E DIN EN 62575-1:2012-10

Volumenwellen-

(BAW-)Filter mit bewerteter Qualität für Hochfrequenz-(HF-)Anwendungen - Teil 1: Fachgrundspezifikation (IEC 49/998/CD:2012)

Dieser Teil von IEC 62575 legt die Prüfverfahren und die allgemeinen Anforderungen für HF-BAW Filter mit bewerteter Qualität fest, wobei entweder das Befähigungsanerkennungs- oder das Bauartanerkennungs¬verfahren angewendet wird. Die nach IEC 60368 genormten Quarzfilter gehören nicht zum Anwendungsbereich dieser Norm.
Im Kapitel Begriffe werden wesentliche allgemeine Begriffe und Definitionen erläutert die für die Anwendung der Norm notwendig sind. Die akustische Volumenwelle (BAW) ist eine akustische Welle, die sich zwischen der Oberseite und der Unterseite einer piezoelektrischen Struktur ausbreitet und dabei die gesamte Dicke des piezoelektrischen Festkörpers durchläuft. Die Welle wird durch Metallelektroden, die auf beiden Seiten der piezoelektrischen Schicht angebracht sind, angeregt. Der Volumenwellenfilter (BAW-Filter) ist ein Filter auf der Grundlage von akustischen Volumenwellen, die üblicherweise von einem Elektrodenpaar erzeugt werden und sich entlang einer Dünnschicht-Dickenrichtung ausbreiten.
Das Kapitel Bevorzugte Bemessungs- und Kennwerte enthält Nennfrequenzen, Arbeitstemperaturbereiche, Klimakategorie, Schärfegrad für die Dauerschockprüfung und Schärfegrad für die Schwingungsprüfung. Bei der Kennzeichnung der Filter sind die Volumenwellenfilter deutlich und dauerhaft mit den nachfolgenden Angaben in der angegebenen Reihenfolge und, sofern möglich, so vielen weiteren Angaben, wie als notwendig erachtet werden, zu kennzeichnen:
1) Bauartbezeichnung wie in der Bauartspezifikation angegeben;
2) Nennfrequenz;
3) Jahr und Woche der Herstellung;
4) Konformitätszeichen (sofern keine Konformitätsbescheinigung ausgestellt wird);
5) Werkskenncode;
6) Herstellername oder Firmenzeichen;
7) Anschlusskennzeichnung;
8) Bezeichnung der elektrischen Anschlüsse;
9) Seriennummer;
10) Klassifizierung von Bauelementen für die Oberflächenmontage.
Wenn die zur Verfügung stehende Oberfläche von Miniatur-BAW-Filtern den Umfang der Kennzeichnung begrenzt, müssen die Angaben zur Kennzeichnung in der Bauartspezifikation enthalten sein.
Im Kapitel Qualitätsbewertungsverfahren werden zwei Verfahren für die Anerkennung von BAW-Filtern mit bewerteter Qualität zur Verfügung gestellt, die Befähigungsanerkennung und die Bauartanerkennung.
Für die Anerkennung von BAW-Filtern ist das Verfahren der Befähigungsanerkennung oder der Bauartanerkennung anzuwenden. Diese Verfahren entsprechen den in IEC QC 001001 und IEC QC 001002-3 angegebenen Verfahren. Die Befähigungsanerkennung ist anzuwenden, wenn baulich ähnliche BAW-Filter auf der Grundlage gemeinsamer Konstruktionsregeln mit einer Reihe gleicher Verfahren hergestellt werden. Die Bauartanerkennung ist für Bauelemente anzuwenden, die nach einer allgemeinen Konstruktionsrichtlinie und einem festgelegten Herstellungsverfahren gefertigt werden und einer veröffentlichten Bauartspezifikation entsprechen.
Im Kapitel Prüf- und Messverfahren werden die Prüf- und Messbedingungen, die Maße und Lehrenverfahren und die Elektrische Prüfverfahren, das sind die Messung der Einfügungsdämpfung, Messung der Reflexionsdämpfung, Messung der Intermodulationsverzerrung, Messung der Einfügungsdämpfungs-Kennwerte bei festgelegter Abschlussimpedanz und Normalklima und Messverfahren für symmetrische Filter, erläutert.
Grundsätzlich werden Einfügungsdämpfung, Reflexionsdämpfung und Intermodulationsverzerrung bei symmetrischen BAW-Filtern unter Anwendung der in den vorangehenden Abschnitten beschriebenen Verfahren gemessen. Es ist zu beachten, dass ein Filter mit symmetrischen Anschlüssen auf der Eingangs- und der Ausgangsseite ein Viertor-Bauelement und ein Filter mit symmetrischen Anschlüssen auf der einen Seite und einem unsymmetrischen Anschluss auf der anderen Seite ein Dreitor-Bauelement ist. Es wird daher empfohlen, einen Mehrtor-Netzwerkanalysator zu verwenden.
BILD
Das Bild zeigt beispielhaft das Blockdiagramm eines Viertor-Netzwerkanalysators mit symmetrischen Anschlüssen auf der Eingangs- und Ausgangsseite. Eine vollständige Viertor-Kalibrierung wird für die vier Anschlüsse zur Messung der 16 S-Parameter des Filters (vier Anschlüsse × 4) durchgeführt, und anschließend werden die Kennwerte berechnet. Im Fall eines Dreitor-Bauelements, das auf einer Seite einen unsymmetrischen Anschluss hat, wird eine vollständige Dreitor-Kalibrierung durchgeführt, wobei der nicht verwendete Anschluss mit einer 50-Ohm-Last abgeschlossen wird. Es werden neun S-Parameter (drei Anschlüsse × 3) gemessen und anschließend entsprechende Berechnungen der Kennwerte durchgeführt.
Die Messung der Unsymmetrie erfolgt mit dem Filter als Zweitor-Bauelement, bei dem ein symmetrischer Anschluss mit einer 50-Ohm-Last abgeschlossen wird. Hierzu gehören die Differenzberechnung der Einfügungsdämpfung zwischen den beiden symmetrischen Anschlüssen sowie die Berechnung des aus dem Phasenunterschied von 180 Grad resultierenden Phasenfehlers.
Weitere Kapitel beschreiben mechanische und Umgebungsprüfverfahren und die Dauerprüfverfahren. Bei der Prüfung der Alterung (zerstörungsfrei) muss das HF-BAW-Filter, sofern in der Bauartspezifikation nicht anders festgelegt, für eine ununterbrochene Dauer von 30 Tagen bei (85 ± 2) °C gelagert werden. Nach der Prüfdauer muss das Filter bei Normalklima für Prüfungen aufbewahrt werden, bis das thermische Gleichgewicht erreicht ist. Die festgelegten Prüfungen müssen durchgeführt werden, und die Ergebnisse der Endmessungen müssen innerhalb der Grenzwerte liegen, die in der Bauartspezifikation festgelegt sind.
Zuständig ist das DKE/K 642 „Piezoelektrische Bauteile zur Frequenzstabilisierung und -selektion“ der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE.