高可靠性RF MEMS单刀双掷开关设计及加工关键技术研究
发布时间：2022-01-22 00:48
射频开关是微波控制电路中的重要组成部分,RF MEMS开关因其功耗低、尺寸小、线性度好等优点使其成为当今MEMS领域的研究热点。其中单刀双掷开关（SPDT）是RF MEMS开关中的一种,可以广泛应用于微波通讯系统中。本文提出了一种基于漏斗形功分器的单刀双掷开关,并对其结构设计、工艺加工过程中的关键技术进行研究,旨在获得一款高可靠性的单刀双掷开关。论文首先对SPDT的结构进行设计及优化。SPDT主要由功分器和单刀单掷开关两部分构成,首先在传统T型结功分器的基础上通过HFSS软件对其结构进行优化设计,得到了漏斗形、喇叭形、半圆形三款功分器,并选择性能最优的漏斗形功分器应用于SPDT中,降低了SPDT的插入损耗,提高其射频性能。之后针对金属接触式MEMS开关接触点容易粘附导致开关失效的问题设计了一款高可靠性、高隔离度、高回复力的单刀单掷开关,提高了SPDT的可靠性。论文对SPDT加工工艺进行研究,详细介绍了SPDT的版图设计、工艺流程及重要工艺参数,并重点研究了电镀工艺、牺牲层工艺、凸点钝化等关键工艺,以提高开关的可靠性。尤其着重对牺牲层工艺展开研究,首先研究了高质量聚酰亚胺牺牲层的制备,之...
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
YaoJJ研制的串联接触式射频MEMS开关
中北大学学位论文5图1-2Radant公司研制的串联接触式射频MEMS开关Figure1-2SeriescontactRFMEMSswitchdevelopedbyRadant2009年新加坡南洋理工大学的FeixiangKe，JianminMiao等人研制了一款串联接触式MEMS开关[27]。如图1-3所示，该开关采用氮化硅、氧化硅、钛金三层复合膜来作为开关上电极，并提出了多层金属接触的概念，接触点材料为50nm铬/50nm钌/500nm金/50nm钌。该开关的插入损耗在4GHz时约为-0.7dB，在15GHz时约为-2.8dB，插损较大，这是由于悬臂梁制作不精确造成的。隔离度在1GHz时优于-45dB，在15GHz时，隔离度仍优于-20dB。图1-3南洋理工大学研制的串联接触式MEMS开关Figure1-3SeriescontactMEMSswitchdevelopedbyNanyangTechnologicalUniversity2010年，美国Raytheon实验室设计实现了DC~40GHz工作频段的射频MEMS接触式开关[28,29]，经美国国防部有关实验室测试，该开关寿命已经达到1011次。该接触式开关在DC~40GHz宽频带内具有良好的射频性能，插入损耗优于-0.3dB，隔离度在40GHz频点上仍优于-20dB，适用于微波测量系统。而该实验室的电容式开关，寿命已高达3×1011次，开关的插入损耗小于0.3dB，隔离度大于20dB，但驱动电压较大，大约50V。如图1-4所示。
中北大学学位论文5图1-2Radant公司研制的串联接触式射频MEMS开关Figure1-2SeriescontactRFMEMSswitchdevelopedbyRadant2009年新加坡南洋理工大学的FeixiangKe，JianminMiao等人研制了一款串联接触式MEMS开关[27]。如图1-3所示，该开关采用氮化硅、氧化硅、钛金三层复合膜来作为开关上电极，并提出了多层金属接触的概念，接触点材料为50nm铬/50nm钌/500nm金/50nm钌。该开关的插入损耗在4GHz时约为-0.7dB，在15GHz时约为-2.8dB，插损较大，这是由于悬臂梁制作不精确造成的。隔离度在1GHz时优于-45dB，在15GHz时，隔离度仍优于-20dB。图1-3南洋理工大学研制的串联接触式MEMS开关Figure1-3SeriescontactMEMSswitchdevelopedbyNanyangTechnologicalUniversity2010年，美国Raytheon实验室设计实现了DC~40GHz工作频段的射频MEMS接触式开关[28,29]，经美国国防部有关实验室测试，该开关寿命已经达到1011次。该接触式开关在DC~40GHz宽频带内具有良好的射频性能，插入损耗优于-0.3dB，隔离度在40GHz频点上仍优于-20dB，适用于微波测量系统。而该实验室的电容式开关，寿命已高达3×1011次，开关的插入损耗小于0.3dB，隔离度大于20dB，但驱动电压较大，大约50V。如图1-4所示。
本文编号：3601258
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
YaoJJ研制的串联接触式射频MEMS开关
中北大学学位论文5图1-2Radant公司研制的串联接触式射频MEMS开关Figure1-2SeriescontactRFMEMSswitchdevelopedbyRadant2009年新加坡南洋理工大学的FeixiangKe，JianminMiao等人研制了一款串联接触式MEMS开关[27]。如图1-3所示，该开关采用氮化硅、氧化硅、钛金三层复合膜来作为开关上电极，并提出了多层金属接触的概念，接触点材料为50nm铬/50nm钌/500nm金/50nm钌。该开关的插入损耗在4GHz时约为-0.7dB，在15GHz时约为-2.8dB，插损较大，这是由于悬臂梁制作不精确造成的。隔离度在1GHz时优于-45dB，在15GHz时，隔离度仍优于-20dB。图1-3南洋理工大学研制的串联接触式MEMS开关Figure1-3SeriescontactMEMSswitchdevelopedbyNanyangTechnologicalUniversity2010年，美国Raytheon实验室设计实现了DC~40GHz工作频段的射频MEMS接触式开关[28,29]，经美国国防部有关实验室测试，该开关寿命已经达到1011次。该接触式开关在DC~40GHz宽频带内具有良好的射频性能，插入损耗优于-0.3dB，隔离度在40GHz频点上仍优于-20dB，适用于微波测量系统。而该实验室的电容式开关，寿命已高达3×1011次，开关的插入损耗小于0.3dB，隔离度大于20dB，但驱动电压较大，大约50V。如图1-4所示。
中北大学学位论文5图1-2Radant公司研制的串联接触式射频MEMS开关Figure1-2SeriescontactRFMEMSswitchdevelopedbyRadant2009年新加坡南洋理工大学的FeixiangKe，JianminMiao等人研制了一款串联接触式MEMS开关[27]。如图1-3所示，该开关采用氮化硅、氧化硅、钛金三层复合膜来作为开关上电极，并提出了多层金属接触的概念，接触点材料为50nm铬/50nm钌/500nm金/50nm钌。该开关的插入损耗在4GHz时约为-0.7dB，在15GHz时约为-2.8dB，插损较大，这是由于悬臂梁制作不精确造成的。隔离度在1GHz时优于-45dB，在15GHz时，隔离度仍优于-20dB。图1-3南洋理工大学研制的串联接触式MEMS开关Figure1-3SeriescontactMEMSswitchdevelopedbyNanyangTechnologicalUniversity2010年，美国Raytheon实验室设计实现了DC~40GHz工作频段的射频MEMS接触式开关[28,29]，经美国国防部有关实验室测试，该开关寿命已经达到1011次。该接触式开关在DC~40GHz宽频带内具有良好的射频性能，插入损耗优于-0.3dB，隔离度在40GHz频点上仍优于-20dB，适用于微波测量系统。而该实验室的电容式开关，寿命已高达3×1011次，开关的插入损耗小于0.3dB，隔离度大于20dB，但驱动电压较大，大约50V。如图1-4所示。
本文编号：3601258
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/xixikjs/3601258.html
