基于MEMS技術的SAW器件的工作模式和原理:
聲表面波器件一般使用壓電晶體(例如石英晶體等)作為媒介,然后通過外加一正電壓產生聲波,并通過襯底進行傳播,然后轉換成電信號輸出。聲表面波傳感器中起主導作用的主要是壓電效應,其設計時需要考慮多種因素:如相對尺寸、敏感性、效率等。一般地,無線無源聲表面波傳感器的信號頻率范圍從40MHz到幾個GHz。圖2所示為聲表面波傳感器常見的結構,主要部分包括壓電襯底天線、敏感薄膜、IDT等。傳感器的敏感層通過改變聲表面波的速度來實現頻率的變化。
無線無源聲表面波系統包:發射器、接收器、聲表面波器件、通信頻道。發射器和接收器組合成收發器或者解讀器的單一模塊。圖3為聲表面波系統及其相互關聯的基礎部件。解讀器將功率傳送給聲表面波器件,該功率可以是收發器輸入的連續波,脈沖或者喝啾。一般地,聲表面波器件獲得的功率大小具有一定限制,以降低發射功率,從而得到相同平均功率的喝啾。根據各向同性的輻射體,接收的信號一般能通過高效的輻射功率天線發射。 電子束光刻是 MEMS 微納米加工中一種高分辨率的加工方法,能制造出極其微小的結構。山西MEMS微納米加工結構
MEMS技術的主要分類:傳感MEMS技術是指用微電子微機械加工出來的、用敏感元件如電容、壓電、壓阻、熱電耦、諧振、隧道電流等來感受轉換電信號的器件和系統。它包括速度、壓力、濕度、加速度、氣體、磁、光、聲、生物、化學等各種傳感器,按種類分主要有:面陣觸覺傳感器、諧振力敏感傳感器、微型加速度傳感器、真空微電子傳感器等。傳感器的發展方向是陣列化、集成化、智能化。由于傳感器是人類探索自然界的觸角,是各種自動化裝置的神經元,且應用領域大,未來將備受世界各國的重視。黑龍江MEMS微納米加工代加工多圖拼接測量技術通過 SEM 圖像融合,實現大尺寸微納結構的亞微米級精度全景表征。
MEMS制作工藝-聲表面波器件的特點:
1.聲表面波具有極低的傳播速度和極短的波長,它們各自比相應的電磁波的傳播速度的波長小十萬倍。在VHF和UHF波段內,電磁波器件的尺寸是與波長相比擬的。同理,作為電磁器件的聲學模擬聲表面波器件SAW,它的尺寸也是和信號的聲波波長相比擬的。因此,在同一頻段上,聲表面波器件的尺寸比相應電磁波器件的尺寸減小了很多,重量也隨之大為減輕。
2.由于聲表面波系沿固體表面傳播,加上傳播速度極慢,這使得時變信號在給定瞬時可以完全呈現在晶體基片表面上。于是當信號在器件的輸入和輸出端之間行進時,就容易對信號進行取樣和變換。這就給聲表面波器件以極大的靈活性,使它能以非常簡單的方式去。完成其它技術難以完成或完成起來過于繁重的各種功能。
3.采用MEMS工藝,以鈮酸鋰LNO和鉭酸鋰LTO為例子的襯底,通過光刻(含EBL光刻)、鍍膜等微納米加工技術,實現的SAW器件,在聲表面器件的濾波、波束整形等方面提供了極大的工藝和性能支撐。
MEMS傳感器的主要應用領域有哪些?
運動追蹤在運動員的日常訓練中,MEMS傳感器可以用來進行3D人體運動測量,通過基于聲學TOF,或者基于光學的TOF技術,對每一個動作進行記錄,教練們對結果分析,反復比較,以便提高運動員的成績。隨著MEMS技術的進一步發展,MEMS傳感器的價格也會隨著降低,這在大眾健身房中也可以廣泛應用。在滑雪方面,3D運動追蹤中的壓力傳感器、加速度傳感器、陀螺儀以及GPS可以讓使用者獲得極精確的觀察能力,除了可提供滑雪板的移動數據外,還可以記錄使用者的位置和距離。在沖浪方面也是如此,安裝在沖浪板上的3D運動追蹤,可以記錄海浪高度、速度、沖浪時間、漿板距離、水溫以及消耗的熱量等信息。 MEMS 微納米加工技術是現代制造業中的關鍵領域,它能夠在微觀尺度上制造出高精度的器件。
射頻MEMS器件分為MEMS濾波器、MEMS開關、MEMS諧振器等。射頻前端模組主要由濾波器、低噪聲放大器、功率放大器、射頻開關等器件組成,其中濾波器是射頻前端中重要的分立器件,濾波器的工藝就是MEMS,在射頻前端模組中占比超過50%,主要由村田制作所等國外公司生產。因為沒有適用的國產5GMEMS濾波器,因此華為手機只能用4G,也是這個原因,可見MEMS濾波器的重要性。濾波器(SAW、BAW、FBAR等),負責接收通道的射頻信號濾波,將接收的多種射頻信號中特定頻率的信號輸出,將其他頻率信號濾除。以SAW聲表面波為例,通過電磁信號-聲波-電磁信號的兩次轉換,將不受歡迎的頻率信號濾除。以PI為特色的柔性電子在太赫茲超表面器件上的應用很廣。安徽什么是MEMS微納米加工
MEMS的超材料介紹與講解。山西MEMS微納米加工結構
超聲影像芯片的全集成MEMS設計與性能突破:針對超聲PZT換能器及CMUT/PMUT新型傳感器的收發需求,公司開發了**SoC超聲收發芯片,采用0.18mm高壓SOI工藝實現發射與開關復用,大幅節省芯片面積的同時提升性能。在發射端,通過MEMS高壓驅動電路設計,實現±100V峰值輸出電壓與1A持續輸出電流,較TI同類產品提升30%,滿足深部組織成像的能量需求;接收端集成12位ADC,采樣率可達100Msps,信噪比(SNR)達73.5dB,有效提升弱信號檢測能力。芯片采用多層金屬布線與硅通孔(TSV)技術,實現3D堆疊集成,封裝尺寸較傳統方案縮小40%。在二次諧波抑制方面,通過優化版圖布局與寄生參數補償,將5MHz信號的二次諧波降至-40dBc,優于行業基準-45dBc,***提升圖像分辨率。目前TX芯片已完成流片,與掌上超聲企業合作開發便攜式超聲設備,可實現腹部、心血管等部位的實時成像,探頭尺寸*30mm×20mm,重量<50g,推動超聲診斷設備向小型化、智能化邁進,助力基層醫療場景普及。山西MEMS微納米加工結構