工藝誤差導(dǎo)致的陣列耦合MEMS諧振器性能變化特性研究.pdf

1、微電子機械系統(tǒng)(MEMS)是在微電子技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的多學(xué)科交叉融合并具有戰(zhàn)略意義的前沿研究領(lǐng)域，是未來的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)之一。而在諧振器方面，圓盤式MEMS諧振器由于工作頻率高、品質(zhì)因數(shù)大、能夠同射頻通信系統(tǒng)單片集成等優(yōu)點，得到了越來越多的研究，但是圓盤MEMS諧振器尚存在需解決的問題。為此，本論文研究的內(nèi)容包括：
　　第一，工藝誤差導(dǎo)致的Wine-Glass模式圓盤諧振器支撐損耗問題。研究工藝誤差導(dǎo)致支撐梁位置變化而帶來的諧振器性能

2、變化問題，推導(dǎo)出了支撐梁伸張振動引起的能耗計算公式，據(jù)此研究了諧振器的品質(zhì)因數(shù)變化特性，結(jié)果表明當(dāng)存在工藝誤差時，新引入的梁伸張振動模式減小了圓盤的振幅，其影響程度要大于彎曲模態(tài)對諧振器的性能的影響。當(dāng)支撐梁發(fā)生4°偏移時，諧振頻率上偏0.07％，圓盤振幅降低13.7%。而當(dāng)梁偏移達到16°時，諧振頻率上偏0.96%，圓盤振幅降低69.8%。其品質(zhì)因數(shù)也會逐漸降低，若梁偏移至16°，品質(zhì)因數(shù)Q下降了27.11%。
　　第二，機械陣

3、列耦合圓盤諧振器的耦合梁尺寸偏差所引起的諧振器性能變化問題。論文就耦合梁由于工藝偏差所導(dǎo)致的質(zhì)心偏移問題作出了詳細的理論研究分析。論文推導(dǎo)出了梯形耦合梁等效電路模型，并結(jié)合已有的Radial-Contour振動模式圓盤諧振器的等效電路模型設(shè)計出了一個耦合梁質(zhì)心偏移程度可以控制的雙圓盤耦合諧振器電路模型。并通過ANSYS及Pspice軟件分別對其機械模型與電路模型進行仿真。分析結(jié)果表明：當(dāng)耦合梁質(zhì)心分別發(fā)生6‰，12‰，18‰偏移時，諧振