工藝誤差導致的陣列耦合MEMS諧振器性能變化特性研究.pdf

1、微電子機械系統(tǒng)(MEMS)是在微電子技術基礎上發(fā)展起來的多學科交叉融合并具有戰(zhàn)略意義的前沿研究領域，是未來的主導產業(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，本論文研究的內容包括：
　　第一，工藝誤差導致的Wine-Glass模式圓盤諧振器支撐損耗問題。研究工藝誤差導致支撐梁位置變化而帶來的諧振器性能

2、變化問題，推導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因數(shù)變化特性，結果表明當存在工藝誤差時，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%。其品質因數(shù)也會逐漸降低，若梁偏移至16°，品質因數(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致的質心偏移問題作出了詳細的理論研究分析。論文推導出了梯形耦合梁等效電路模型，并結合已有的Radial-Contour振動模式圓盤諧振器的等效電路模型設計出了一個耦合梁質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。分析結果表明：當耦合梁質心分別發(fā)生6‰，12‰，18‰偏移時，諧振