骤并结合设计准则，最大限度地优化BAW梯形滤波器布局面积。对于布局设计准则，进一步包括：所述每个BAWR的任意两边均不平行，应为不规则凸四边形、或任意凸五边形、或其他凸多边形。因为BAWR受到纵波激励的同时，会激励出横向波。横向波在电极内来回反射，产生寄生谐振，此时若BAWR边缘处任意两点的横向波有相同的谐振频率，BAWR寄生谐振会增强，使得构成的滤波器带内插损增大。因此使用不规则四边形代替规则四边形，可以减小寄生谐振。所述每个BAWR的形状均接近正四边形或正五边形，应避免出现过小的锐角或过大的钝角。因为在凸四边形中，过大的钝角会使得其中一个锐角过小；过小的锐角会导致横向波在电极内来回反射时，入射路径和反射路径太短，使得BAWR寄生谐振频率过高，影响滤波器性能。当单个BAWR的面积相对较大时，尽量采用五边形；当单个BAWR的面积较小时，尽量采用四边形。因为在相同周长情况下，五边形的面积大于四边形的面积，面积相对较大的BAWR采用五边形，可以使设计的布局更加紧凑。在电路上相连的BAWR，在布局上相邻。因为较短的连线能够减少信号传输损耗和电磁干扰。电路上相连的BAWR，在布局上对应的两个BAWR的相对两边的夹角为θ，且0≤θ≤15º。使相邻两个BAWR的相对两边尽量平行却不平行。由于相对两边平行，可以节省布局面积，但相对两边平行会增大电磁耦合等干扰。电路上相连的BAWR，在布局上对应的与G-S-G焊盘相邻的BAWR的相对边的夹角为θ，且0≤θ≤15º。使得与G-S-G焊盘相邻的BAWR的相对边，尽量与G-S-G焊盘边缘接近平行。由于相对两边平行，可以节省布局面积，但相对两边平行会增大电磁耦合等干扰。所述相邻的BAWR之间的距离应大于Gneighboring，Gneighboring为相邻BAWR的最小间距。非相邻的BAWRseries（BAWRseries为串联的BAWR）的之间距离应大于Gnonadjacent，Gnonadjacent为非相邻BAWRseries的最小间距。在电路中，位于输入端的BAWRseries与输出端的BAWRseries之间最小距离为Gfirst-last（一般Gfirst-last≥Gnonadjacent≥Gneighboring）。所述BAWR与G-S-G焊盘之间的间距应大于GBAWR-Pad，GBAWR-Pad为BAWR与G-S-G焊盘的最小间距。在布局设计中，BAWRseries的排列方式对滤波器的性能有着重要的影响，特别是位于输入端的BAWRseries与输出端的BAWRseries之间的距离对滤波器的影响起着决定性作用。为减小电磁耦合等干扰，需要规定非相邻BAWRseries之间、相邻BAWR之间、输入端的BAWRseries与输出端的BAWRseries之间和BAWR与G-S-G焊盘之间的最小距离。对于不同的性能指标和不同的电路设计，间距参数可以根据实际自行调整。各个BAWR之间的互连线、BAWR与焊盘之间的互连线的宽度至少大于所连接BAWR的一条边长；因为可以增大传输信号的功率。所述BAW梯形滤波器的布局为矩形（不含G-S-G焊盘）且尽量接近正方形；在制造过程中，方便切割晶圆。本专利技术的有益效果如下：本专利技术对于不同的BAW梯形滤波器布局设计，只需修改设计准则的参数，增强通用性，减少重复劳动；同时，本专利技术能够保证BAW梯形滤波器性能，最大限度地优化布局面积，提高晶圆上BAW梯形滤波器芯片的数量。附图说明图1为本专利技术的设计流程图。图2为本专利技术5阶BAW梯形滤波器的电路原理图。图3（a）-3（b）为本专利技术5阶BAW梯形滤波器中BAWR外接圆。图4（a）-4（d）为本专利技术5阶BAW梯形滤波器的布局设计步骤。图5（a）-5（b）为本专利技术5阶BAW梯形滤波器的布局仿真结果。具体实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】
BAW梯形滤波器的布局设计方法，其特征在于包括步骤：第一步，根据每个BAWR的有效面积，预设每个BAWR形状；第二步，根据BAW梯形滤波器电路结构，排列BAWR；第三步，压缩布局；第四步，对BAWR进行调整；调整方式包括切趾、微调、旋转中的一种、或两种，或三种；第五步，对BAWR和G‑S‑G焊盘布线；第六步，检测布局是否满足设计准则；第七步，对BAW梯形滤波器进行声‑电磁联合仿真，检测布局设计结果。

【技术特征摘要】
1.BAW梯形滤波器的布局设计方法，其特征在于包括步骤：第一步，根据每个BAWR的有效面积，预设每个BAWR形状；第二步，根据BAW梯形滤波器电路结构，排列BAWR；第三步，压缩布局；第四步，对BAWR进行调整；调整方式包括切趾、微调、旋转中的一种、或两种，或三种；第五步，对BAWR和G-S-G焊盘布线；第六步，检测布局是否满足设计准则；第七步，对BAW梯形滤波器进行声-电磁联合仿真，检测布局设计结果。2.根据权利要求1所述的BAW梯形滤波器的布局设计方法，其特征在于：所述第一步必须满足设计准则二，所述设计准则二为：要求单个BAWR的形状均类似正n边形，n为正整数，n≥4；其中，当单个BAWR的形状为四边形时，四边形中内角应大于80º，在n+1边形中内角应全为钝角；所述第一步必须满足设计准则三，所述设计准则三为：要求当单个BAWR的面积大于串联的BAWR中最小面积的1.5倍时，应采用n+1边形，n为正整数且n≥4。3.根据权利要求1或2所述的BAW梯形滤波器布局设计方法，其特征在于：所述第二步必须满足设计准则四，所述设计准则四为：要求在电路上相连的BAWR在布局上相邻。4.根据权利要求1所述的BAW梯形滤波器布局设计方法，其特征在于：所述第三步必须满足设计准则六，所述设计准则六为：要求相邻的BAWR之间的距离应大于Gneighboring，Gneighboring为相邻BAWR的最小间距；非相邻的BAWRseries的之间距离应大于Gnonadjacent，Gnonadjacent为非相邻BAWRseries的最...

【专利技术属性】
技术研发人员：张大鹏，贾乐，周禄雄，王天雄，胡政东，韩超，王显波，文数文，
申请(专利权)人：四川省三台水晶电子有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51