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RF MEMS电容式开关结构层释放技术 被引量:4
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作者 赵兴海 李玉萍 +2 位作者 郑英彬 高杨 贾晓慧 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期322-325,共4页
研究了RF MEMS开关的制造工艺流程和聚酰亚胺牺牲层的去除工艺。在开关的设计和加工中采用在信号线两侧的地线上生长一层绝缘介质层,直流偏置线生成在绝缘介质层之上,与桥的锚点相连接,实现了交直流隔离。讨论了干法刻蚀和湿法刻蚀牺牲... 研究了RF MEMS开关的制造工艺流程和聚酰亚胺牺牲层的去除工艺。在开关的设计和加工中采用在信号线两侧的地线上生长一层绝缘介质层,直流偏置线生成在绝缘介质层之上,与桥的锚点相连接,实现了交直流隔离。讨论了干法刻蚀和湿法刻蚀牺牲层技术。干法刻蚀容易造成绝缘介质层的刻蚀和损伤。采用湿法刻蚀结合临界点干燥技术,可以获得理想的微梁结构。通过测试,开关样品的下拉电压为34 V~40 V,下拉距离为(1.7±0.2)μm,满足设计要求。 展开更多
关键词 RF MEMS 电容式开关 聚酰亚胺 释放
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铝硅合金膜在MEMS电容式开关中的应用 被引量:3
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作者 忻佩胜 丁玲 +2 位作者 石艳玲 朱自强 赖宗声 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2001年第12期75-77,共3页
对几种可用于MEMS电容式开关中的弹性薄膜材料进行了分析,含硅4%的轻质量铝合金具有较佳的性能。应用该弹性膜制备了微波MEMS电容式开关,实验结果表明,开关具有较低的激励电压,约为28V,在10GHz处的隔离度大于1... 对几种可用于MEMS电容式开关中的弹性薄膜材料进行了分析,含硅4%的轻质量铝合金具有较佳的性能。应用该弹性膜制备了微波MEMS电容式开关,实验结果表明,开关具有较低的激励电压,约为28V,在10GHz处的隔离度大于15dB。 展开更多
关键词 MEMS开关 铝硅合金膜 电容式开关 微电子
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电容式RF MEMS开关膜片上边缘电场的表征(英文) 被引量:4
3
作者 李君儒 高杨 +1 位作者 何婉婧 蔡洵 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期198-203,共6页
为了获得高保真的电容式RF MEMS开关自驱动失效阈值功率模型,必须弄清开关膜片上电场分布的边缘场效应。由于受到边缘场效应的影响,在计算开关自驱动失效阈值功率时,不能使用开关与中心导体的正对面积(A)取代受到射频信号频率的开关膜... 为了获得高保真的电容式RF MEMS开关自驱动失效阈值功率模型,必须弄清开关膜片上电场分布的边缘场效应。由于受到边缘场效应的影响,在计算开关自驱动失效阈值功率时,不能使用开关与中心导体的正对面积(A)取代受到射频信号频率的开关膜片面积(ARF)。否则,会出现射频信号功率等效电压(Veq)的计算偏差。因此,使用Veq的计算值与开关膜片上的均方根电压值(VRMS)来表征ARF。从而构建一个优值(ARF/A)来表征开关膜片上电场分布的边缘场效应强度。采用HFSS软件构建开关自驱动失效3D电磁模型,针对同一种开关构型,通过仿真得到不同射频信号功率下和不同开关气隙高度下膜片上边缘电场的分布。并与优值计算结果进行比较,初步验证了使用该优值表征开关膜片上电场分布的边缘场效应强度的合理性。 展开更多
关键词 电容式开关 功率容量 自驱动 边缘场
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介电层粗糙对电容式RF MEMS开关down态电容退化的影响 被引量:3
4
作者 李君儒 高杨 +2 位作者 何婉婧 蔡洵 黄振华 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期205-210,共6页
电容式RF MEMS开关在控制高功率射频信号时会发生自锁失效,由于开关桥膜与介电层之间的粗糙接触,开关的down态电容会发生退化,因此很难建立开关自锁失效阈值功率的高保真预测模型。提出了3D电磁-等效电路仿真对比建模的方法。建立开关... 电容式RF MEMS开关在控制高功率射频信号时会发生自锁失效,由于开关桥膜与介电层之间的粗糙接触,开关的down态电容会发生退化,因此很难建立开关自锁失效阈值功率的高保真预测模型。提出了3D电磁-等效电路仿真对比建模的方法。建立开关的3D电磁仿真模型,仿真得到具有任一表面粗糙度水平的介电层粗糙开关的隔离度(S21)曲线;再建立同一开关的等效电路模型,通过调谐其down态电容值,使得仿真得到的S21曲线与3D电磁模型仿真结果尽可能吻合;此时,可以确定一组根据开关3D电磁仿真模型设定的表面粗糙度水平与等效电路模型调谐好的down态电容值的关系;改变开关介电层的表面粗糙度水平,并重复上述步骤,确定了任一开关的介电层表面粗糙度与开关down态电容退化的关系。采用文献的down态电容实测数据,初步验证了该方法的可行性和合理性。并利用所得的开关down态电容随介电层表面粗糙度退化的特性,对简化的(介电层光滑)开关自锁失效阈值功率解析计算式进行了修订,可扩展用于预测介电层粗糙开关的功率容量。 展开更多
关键词 电容式开关 介电层粗糙 自锁 down态电容退化
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电容式RF MEMS开关自热效应的多物理场协同仿真
5
作者 高杨 李君儒 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期41-45,共5页
随着信号输入功率的升高,电容式RF MEMS开关会发生自热效应使膜片变形,引起开关气隙高度的改变,导致开关驱动电压漂移,严重影响其可靠性。由于自热效应的失效机理涉及到复杂的多物理场耦合,因此提出了“电磁-热-应力”的多物理场协同仿... 随着信号输入功率的升高,电容式RF MEMS开关会发生自热效应使膜片变形,引起开关气隙高度的改变,导致开关驱动电压漂移,严重影响其可靠性。由于自热效应的失效机理涉及到复杂的多物理场耦合,因此提出了“电磁-热-应力”的多物理场协同仿真方法描述其失效模式,并分析其失效机理。首先利用HF-SS软件建立开关的电磁仿真模型,得到不同输入功率下膜片的耗散功率;再以此作为热源,利用ePhysics软件建立开关的热仿真模型,得到膜片上的温度分布;然后将温度梯度作为载荷,利用ePhysics软件建立开关的应力仿真模型,得到开关的形变行为;最后,根据膜片形变所致的气隙高度变化,得到驱动电压漂移的失效预测模型。以一种具有矩形膜片结构的典型电容式RFMEMS开关为例,利用该方法得到:矩形膜片表面电流密度主要分布在膜片的长边的边缘;温度沿膜片长边逐渐降低,且膜片中心处温度最高、锚点处温度最低;膜片的热应力变形呈马鞍面形,且最大形变点发生在膜片长边的边缘处,仿真还得到0~5 W输入功率下膜片的最大形变量;并拟合出了0~5W输入功率下的开关驱动电压-输入功率漂移曲线,该曲线具有线性特征并与文献实测数据极为吻合,由此证明了该方法的有效性。 展开更多
关键词 射频微电子机械系统 电容式开关 自热效应 失效机理 多物理场 协同仿真
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聚酰亚胺(PI)树脂在电容式RF MEMS开关制作中的应用 被引量:2
6
作者 彭慧耀 于映 +1 位作者 罗仲梓 王培森 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第05B期1896-1899,共4页
聚酰亚胺树脂(PI)因其良好的平面化特性、在氧气中易灰化、不完全固化易溶解于碱性显影液、在CHF3等离子气氛中有较强的抗蚀性等性质,在电容RFMEMS开关的制作过程中,应用它作为刻蚀保护层和牺牲层,不但可以使工艺过程得到简化,而且可以... 聚酰亚胺树脂(PI)因其良好的平面化特性、在氧气中易灰化、不完全固化易溶解于碱性显影液、在CHF3等离子气氛中有较强的抗蚀性等性质,在电容RFMEMS开关的制作过程中,应用它作为刻蚀保护层和牺牲层,不但可以使工艺过程得到简化,而且可以对开关的介质层尺寸、牺牲层厚度等图形参数起到很好的控制作用. 展开更多
关键词 聚酰亚胺 RF MEMS电容式开关 光刻 牺牲层 保护层
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电容式射频微机电系统开关损耗机制(英文)
7
作者 李沐华 赵嘉昊 尤政 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期170-175,共6页
插入损耗是射频微机电系统(RF MEMS)开关的关键性能指标之一。电容式RF MEMS开关是一种适合高频应用的开关器件,对其损耗机制进行了研究。电容式RF MEMS开关的射频损耗主要包括四部分:信号线的导体损耗、衬底损耗、辐射损耗以及MEMS桥... 插入损耗是射频微机电系统(RF MEMS)开关的关键性能指标之一。电容式RF MEMS开关是一种适合高频应用的开关器件,对其损耗机制进行了研究。电容式RF MEMS开关的射频损耗主要包括四部分:信号线的导体损耗、衬底损耗、辐射损耗以及MEMS桥损耗。对电容式RF MEMS开关建立了损耗模型并进行了数值计算,同时在HFSS有限元软件中进行了电磁仿真,数值计算结果和有限元仿真结果较好的吻合。此外,对影响电容式RF MEMS开关插入损耗的因素进行了分析,结果表明,高阻抗的衬底、200μm左右的导体宽度、较小的导体厚度以及较小的up态电容能够降低开关的插入损耗,提高开关的射频性能。 展开更多
关键词 损耗机制 射频微机电系统 电容式开关 共面波导
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基于DE-QPSO算法的MKRVM对电容式RF-MEMS开关的寿命预测方法 被引量:5
8
作者 何怡刚 白月皎 鲁力 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2020年第12期66-75,共10页
为进一步研究电容式RF-MEMS开关在实际应用中存在的可靠性问题,提出一种基于差分进化的量子粒子群算法(DE-QPSO)的多核相关向量机(MKRVM)方法对开关寿命进行预测。首先采用了限制带宽经验模态分解(BREMD)来对实验过程中获得的寿命数据... 为进一步研究电容式RF-MEMS开关在实际应用中存在的可靠性问题,提出一种基于差分进化的量子粒子群算法(DE-QPSO)的多核相关向量机(MKRVM)方法对开关寿命进行预测。首先采用了限制带宽经验模态分解(BREMD)来对实验过程中获得的寿命数据进行去噪处理,提高数据的可靠性;其次采用DE-QPSO获取MKRVM的最优稀疏权重,并利用MKRVM算法对此类开关进行寿命预测;最后利用实验获取的实际数据对所用方法的准确性进行测试。实验结果表明,MKRVM能在0.21 s的时间内得到预测结果,所得数据的均方根为3.1043×10^(6)s,最接近原始数据的3.0657×10^(6)s;DE-QPSO能在0.45 s内得到优化结果,方差为7×10^(-5)。同时得到弹性系数在4~16 N/m的范围内取值时开关寿命最长的结论。 展开更多
关键词 电容式RF-MEMS开关 BREMD MKRVM DE-QPSO 寿命预测
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无卡轴旋切机原木轴向检测复位装置的结构设计
9
作者 高志阳 孟广耀 +1 位作者 宋钰 沈毅松 《木材科学与技术》 北大核心 2021年第3期71-76,共6页
针对单板旋切时,原木轴向移动造成的刀具阻塞、原木拧劈或设备损坏的问题,对现有无卡轴旋切机进行改进设计:在原有结构上增加检测和复位装置。将检测及时性、旋切位置、复位机构误动作作为考虑因素,确定检测装置安装位置、最佳复位导程... 针对单板旋切时,原木轴向移动造成的刀具阻塞、原木拧劈或设备损坏的问题,对现有无卡轴旋切机进行改进设计:在原有结构上增加检测和复位装置。将检测及时性、旋切位置、复位机构误动作作为考虑因素,确定检测装置安装位置、最佳复位导程;设计检测、复位装置与旋切机互锁,确保旋切过程中复位机构不误动作。运用极限原理进行数据分析与对比,验证改进装置的可行性,检测和复位装置可在3 s内实现自动化检测与复位,提升单板旋切生产线安全性能与工作效率。 展开更多
关键词 无卡轴旋切机 轴向移动 电容式接近开关 半嵌入式安装法 液压推杆
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