RF MEMS技术调研报告分析

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RF MEMS开关吸合电压的分析

RF MEMS开关吸合电压的分析

器 种类 很 多_ , 电力执 行 器 由于 设计 和 制作 简 单 而 1 静 q] 被广 泛研究 和使 用 . 吸合 ( u1n 电压是 静 电力 执 行 器 p li ) .
的重要 技术 指标 , 因而 关于 吸合 电压 的分析 和 计算 成 为 研究 的焦 点 , 计算 吸合 电压 的方法 大 多是采 用 准静 态 的 方法 _ ] 即认 为开关 在 吸合 前 的运 动过 程 都是 受力 1 。 ,
平衡 的 . ME MS开关 的开关速 度 与 开关 的执行 电压 密 切 相 关, 为了提 高开关 速 度 , 来 越 多 的开 关 采 用 方 波 电压 越 执行 开关 _ ]采 用方 波执 行 的开关 , 运 动过 程不 再是 2 . 其 准静 态过程 , 因而 对其 吸合 电压 的计算 需要 采 用新 的方 法【 ] 开关在 吸合 前的运 动过程 中不 满足 受 力平 衡 , 8 , 需 要采 用牛顿 运 动定 律 或者 能 量 守 恒 的方 法_ 进 行 吸 g ] 合 电压 的计 算 . 算表 明吸 合 电压 降低 约 1 % , 计 O 吸合位 移 增加约 5 % . O 随着 ME MS开关研究 的深 入 , 功率处 理 能力 的 问题 逐步 被重视起 来 , 主要 表现 在射 频 的输 入 功 率 引起 的开关 的 自执行 和 自锁及 热 效 应 等失 效 。 ] ’, n 射频 输入 功率在 开 关 两端 感 应 的电压 是 自执 行 和 自锁 失效 的主要 原 因口 。. 。从而 开关 的执行 是 射 频输 入 功率
维普资讯
第2 卷 9
第 1 期





V o129 N o. . 1
J n. 20 a , 08

RF MEMS

RF MEMS

RF MEMS:着眼未来射频以及混合信号技术近些年有了巨大的进步同时在无线通信快速增长的市场中占有重要地位。

在新摩尔定律下更高集成度的CMOS技术促进了这一成功。

同时,一些射频器件技术尤其是那些采用MEMS技术制作的用来进行频率选择的压电材料器件。

另一方面,已经存在有许多无线服务比如各种各样的无线通信标准以及许多新出现的系统比如“超宽带”以及“无线传感网络”。

这些服务使用不同的频率,不同的带宽,同时各种各样的解调系统使得单一的系统不能稳定运行。

这些都导致整个业界向着“软件无线电”的方向发展。

这个理念经过多年的讨论引出了“认知无线电”的概念。

认知无线电的希望能够通过改变软件来改变射频功能而不像现在这样改变硬件才能达到相同的目的。

很明显传统的有高数据传输速率和较大动态范围的数模转换并不足以实现这一功能。

而人们认为射频MEMS是一个很有前途充满竞争力的技术。

接下来会介绍下射频MEMS的发展现状,包括开关,电容电感,振荡器/滤波器。

未来的射频MEMS不仅仅着眼于“可调谐”,“可选择”以及“集成”,同时还希望实现“模式匹配”,“改进谐振器在无线应用方面的性能”以及“发现射频MEMS的新功能”。

未来的射频MEMS不仅仅是技术上的讨论,也应该包括射频MEMS的国际标准以及无线通信产品。

软件无线电是一种多模式的无线射频系统,这种系统可以使用一个数字系统和一台硬件来改变和实现多种射频功能。

Joseph Mitola在1999年提出这种系统的代表性结构包括射频电路,宽带数模/模数转换,实施软件以及窄带数模/模数转换除此之外还有用户界面。

这个概念已经从他自身的原有功能扩展到了分析用户需求上,比如说这涉及到了关于频带,拟定,软件,硬件,用户应用偏好以及现在的“认知无线电”。

有两种方法来实现认知无线电,一个是利用多种网络来实现各个基于服务的网络间的无缝连接;另外一种是动态频谱的方法。

近些年,人们认为最好是将两种方法合成一种。

基于文献计量与内容分析的国内RF MEMS技术现状研究

基于文献计量与内容分析的国内RF MEMS技术现状研究
12 研 究 方 案 .
() 1 目标 源 选 择 。 了全 面 了解 国 内 R MS 为 F ME 技 术 的研 究 现 状 。 时保 证 来 源 数 据 的科 学 性 、 同 代 表 性 和 可 靠 性 , 文 以 中 国知 网 ( N I 的 中 国期 本 C K) 刊 全 文 数 据 库 为 目标 源 ,选 取 的 是 国 内重 点 期 刊 ( 心期刊、I 源期刊和 S I 源期刊) 与 R 核 E来 C来 上 F ME MS技 术 或 其应 用 直 接 相关 的学 术 论 文 ( 含综 包 述 , 是 不 含 会讯 、 息 、 品 信 息 等 非 学 术 文 章 但 消 产 或 报 道 ) 。 ( )时 间范 围与分析 单元 界定 。考 虑 时效 性和 2 R MS器件蓬 勃 发展 和广 泛应 用 的时 间段 。 FME 本研 究 时 间范 围 限定 在 2 0 ~ 0 9年 问。 0 0 20 同时 , 以每 篇文 献 为一个分 析单 位进行 内容 筛选 、 归类 。 ( )类 目构 建 。 R MS泛 指 以 M MS技术 3 FME E 制 作 的射 频 器 件 , 含 R MS开关 、 波器 、 包 F ME 滤 振 荡器 、 天线 、 电容 及 电感 等 [。R MS技术路 线 与 2 FME ] 图 ( 1指 出 , FME 图 ) R MS技术研 究包括 了驱 动方 式 、
R c wel R  ̄h o ADI T 、 o k l a e n、 、 、 I HRL O o 、 a u g 、 mr n S ms n 、
情报支 撑 。 1 研 究方 法和方 案
11 研 究 方 法 .
本 文综 合应用 了文献计 量 和 内容 分 析两种 情 报 学 研究方 法 。 宏观 来看 , 从 两种方 法 的相似 性是趋 同 的 , 者综合 将使 相似 性增 强 。从微 观来 看 , 两 文献 计 量 主 要研 究 文 献本 身 的分 布 、 化 、 测 , 变 预 以定 量 方

rf mems电容

rf mems电容

RF MEMS电容是一种采用MEMS技术制造的射频电容,用于在射频(RF)电路中储存电能。

MEMS技术允许制造出具有非常高精度和小尺寸的设备,这使得RF MEMS电容在许多应用中具有优越的性能,例如在射频通信,卫星通信,雷达系统等领域。

RF MEMS电容的主要优点包括:
1. 高精度:MEMS技术可以实现非常高精度的制造,使得RF MEMS电容的电容值非常准确。

2. 小尺寸:MEMS技术可以制造出小尺寸的设备,这使得RF MEMS电容可以被集成到紧凑的射频电路中。

3. 高可靠性:MEMS技术制造的设备通常具有很高的可靠性,这使得RF MEMS电容可以在高可靠性的应用中使用。

4. 强抗干扰能力:RF MEMS电容具有良好的抗干扰能力,这使得其在射频电路中具有很好的性能。

RF MEMS电容的制造过程包括薄膜沉积,光刻,刻蚀,湿法加工等步骤。

其工作原理是通过改变电容器的尺寸来改变其电容值。

Au--Si共晶键合技术及翘板式RF MEMS开关的研究的开题报告

Au--Si共晶键合技术及翘板式RF MEMS开关的研究的开题报告

Au--Si共晶键合技术及翘板式RF MEMS开关的研究的开题报告尊敬的评审专家:很荣幸能够在众多竞争者中获得您的青睐。

我是来自某大学研究生院的XXX,今天向各位专家提出我即将开展的研究——Au-Si共晶键合技术及翘板式RF MEMS开关的研究。

一、研究背景随着信息技术的不断发展,对通信系统设备的性能更高、尺寸更小、集成度更高的要求越来越高。

射频微机电系统(RF MEMS)是实现高性能射频微波器件的新技术,具有快速开关响应、低损耗和低电力消耗等优势,已成为研究热点。

目前,研究人员在RF MEMS器件制备中广泛使用Au-Si共晶键合技术。

注意到Au和Si的共晶点很低,而共晶点的附近具有较高的扩散活性和易形成金属原子之间的键合。

在共晶温度下,Au与Si之间自发合成Au-Si共晶合金,能够使晶片间永久性地粘结。

此技术在器件制备中具有重要的意义,已在一些器件中得到成功应用,但在实际操作中还有很多问题需要解决。

二、研究目的本研究主要探讨Au-Si共晶键合技术在RF MEMS开关制备中的应用,并结合翘板式开关,研究其在射频器件中的电性能表现。

三、研究内容1、了解Au-Si共晶技术的原理、特点和制备过程。

2、制备Au-Si键合膜,评估其键合质量,并探究影响Au-Si键合质量的因素。

3、设计和制备翘板式RF MEMS开关,以Au-Si键合技术实现晶片之间的连接。

4、对所制备的开关进行性能测试,分析其电性能表现。

四、研究意义本课题研究中,对Au-Si共晶键合技术在RF MEMS器件制备中的应用进行了探讨,在翘板式RF MEMS开关部分进行了实验研究。

研究结果有利于进一步研究RF MEMS器件制备工艺和电性能表现规律,为其在高频微波通信领域的应用提供技术支持和理论指导。

以上就是我的开题报告,谢谢您的耐心阅读!。

电磁驱动RFMEMS开关的研究状况

电磁驱动RFMEMS开关的研究状况

Ab t a t s r c :RF M EM S t c no og a e tpo e ta n t i iin a d l a y a plc to s wic s e h l y h sagr a tn i li hec v la n mii r p ia i n ,s the t
(. ol eo hs s n col t nc, hn ogU iesy J a h no gC ia 1 C l g f yi dmi e cr i S ad n nv rt,i nS ad n hn ; e P ca r e o s i n
2 Istt f co l t nc f hn s cdmyo S i c, e ig C ia .ntue Mi e cr is C ieeA ae c n eB i , hn) i o r e o o f e j n
1 引 言
R MS器件 是 应 用 于射 频和 微 波 频率 的微 FME
小型 机 械 器 件 , 括 微 型 电感 、 调 电容 、 波 导 、 包 可 微 微 传 输 线 、 型 天线 、 振 器 、 微 谐 滤波 器 、 机 械 开 关 微
收 稿 日期 :0 6 1 .ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ5 2 0 . 20
力大 , 以 工作在 恶劣 的环 境 等优 点 , 其 成 为近 年 来 R MS开 关研 究的 一 个热 点 。 可 使 FME
关 键 词 : FME R MS技 术 ; FME R MS开 关 ; 电磁驱 动 ; 工作 电压 ; 动 力 ; 驱
中 图分类 号 : P 7 T 2 1. 4 文献 标 识码 : A 文章 编号 :0 44 0 (o 7 0 —0 80 10 —5 7 2 o ) 00 1—3

微型机械电子系统调查报告

微型机械电子系统调查报告

微型机械电子系统调查报告学院:电气工程及自动化姓名:XXX指导教师:XX一、调研背景微型机械电子系统(MEMS),集微电子学,纳米技术,力学和微细加工技术,是现代多学科融合的成果。

它具有体积小、重量轻、成本低、功耗低、尤其具有更高的可靠性,同时,其微小的特征尺寸使得它可以完成某些传统机械传感器所不能实现的功能。

MEMS传感器作为机械工程,材料科学,生物医学,电工电子学等多学科,多领域交叉综合的产物,通过微细加工技术,Ic工艺,微系统封装技术等高新技术制造而成。

已在机械工程领域,生物医学,远程控制,状态监测等诸多方面发挥着不可或缺的作用,尤其在机械工程领域的贡献尤为突出。

二、调研目的及意义微型机械电子系统拥有广阔的发展前景及巨大的实际价值,以此为课题开展研究可以学习和掌握更多专业知识,丰富自己的见识,了解我国微型机械电子系统的发展现状,追踪微型机械电子系统技术前沿发展,并以此为切入点了解我国科技行业发展现状。

通过对我国及国际上微型机械电子系统的比较、分析,了解我国微型机械电子系统发展的优势与不足,为以后的学习生活积累经验。

三、微型机械电子系统国内外发展现状及发展趋势目前已有大量的微型机械或微型系统被研究出来,例如:尖端直径为5μm的微型镊子可以夹起一个红血球,尺寸为7mm×7mm×2mm的微型泵流量可达250μl/min能开动的汽车,在磁场中飞行的机器蝴蝶,以及集微型速度计、微型陀螺和信号处理系统为一体的微型惯性组合(MIMU)。

德国创造了LIGA工艺,制成了悬臂梁、执行机构以及微型泵、微型喷嘴、湿度、流量传感器以及多种光学器件。

美国加州理工学院在飞机翼面粘上相当数量的1mm的微梁,控制其弯曲角度以影响飞机的空气动力学特性。

美国大批量生产的硅加速度计把微型传感器(机械部分)和集成电路(电信号源、放大器、信号处理和正检正电路等)一起集成在硅片上3mm×3mm的范围内。

日本研制的数厘米见方的微型车床可加工精度达1.5μm 的微细轴。

RF MEMS在微波器件中的小型化应用

RF MEMS在微波器件中的小型化应用
不 能 完成 的任 务 。
念 。所 谓 RFME S 是 利 用 ME M 就 MS技 术 制作 用于 无线 通 讯 的射 频 器 件 或 射 频 系 统 ,可 以认 为 , MS是 指 在 射 频 系 RFME 统中用 ME MS技 术 实 现 的 , 于 低 频 、 频 、 通 无 线 电 波 直 用 中 普
a v tg s o a e O t e ta i o a d v c r n y e . s d o h n y i t ea p c t n p o p c fRF M EM S tc n l g d a a e mp r d t d t n l e i ea e a a z d Ba e n t e a a s , p l a o r s e to n c h r i l l sh i i e h o o y i s d sr e e c b d. i Ke r s:RF M EM S mi it r a o p l a o y wo d ; n au i t n a p i t n zi ci
ME MS技 术 与 射 频 技 术 的 结 合 产 生 了 R M S这 一 新 概 F ME
定稿 日期 :0 2 0 - 2 2 1- 6 1
等 ; ME ⑤ MS 目标 是 具 有 智 能 化 的 微 系 统目 。
21 02年第 1 期 《 3 计算机与网络 》
技 术 论 坛
【 要】 摘 文章首先 阐述 了微 电子机械 系统( Ms 术的基本概念、 ME ) 技 工艺流程及发展概况 ; 其次, 介绍 了 RFME 技术在 MS 射 频 系统 中的应 用及 RFME MS器件在功耗 、 体积 、 质量、 能和成本上 的优 势; 性 最后重点介 绍 了 RFME 技 术应用, MS 包括 KF

基于绝缘液体充填封装RFMEMS开关特性分析

基于绝缘液体充填封装RFMEMS开关特性分析


要 :提 出并设计一种采用绝缘液体充填封 装 的 R MS开关 , F ME 分析 其工作 原理 , 以高压 油 、 并 蓖麻
油、 甘油为绝缘液体充填封装 , 仿真分析绝缘液 体对 R MS开关 的驱动 电压 、 F ME 冲击速度 、 响应 时间 、 开
关电容等方面的影 响。结果表 明: 绝缘液 体充 填封装有 效地将驱 动电压降为原来的 1 s , / 降低上极板对下 极板 的冲击速度 。对 3种液态封装材料性能分析 , 蓖麻油效果最好 : 阈值电压下降了一半 , 约为 1 V; 0 当驱
A bsr c : A e sr t r fRF MEM S wic e ta t n w tucu e o s t h s whih i le t n u ai u d i a k g n s p e e t d c s f l d wih is ltng f i n p c a i g i r s n e i l a sg d a d t e ba i r n rncp e i n lz d The ta fr e i, a t rola l e n a e us d a nd de ine n h sc wokig p i i l s a ay e . r nso m r ol c so i nd gyc r r e s i
Ha b n Un v r i fS in e a d Te hn l g , r i 5 0 0, i a; r i ie st o ce c n c o o y y Ha b n 1 0 8 Ch n
2. e La r or K y bo at y ofEng ne rng D ilc rc nd Applc ton o i s r o i e i ee t is a i a i fM nity fEduc i n, a bi ato H r n

了射频微机电系统(MEMS)开关技术的最新进展及其优势

了射频微机电系统(MEMS)开关技术的最新进展及其优势

了射频微机电系统(MEMS)开关技术的最新进展及其优势数字测试、仪器和无线通信领域的新兴应用需要高性能的开关产品。

未来的应用将延续这一趋势——需要更宽的带宽、更低的损耗、更高的电阻可重复性和更高的线性度。

以TeraVicta 为代表的开关产品供应商将继续利用MEMS开关技术的优势,推动新一代开关产品的发展,满足最新应用的需求。

关键词:射频微机电系统MEMS本文分析了射频微机电系统(MEMS)开关技术的最新进展,介绍了该技术的优势,并对最新的MEMS产品与传统的机械式和机电式继电器和开关进行了对比。

一直以来,消费者对更快的处理器速度与更高的数据通信速率越来越高的要求促使人们不断提高电子器件的性能。

这一推动力遍及各个方面,已经成为电子行业的基本特点——从设备供应商到元件制造商和系统集成商。

到目前为止,已有开关技术的性能基本上能够满足开关性能增长的需要,开关制造商在很大程度上没有十分迫切的性能需求。

但是,电子行业若干关键领域中的一些重要应用正要求大幅度提高开关的性能。

这些应用包括测试与仪器设备,以及无线手持设备与基础架构等。

新的挑战开关技术面临的新挑战主要来源于测试与仪器领域,其中新一代IC器件的时钟与数据速率已经超过了1Gbps,这是大多数已有自动测试设备(ATE)的最高性能。

由于新一代高性能ATE 系统往往价格昂贵,研发时间很长,因此器件制造商不得不充分利用现有的工作——通常采用负载板上的开关网络构成“环形”通路,用待测器件(DUT)进行自我测试(如图1所示)。

图1:环路测试原理图。

这些应用需要低损耗、高带宽的开关(用于环路),同时提供较高的可重复性和较低的电阻(用于连接ATE系统内高精度的参数测试电子元件)。

随着电子器件I/O引脚数量的增加,负载板上的空间局限性也越来越大,这反过来又要求开关元件必须同时缩小尺寸,提高性能。

尽管新一代ATE系统有望能够满足当前的测试需求,但是随着时钟频率和数据速率的增大、信号电平的下降(在更高的时钟速率下降低功耗)和元件引脚数量的不断增加,人们对信号完整性的要求越来越高。

射频 调研报告

射频  调研报告

射频调研报告射频技术调研报告射频(Radio Frequency,RF)技术是一种在无线通信领域中被广泛应用的技术。

本报告将就射频技术的定义、应用领域、发展趋势等方面进行调研,并总结与分析相关信息。

一、射频技术的定义射频技术是一种能够产生或调制高频信号的技术。

通过射频技术,可以将信息转换为无线电波,并在不同频段进行传输和接收。

射频技术广泛应用于电信、无线通信、电视广播、雷达、导航等领域。

二、射频技术的应用领域1. 电信行业:射频技术在移动通信领域中非常重要。

它用于手机、基站、通信网络等设备之间的传输,提供了无线通信的基础。

2. 无线电广播:射频技术在广播电台和电视台中被广泛使用。

它可以传输音频和视频信号,实现广播和电视节目的传播。

3. 雷达和导航系统:射频技术在雷达和导航系统中有着广泛的应用。

它可以探测物体位置、跟踪目标以及导航航空和航海交通工具。

4. 医疗设备:射频技术在医疗设备中也有应用。

例如,它可以用于无创医学图像诊断,例如MRI(磁共振成像)设备。

5. 无线电频率辨识:射频技术可以用于无线电频率辨识,对不同频率进行识别和分类,以便进行频率管理和干扰定位。

三、射频技术的发展趋势1. 更高的带宽和速度:随着无线通信技术的发展,射频技术需要提供更高的带宽和速度,以满足越来越多的数据传输需求。

2. 更低的功耗和成本:为了节省能源和降低设备成本,射频技术需要更低的功耗和成本,以提高设备的可持续性和普及率。

3. 更多的频谱资源:由于射频频谱资源的有限性,射频技术应该寻找更多的频谱资源,以满足不断增长的无线通信需求。

4. 更强的安全性和抗干扰能力:随着无线通信的广泛应用,网络安全和抗干扰能力变得越来越重要,射频技术需要提供更强的安全性和抗干扰能力,以确保信息的安全传输。

结论:射频技术是一种在无线通信领域中具有极高重要性的技术。

它广泛应用于电信、无线通信、电视广播、雷达、导航等领域。

随着科技的发展,射频技术需要不断提升,以满足更高速度、更低功耗、更多频谱资源和更好的安全性等需求。

射频研究报告

射频研究报告

射频研究报告
射频研究报告
射频(Radio Frequency,RF)技术在无线通信领域发挥着重
要作用。

本报告旨在介绍射频研究的现状、应用领域和发展趋势。

射频研究的现状:
射频研究是无线通信领域中的重要研究方向之一,随着无线通信技术的不断发展进步,对射频技术的需求也日益增加。

射频研究主要涉及频率分配、信号传输、无线电波传播等领域。

当前的射频研究主要集中在5G通信、物联网、射频识别等领域。

射频研究的应用领域:
射频技术广泛应用于通信、无线传感、雷达、卫星通信、无线电干扰、军事通信等领域。

在通信领域,射频技术用于无线电频段的信号传输和接收,包括移动通信、卫星通信等。

在无线传感领域,射频技术用于无线传感网络和物联网中的传感器节点之间的数据传输。

射频识别技术在物流、零售、安防等领域得到广泛应用。

射频研究的发展趋势:
射频研究面临的主要挑战是频谱资源的有限性和通信容量的需求增加。

射频研究的发展趋势主要体现在技术创新和应用拓展方面。

在技术创新方面,研究人员正在探索更高效的射频天线设计和信号处理算法,以提高无线通信的质量和效率。

在应用拓展方面,射频技术将逐渐应用于智能交通、智能家居、工业
自动化等领域,推动无线通信技术的发展。

总结:
射频研究是无线通信领域中的重要研究方向,涉及到频率分配、信号传输、无线电波传播等领域。

射频技术广泛应用于通信、无线传感、雷达、卫星通信等领域。

射频研究的发展趋势主要体现在技术创新和应用拓展方面。

未来,射频技术将在更多领域得到应用,进一步促进无线通信技术的发展。

射频MEMS传感器的原理及应用

射频MEMS传感器的原理及应用

射频MEMS传感器的原理及应用射频MEMS传感器(RF-MEMS)是一种应用于射频(RF)领域的微机电系统(MEMS)技术。

它利用微机电技术的晶圆加工工艺制造出微小的机械结构,并结合射频电路,实现对射频信号的感知、调控和处理。

射频MEMS传感器在无线通信、雷达、卫星通信和无线传感等领域具有广泛的应用。

射频MEMS传感器的工作原理是利用微机电系统制造微小的机械结构,通过改变这些结构的机械状态来改变射频信号的特性。

其中主要包括以下几种类型的射频MEMS传感器:1. 变容型传感器:利用机械结构的变形来改变电容值,进而改变射频电路的特性。

这种传感器常用于射频调谐电路中,用于调整天线的谐振频率。

2. 可调谐滤波器:利用机械结构的可变状态来调节滤波器的通带和阻带。

这种传感器常用于无线通信系统中,用于滤除不需要的频率成分。

3. 可变振膜传感器:利用机械结构的变形来改变振膜的频率响应,进而实现对射频信号的调制和解调。

这种传感器常用于音频振膜、压电振膜和麦克风等应用中。

射频MEMS传感器具有以下几个显著的优点:1. 大范围可调性:由于射频MEMS传感器利用微机电系统制造微小的机械结构,因此可以实现大范围的尺寸和电性能调节。

这使得射频MEMS传感器能够满足不同应用场景的需求。

2. 低功耗:射频MEMS传感器的工作原理是利用机械结构的变形来改变射频信号的特性,因此不需要耗费大量的能量来实现信号的调控和处理。

这使得射频MEMS传感器能够在电池供电的无线传感系统中得到广泛应用。

3. 高稳定性:射频MEMS传感器的机械结构通常由金属材料制成,具有较高的稳定性和抗干扰性。

这使得射频MEMS传感器适用于复杂的工作环境和极端的温度条件下。

射频MEMS传感器在各个领域有着广泛的应用,主要包括以下几个方面:1. 无线通信:射频MEMS传感器可以用于调节天线的谐振频率,实现天线的可调谐性和多频段支持。

同时,射频MEMS传感器可以用于滤除不需要的频率成分,提高通信系统的抗干扰性和频谱利用效率。

RFMEMS技术调研报告报告

RFMEMS技术调研报告报告

2010~2012年MEMS发展报告RF MEMS第一章绪论RF MEMS是指利用MEMS技术加工出来的尺寸在微米到毫米量级的射频器件,能够对射频信号进行控制。

和传统的射频器件相比,RF MEMS器件不仅尺寸更小,更加容易与单片电路集成,性能上也有了大的提高(例如低插损、线性、宽带、低功耗),可替代传统的PIN 二极管和同类铁氧体产品。

)按照RF MEMS研究层面的不同,可以将其分为三类:基本器件:微机械开关,可变电容,电感,谐振器。

组件层面:移相器,滤波器,压控振荡器。

系统层面:接收机,变波束雷达,相控阵天线。

RF MEMS器件的工作频率如下:(1)RF MEMS开关、变容器和电感器,可工作在DC~120GHz范围。

(2)微加工传输线、高Q 谐振器、滤波器和天线,适合于12~200 GHz范围。

(3)FBAR(薄膜体声谐振器)和滤波器,直到3GHz都表现出优异的性能和高Q 值(>2000 )。

(4)RF微机械谐振器和滤波器,在0.01 ~200MHz 性能较好并有高Q 值(>8000 )。

图1 给出了RF MEMS器件工作频率范围。

图1 RF MEMS 器件工作频率范围图2 给出了RF MEMS技术的应用领域和范围;图3 给出了RF MEMS开关的应用领域。

图2 RF MEMS 的应用领域与应用范围图3 RF MEMS开关的应用领域第二章技术发展2.1国外RF MEMS技术发展现状2.1.1 国外RF MEMS 开关的研究1990~1991年,在DARPA(美国国防预先研究计划署)资助下,位于加州Malibu 的Hughes(休斯实验室)研制出微波控制的第一个MEMS开关(和变容器)。

它证实了直到50GHz 范围内MEMS 开关的优异性能,比用GaAs器件实现的任何开关性能都要好得多。

到1995年,Rockwell (罗克韦尔)科学中心和TI (德州仪器)公司均研制出性能优异的RF MEMS开关。

LCP基RF MEMS开关的工艺研究

LCP基RF MEMS开关的工艺研究

LCP基RF MEMS开关的工艺研究党元兰;赵飞;韩磊;徐亚新;梁广华;刘晓兰;陈雨;庄治学【摘要】在柔性LCP基板上制备RF MEMS开关,加工难度较大,影响开关质量的因素较多.主要研究影响LCP基RFMEMS开关加工质量的主要因素,寻找工艺过程控制解决方案.通过对关键工序的试验,对加工过程中的基板清洗、LCP基板覆铜面镀涂及整平、LCP基板无铜面溅射金属膜层、LCP基板平整度保持、二氧化硅膜层生长及图形化、牺牲层加工、薄膜微桥加工、牺牲层释放等工序进行了参数优化.研制的LCP基RF MEMS开关样件频率≤20 GHz、插入损耗≤0.5dB,回波损耗≤-20 dB,隔离度≥20 dB,驱动电压30~50 V.该加工方法对柔性基板上可动结构的制造具有一定的借鉴价值.【期刊名称】《电子与封装》【年(卷),期】2016(016)005【总页数】5页(P43-47)【关键词】LCP基材;柔性;桥式RF MEMS开关;薄膜微桥【作者】党元兰;赵飞;韩磊;徐亚新;梁广华;刘晓兰;陈雨;庄治学【作者单位】中国电子科技集团公司第54研究所,石家庄050081;中国电子科技集团公司第54研究所,石家庄050081;东南大学MEMS教育部重点实验室,南京210096;中国电子科技集团公司第54研究所,石家庄050081;中国电子科技集团公司第54研究所,石家庄050081;中国电子科技集团公司第54研究所,石家庄050081;河北诺亚人力资源开发有限公司,石家庄050035;中国电子科技集团公司第54研究所,石家庄050081;河北诺亚人力资源开发有限公司,石家庄050035;中国电子科技集团公司第54研究所,石家庄050081;河北诺亚人力资源开发有限公司,石家庄050035【正文语种】中文【中图分类】TN305LCP(液晶聚合物)是一种新型的微波/毫米波基板材料,具有许多优点,如介电常数和损耗小、使用频率范围大(DC~110 GHz)、强度高、重量轻、热稳定性高、耐腐蚀性好、多层结构成型温度低、无源器件和有源芯片可一起封装、成本低等[1]。

2024年MEMS市场分析现状

2024年MEMS市场分析现状

2024年MEMS市场分析现状1. 引言微电子机械系统(MEMS)是一种集成了微型机械元件、传感器、执行器和电子电路的微小器件,具有广泛应用于消费电子、汽车、医疗等领域的潜力。

本文将对MEMS市场的现状进行分析。

2. MEMS市场规模根据市场研究公司的数据显示,MEMS市场在过去几年中保持了稳定增长。

根据预测,到2025年,全球MEMS市场规模预计将达到xxx亿美元。

这一增长主要受到汽车、医疗和消费电子领域的需求推动。

3. MEMS应用领域3.1 汽车领域在汽车领域,MEMS的应用非常广泛。

传感器是汽车中MEMS最常见的应用之一。

例如,加速度传感器用于车辆稳定控制系统,气压传感器用于轮胎压力监测系统,以及惯性传感器用于车辆安全系统。

随着自动驾驶技术的发展,MEMS在汽车中的应用前景更加广阔。

3.2 医疗领域在医疗领域,MEMS的应用也非常广泛。

MEMS可用于制造微型传感器,监测人体生理参数,如心率、血糖水平等。

此外,MEMS还可以用于制造微型医疗器械,如微型手术刀、微型注射器等。

这些微小的器件可以在手术过程中减少创伤,提高治疗效果。

3.3 消费电子领域在消费电子领域,MEMS也有广泛的应用。

MEMS传感器被广泛应用于智能手机中的陀螺仪、加速度计等部件,以实现屏幕旋转、手势控制等功能。

此外,MEMS麦克风和MEMS扬声器也被用于智能音箱和耳机等设备中,提供更好的音频体验。

4. MEMS市场竞争格局目前MEMS市场竞争非常激烈,主要厂商包括xx公司、xx公司和xx公司。

这些公司通过不断推出新产品和技术创新来保持竞争优势。

此外,由于MEMS技术的门槛相对较高,新进入者面临较大的挑战。

5. MEMS市场挑战和机遇虽然MEMS市场前景广阔,但也面临一些挑战。

首先,制造MEMS芯片的成本较高,限制了其大规模生产。

其次,MEMS产业链相对复杂,需要各个环节的紧密合作。

然而,随着技术的进步和市场需求的增长,MEMS市场仍然有很大的机遇。

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2010~2012年MEMS发展报告RF MEMS第一章绪论RF MEMS是指利用MEMS技术加工出来的尺寸在微米到毫米量级的射频器件,能够对射频信号进行控制。

和传统的射频器件相比,RF MEMS器件不仅尺寸更小,更加容易与单片电路集成,性能上也有了大的提高(例如低插损、线性、宽带、低功耗),可替代传统的PIN 二极管和同类铁氧体产品。

)按照RF MEMS研究层面的不同,可以将其分为三类:基本器件:微机械开关,可变电容,电感,谐振器。

组件层面:移相器,滤波器,压控振荡器。

系统层面:接收机,变波束雷达,相控阵天线。

RF MEMS器件的工作频率如下:(1)RF MEMS开关、变容器和电感器,可工作在DC~120GHz范围。

(2)微加工传输线、高Q 谐振器、滤波器和天线,适合于12~200 GHz范围。

(3)FBAR(薄膜体声谐振器)和滤波器,直到3GHz都表现出优异的性能和高Q 值(>2000 )。

(4)RF微机械谐振器和滤波器,在0.01 ~200MHz 性能较好并有高Q 值(>8000 )。

图1 给出了RF MEMS器件工作频率范围。

图1 RF MEMS 器件工作频率范围图2 给出了RF MEMS技术的应用领域和范围;图3 给出了RF MEMS开关的应用领域。

图2 RF MEMS 的应用领域与应用范围图3 RF MEMS开关的应用领域第二章技术发展2.1国外RF MEMS技术发展现状2.1.1 国外RF MEMS 开关的研究1990~1991年,在DARPA(美国国防预先研究计划署)资助下,位于加州Malibu 的Hughes(休斯实验室)研制出微波控制的第一个MEMS开关(和变容器)。

它证实了直到50GHz 范围内MEMS 开关的优异性能,比用GaAs器件实现的任何开关性能都要好得多。

到1995年,Rockwell (罗克韦尔)科学中心和TI (德州仪器)公司均研制出性能优异的RF MEMS开关。

Rockwell 开关是金属-金属接触式的开关,适合于DC~60GHz应用,而TI 开关是电容式接触开关,适合于10~120GHz 应用。

1998年,Michigan(密歇根)大学、UC Berkeley (加州大学伯克莱分校)、Northeastern(东北)大学、MIT(麻省理工学院)材料实验室、Columbia (哥伦比亚)大学、ADI (模拟器件)公司、Northrup Grumman公司等都积极研究RF MEMS 器件。

2001年,30多个公司都从事RF MEMS研究,其中包括消费电子产品的巨人,如Motorola(摩托罗拉)公司,Analog Devices(模拟器件)公司,Samsung (三星)公司,Omron (奥姆龙)公司,NEC公司和ST- 微电子(意法半导体公司)。

2003年密歇根大学的Dimitrios Peroulis等人采用三层梁结构,加大电极区面积以及蛇形梁降低弹性系数的方法实现了低驱动电压开关,驱动电压低至6V。

2005年新加坡南洋理工大学的A.B. Yu等人为了提高MEMS开关的隔离度,采用分两步旋涂光刻胶的方法,首先在地线和信号线之间用光刻胶填满空隙,再在其上旋涂光刻胶牺牲层,这样可以保证牺牲层表面的平整度,提高开关电容比,进而提高隔离度。

和一般的开关相比,该开关在15GHz频率时隔离度提高了2.2dB,在40GHz频率时隔离度提高了10dB。

2006年,英国帝国理工学院的Suneat Pranonsatit等人研制了一种单刀八掷开关,平均接触电阻为2.5Ω,20GHz频率下的插入损耗为2.65dB,隔离度31dB,这是第一个真正的单刀多掷RF MEMS 旋转开关。

2007年,DavidA.Goins等人开发了一种性能优异的接触式开关,它在DC~20GHz频率上都能良好地工作,插入损耗小于0.4dB,20GHz时的隔离度为25dB。

2008年,法国的M. Fernandez-Bolanos等人研制了一种电容式开关,为了防止在Si/SiO2衬底上形成反型层,在硅衬底上生长了一层无定型硅,防止电子积累。

进一步的,在信号线和地线之间进行了下刻蚀,去除了信号线附近的部分硅衬底,避免了在信号线了地线之间形成信号通道。

在该开关中采用TiO2作为介电层材料(介电常数=20),获得高电容比。

该开关的电容比为200,驱动电压为8V。

2008年,澳大利亚新南威尔士的Hamood Ur Rahman设计的新颖结构的接触式开关,驱动电压低至6.29V,40GHz频率范围一下的插入损耗为0.37dB,隔离度23.5dB。

2009年,Jaehong Park等人为了避免接触式开关(包括金属-金属结构和MIM 结构)的微焊接和粘附等相关问题,采用梳齿结构(1000对梳齿)进行驱动。

该开关的驱动电压为25V,插入损耗0.29dB,隔离度30.1dB。

2011年,Chirag D. Patel等人研制的接触式开关在悬臂梁侧面和锚点相连,增加了回复力,此开关驱动电压为61V,up态电容为24fF,下拉时间为6.4μs。

2012年,北京大学的X.J. He等人基于HfO2作为绝缘层材料,设计了一个电热驱动的侧面电容式开关。

由于HfO2的高介电常数和电,热隔离性能,器件的隔离度高达60dB(35GHz)。

2012年,Montserrat Fernández-Bolaños Badía,用氮化铝取代氮化硅做绝缘介质,隔离度提高了-12dB,插入损耗减小了22dB,氮化铝开关能够减小残余或者注入介质层的电荷。

美国DARPA及NASA 等国防及空间科研管理机构在20世纪90年代就开展了RF MEMS研究计划,包括NASA 的SOAC (芯片级系统)、DARPA的MAFET(微波及模拟前端技术)、LCCMD(低成本巡航导弹防御系统)、MEM- Tenna(MEMS 天线)、RECAP(可重构孔径)项目、ACN (自适应C4ISR 节点)计划,研究用于机载微型雷达、弹载微型化射频前端、空间皮卫星等的RF MEMS技术。

RF MEMS开关在航空航天领域应用的实例之一是美国2002~2004财年的“用于空间运用的DARPA—MEMS 和微技术”项目,通过新一代RF MEMS 开关技术,以及通信协议和地面操作的改进,以实现利用小电源维持长时间的在轨运行。

美国马萨诸塞州的Radant 技术公司在AFRL(空军研究实验室)和DARPA的参与下开发完成的一种结实可靠的MEMS 开关产品,体积只有1.5mm3,使用圆片级封装来保护MEMS 的开关结构,其在10微秒的时间内移动小于1 微米。

该开关在多个美国国防部实验室内进行了测试,经受了超过7000亿次的开合试验,具有非常高的可靠性,这是以前从未达到过的结果。

研究结果表明,RF MEMS开关相对传统开关具有明显的性能优势(低插损、线性、宽带、低功耗),可替代传统的PIN 二极管和同类铁氧体产品,适用于移相器、阵列天线、有源相控阵雷达、天线等复杂系统。

2.1.2 国外RF MEMS移相器的研究在Ka波段,典型的MEMS 移相器采用开关线型和DMTL (分布式MEMS 传输线)型。

如Raytheon 公司1999年报道的MEMS ESA用硅基Ka波段移相器(图4 ),使用开关线移相器原理,3位和4位数字移相器,工作频率34GHz ,4位数字移相器芯片尺寸10mm×5mm,基态相移误差13°。

RSC公司2003年报道Ka波段GaAs衬底3位移相器(图5 ),工作频率35GHz,平均损耗2.2dB,芯片尺寸3.5mm×2.6mm,该移相器从DC~40GHz 实现了TTD网络的功能。

UoM(密歇根大学)2002年报道Ka波段石英基底的2 位DMTL移相器(图6),工作频率38GHz,平均损耗1.5dB。

图4 Raytheon 公司硅基Ka波段移相器图5 3位Ka波段开关线MEMS 移相器图6 2位Ka波段DMTL 移相器2003年、2004年DARPA支持RMI (Radant MEMS公司)公司和Memtronics 公司为首的研制团队开展MEMS 相控阵天线的研究,在RF MEMS 器件的封装技术和可靠性技术上进行了深入的研究,目前RMI 开关(图7)的工作寿命达到1010次;据称Memtronics MEMS开关(图7)报道的工作寿命达到5×1011次,工作年限超过15年。

图7 RMI MEMS开关MEMS 开关图8 Memtronics MEMS开关2005年,Giancarlo Bartolucci等人基于RF MEMS并联开关对移相器进行了设计,但仅仅停留在设计阶段,并没有对移相器进行加工和测试。

主要原因是RF MEMS开关的性能和一致性还达不到要求。

2008年,法国的Benjamin Lacroix等人研制了一种DMTL RF MEMS移相器,分布式传输线使用了RF MEMS开关电容,此电容由25V电压驱动,开关时间在1μs左右。

所研制的90°和180°移相器长度分别为4.5mm和8.5mm,在20GHz频率下测得的插入损耗分别小于0.8dB和1.8dB。

2009年,Cristiano Palego等人设计了一种3bit Ka波段移相器,这种移相器基于MEMS 电容式开关,具有小于1dB的插入损耗,和大于20dB的回波损耗。

2011年,Songbin Gong等人研制的V波段2bit移相器采用了接触式的单刀四掷开关,该移相器的插入损耗为2.5dB,回波损耗小于12dB。

在60GHz的信号频率下,相位误差小于1°。

基于MEMS 开关的MEMS 移相器体积小、重量轻、具有实现低成本的巨大潜力、其低插损特性等于省却了功放或放松了对功放的要求,而其他RF MEMS 器件(如MEMS 可调滤波器,这是支持先进的STAR 波形的关键器件)的研究方面也已取得了一定的成绩,这为开发低成本、微型化的弹载新型相控阵系统提供了重要技术前提和基础。

无论对有源相控阵体制还是无源相控阵体制,RF MEMS技术均能提供较好支持。

前述美军PATS项目的主要技术途径是通过采用RF MEMS技术的相控阵导引头,提高天线扫描速度和节省空间。

总结国外RF MEMS发展,RF/微波MEMS 的研究集中如下几个方面:(1 )减小衬底损耗实现高Q 值无源元件,例如先后采用Si 、GaAs、SiC、GaN 、无机/ 有机衬底等;(2 )设计可动的RF/微波MEMS/NEMS新结构器件;(3 )高可靠性、高功率以及高频率的RF MEMS器件;(4 )单片集成技术和系统封装(SiP)技术(5 )与纳米技术结合,研制频率更高、损耗更小的RF MEMS/NEMS器件。

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