在線式微波功率傳感器的封裝研究.pdf

1、微波功率計廣泛用于測量微波發(fā)射機/接收機的輸出/輸入功率、信號源的輸出電平以及接收機本地振蕩器的電平、天線系統(tǒng)輻射的功率、振蕩器的輸出功率、交流信號電壓的均方根值以及標準交直流、毫瓦計、標準信號發(fā)生器的校準等，在國防、通訊、科研等領域有著光明的前景。最近幾年，隨著無線通信領域的快速發(fā)展，產(chǎn)業(yè)界對于無線通信設備高度集成化的需求非常強烈。這樣的需求客觀上刺激了微波器件向高度集成化、小型化的方向發(fā)展。隨著RF MEMS技術的快速發(fā)展，把微波功

2、率傳感器通過標準的GaAs MMIC工藝制備出來已經(jīng)不再是夢想。采用RF MEMS技術實現(xiàn)的微波功率傳感器能嵌入到微波和毫米波單片集成電路當中，從而實現(xiàn)對微波功率的在線檢測。這樣，不僅大大提高了集成度，還能充分利用被檢測的微波信號。同時，利用RF MEMS技術制備的微波器件都是無源器件，無需消耗直流功率，在相同條件下可以顯著提高系統(tǒng)的工作時間。 微系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的很多研究、開發(fā)人員都把包括組裝和測試在內的封裝視為產(chǎn)品成功商業(yè)化的唯一最

3、亟待解決的關鍵問題。封裝實質上也是影響市場上各種RF MEMS和微系統(tǒng)產(chǎn)品總生產(chǎn)成本的主要因素。本文針對一種高靈敏度、寬頻率范圍、低的插入損耗和反射損耗、高線性度并可以轉換工作狀態(tài)的在線式微波功率傳感器進行了封裝方面的研究。主要內容包括以下幾個部分： 第一章對RF MEMS封裝進行了綜述。介紹了RF MEMS封裝的定義、分類，著重介紹了適合RF MEMS封裝的類型。以RF MEMS封裝區(qū)別于IC封裝的特殊性和它的基本要求說明為什

4、么現(xiàn)在RF MEMS產(chǎn)品的封裝和組裝已成為RF MEMS和微系統(tǒng)生產(chǎn)中的主要成本。提出了目前關于封裝問題大家研究比較多的方向，包括討論了MEMS封裝分類、功能和基本的工藝方法，以及MEMS封裝和微電子封裝的異同，列出了這幾個方面目前的發(fā)展狀況以及面臨的問題。 第二章研究了作為封裝對象的在線式微波功率傳感器。介紹了在線式微波功率傳感器的主要性能參數(shù)、工作原理和設計結構。 第三章是討論封裝工藝對于封裝后器件性能影響的熱學、電

5、磁學分析。本文采用多層異質結構建立的熱學模型分析了封裝后引入的熱效應對在線式微波功率傳感器靈敏度、熱時間常數(shù)、耦合度的影響。本文還模擬驗證了封裝對在線式微波功率傳感器微波特性的影響，分別針對不同的粘結層高度、寬度和厚度，以及不同的頂蓋設計，利用高頻結構模擬軟件HFSS分別進行了研究?；谏鲜鲅芯拷Y果，本文還總結了一些適用于射頻封裝設計的準則。 第四章是對基于GaAs MMIC工藝研制出的在線式微波功率傳感器進行了測試和封裝。本文