射頻開關(guān)是微波控制電路中的重要組成部分,RF MEMS開關(guān)因其功耗低、尺寸小、線性度好等優(yōu)點(diǎn)使其成為當(dāng)今MEMS領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。其中單刀雙擲開關(guān)（SPDT）是RF MEMS開關(guān)中的一種,可以廣泛應(yīng)用于微波通訊系統(tǒng)中。本文提出了一種基于漏斗形功分器的單刀雙擲開關(guān),并對其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝加工過程中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究,旨在獲得一款高可靠性的單刀雙擲開關(guān)。論文首先對SPDT的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)及優(yōu)化。SPDT主要由功分器和單刀單擲開關(guān)兩部分構(gòu)成,首先在傳統(tǒng)T型結(jié)功分器的基礎(chǔ)上通過HFSS軟件對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),得到了漏斗形、喇叭形、半圓形三款功分器,并選擇性能最優(yōu)的漏斗形功分器應(yīng)用于SPDT中,降低了SPDT的插入損耗,提高其射頻性能。之后針對金屬接觸式MEMS開關(guān)接觸點(diǎn)容易粘附導(dǎo)致開關(guān)失效的問題設(shè)計(jì)了一款高可靠性、高隔離度、高回復(fù)力的單刀單擲開關(guān),提高了SPDT的可靠性。論文對SPDT加工工藝進(jìn)行研究,詳細(xì)介紹了SPDT的版圖設(shè)計(jì)、工藝流程及重要工藝參數(shù),并重點(diǎn)研究了電鍍工藝、犧牲層工藝、凸點(diǎn)鈍化等關(guān)鍵工藝,以提高開關(guān)的可靠性。尤其著重對犧牲層工藝展開研究,首先研究了高質(zhì)量聚酰亞胺犧牲層的制備,之... 

【文章來源】：中北大學(xué)山西省

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

YaoJJ研制的串聯(lián)接觸式射頻MEMS開關(guān)

中北大學(xué)學(xué)位論文5圖1-2Radant公司研制的串聯(lián)接觸式射頻MEMS開關(guān)Figure1-2SeriescontactRFMEMSswitchdevelopedbyRadant2009年新加坡南洋理工大學(xué)的FeixiangKe，JianminMiao等人研制了一款串聯(lián)接觸式MEMS開關(guān)[27]。如圖1-3所示，該開關(guān)采用氮化硅、氧化硅、鈦金三層復(fù)合膜來作為開關(guān)上電極，并提出了多層金屬接觸的概念，接觸點(diǎn)材料為50nm鉻/50nm釕/500nm金/50nm釕。該開關(guān)的插入損耗在4GHz時(shí)約為-0.7dB，在15GHz時(shí)約為-2.8dB，插損較大，這是由于懸臂梁制作不精確造成的。隔離度在1GHz時(shí)優(yōu)于-45dB，在15GHz時(shí)，隔離度仍優(yōu)于-20dB。圖1-3南洋理工大學(xué)研制的串聯(lián)接觸式MEMS開關(guān)Figure1-3SeriescontactMEMSswitchdevelopedbyNanyangTechnologicalUniversity2010年，美國Raytheon實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了DC~40GHz工作頻段的射頻MEMS接觸式開關(guān)[28,29]，經(jīng)美國國防部有關(guān)實(shí)驗(yàn)室測試，該開關(guān)壽命已經(jīng)達(dá)到1011次。該接觸式開關(guān)在DC~40GHz寬頻帶內(nèi)具有良好的射頻性能，插入損耗優(yōu)于-0.3dB，隔離度在40GHz頻點(diǎn)上仍優(yōu)于-20dB，適用于微波測量系統(tǒng)。而該實(shí)驗(yàn)室的電容式開關(guān)，壽命已高達(dá)3×1011次，開關(guān)的插入損耗小于0.3dB，隔離度大于20dB，但驅(qū)動電壓較大，大約50V。如圖1-4所示。

中北大學(xué)學(xué)位論文5圖1-2Radant公司研制的串聯(lián)接觸式射頻MEMS開關(guān)Figure1-2SeriescontactRFMEMSswitchdevelopedbyRadant2009年新加坡南洋理工大學(xué)的FeixiangKe，JianminMiao等人研制了一款串聯(lián)接觸式MEMS開關(guān)[27]。如圖1-3所示，該開關(guān)采用氮化硅、氧化硅、鈦金三層復(fù)合膜來作為開關(guān)上電極，并提出了多層金屬接觸的概念，接觸點(diǎn)材料為50nm鉻/50nm釕/500nm金/50nm釕。該開關(guān)的插入損耗在4GHz時(shí)約為-0.7dB，在15GHz時(shí)約為-2.8dB，插損較大，這是由于懸臂梁制作不精確造成的。隔離度在1GHz時(shí)優(yōu)于-45dB，在15GHz時(shí)，隔離度仍優(yōu)于-20dB。圖1-3南洋理工大學(xué)研制的串聯(lián)接觸式MEMS開關(guān)Figure1-3SeriescontactMEMSswitchdevelopedbyNanyangTechnologicalUniversity2010年，美國Raytheon實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了DC~40GHz工作頻段的射頻MEMS接觸式開關(guān)[28,29]，經(jīng)美國國防部有關(guān)實(shí)驗(yàn)室測試，該開關(guān)壽命已經(jīng)達(dá)到1011次。該接觸式開關(guān)在DC~40GHz寬頻帶內(nèi)具有良好的射頻性能，插入損耗優(yōu)于-0.3dB，隔離度在40GHz頻點(diǎn)上仍優(yōu)于-20dB，適用于微波測量系統(tǒng)。而該實(shí)驗(yàn)室的電容式開關(guān)，壽命已高達(dá)3×1011次，開關(guān)的插入損耗小于0.3dB，隔離度大于20dB，但驅(qū)動電壓較大，大約50V。如圖1-4所示。


本文編號：3601258