工艺方案

60+张全解图带你领略10大MEMS传感器原理!(下)

时间:2023-02-10 14:22 作者:小编 分享到:

八、射频MEMS


射频MEMS器件分为MEMS滤波器、MEMS开关、MEMS谐振器等。


射频前端模组主要由滤波器、低噪声放大器、功率放大器、射频开关等器件组成,其中滤波器是射频前端中最重要的分立器件,滤波器的工艺就是MEMS,在射频前端模组中占比超过50%,主要由村田制作所等国外公司生产。


因为没有适用的国产5G MEMS滤波器,因此华为手机只能用4G,也是这个原因,可见MEMS滤波器的重要性。相关介绍可查看《华为也被卡住?错过了芯片,中国千万别再错过MEMS了!》。


滤波器(SAW、BAW、FBAR等),负责接收通道的射频信号滤波,平行封焊  将接收的多种射频信号中特定频率的信号输出,将其他频率信号滤除。以SAW声表面波为例,通过电磁信号-声波-电磁信号的两次转换,将不受欢迎的频率信号滤除。

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下图是各种MEMS滤波器的微观结构、封装形态等信息、等离子清洗机 可以直观了解各种MEMS滤波器的差别。

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射频开关(Switch),不是一个单纯的开关,而是一个切换器,主要用于在射频设备中对不同方向(接收或发射)、不同频率的信号进行切换处理的装置,(四川实验室检测设备)实现通道的复用。


RF MEMS开关种类繁多,它们可以用不同的机制来驱动气相清洗机、。由于功耗低、尺寸小的特性,静电驱动常用于射频微机电系统开关设计。MEMS开关也可使用惯性力、电磁力、电热力或压电力来控制打开或关闭。


下图是“悬臂梁” RF MEMS开关。在这种配置中,固定梁悬挂在基板上,当梁被压下时,梁上的电极接触基板上的电极,将开关置于“开启”状态并接通了电路。

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最新一代的RF MEMS开关大多是电容式器件。电容式开关使用电容耦合工作,非常适合高频率的射频应用。我司专注成都组装设备,四川微组装设备,四川半导体设备)


在操作过程中,力被施加到像桥一样悬在基板上的梁。当梁被该力(例如静电力)拉下时,会接触到基板上的电介质在线清洗机 使信号终止。桥型电容开关的横截面如图 3 所示,其中使用CoventorMP® 3D所建的电容式RF MEMS开关模型处于未变形状态,如图 4 所示。

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振荡器/谐振器(Oscillator/Resonator),振荡器是将直流电能转变成交流电能的过程,用来产生一定频率的交流信号,属于有源器件。谐振器是电路对一定频率的信号进行谐振,主要是用来筛选出某一频率,属于无源器件。


下图是MEMS谐振器与传统石英晶振的对比,MEMS谐振器具有更高的稳定性、可靠性以及更小的体积。


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九、DMD(数字微镜器件)


DMD(Digital Micromirror Device,数字微镜器件)是光学MEMS的重要类别、共晶炉主要应用于DLP(Digital Light Processing,数字光处理)领域,即影像的投影。

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在投影系统中,DMD芯片是其中的核心部件之一。


DMD技术通过数字信息控制数十万到上百万个微小的反射镜,将不同数量的光线投射出去。每个微镜的面积只有16×16微米,微镜按矩阵行列排布,每个微镜可以在二进制0/1数字信号的控制下做正10度或负10度的角度翻转。


目前DMD芯片全世界只有美国的TI(德州仪器)可以生产。


下图是DMA芯片的封装结构示意图,可以点击放大查看。

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下图是DMD芯片里,每个微镜的运动情况,而这样的微镜,在一个DMD芯片里面数以百万计,每一面反射镜都可以独立反转运动,正负方向翻转,每秒钟翻转次数高达数万次。

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下图是DMD芯片每一个微镜翻转,折射光线的过程,每一片微镜都可以单独控制,折射相应的光线,从而形成不同的色彩、明暗,每一个微镜就如同我们电视的每一个像素点。

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十、MEMS喷墨打印头


MEMS喷墨打印头其实和上文中介绍的MEMS微流控系统是同一类型,均属于MEMS微流控领域的应用,不过不同的是,MEMS微流控系统主要用在生物检测上,MEMS喷墨打印头是用在打印机上,控制油墨的喷吐。


简单点说,喷墨打印头的作用是挤出墨汁,有的是利用压电薄膜震动来挤压墨水,有的是利用加热气泡变大,将腔体内的墨汁挤出。


有趣的是,以这两种MEMS喷墨技术,形成了打印机两大阵营,以爱普生、Brother为代表的微压电打印技术,和使用热发泡打印技术的惠普、佳能等厂商,互为对手。

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结语


本文主要目的是想以动图、图片等最直观的方式,为我们展示主流MEMS传感器的工作原理,以对各类MEMS传感器有基本的了解。


受限与篇幅和编者个人能力,并未对各MEMS传感器的原理有深入讲解,如有知识上的错误欢迎在传感器传感器公众号本内容底下留言讨论。



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