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RFMEMS开关与MAM电容性能测试与分析
摘要
RFMEMS开关和MAM电容是无线通信系统中重要的元器件，它们的性能测试和分析对于系统的稳定性和可靠性具有重要的意义。本文通过对RFMEMS开关和MAM电容的制作工艺和实验基础知识的介绍，分析了它们的性能测试方法和实验结果。通过对比分析不同测试方法的优缺点，结合实验结果分析了性能测试的影响因素，为优化设计提供了参考。
关键词：RFMEMS开关、MAM电容、性能测试、影响因素、优化设计
1引言
RFMEMS（微电子机械系统）是一种新兴的微型机械系统，在微电子、无线通信和光电子等领域有着广泛的应用。它由机械结构和微电子学技术相结合，具有体积小、响应速度快、频率高、功耗低等优点。RFMEMS开关作为其中最重要的一个元器件，广泛应用于无线通信系统中，用于调制信号、检波信号等方面。MAM（MicrostripAntennaArrayonMultilayerCeramic）电容作为无线通信系统中调谐电路中最常见的元器件之一，用于对RF信号进行调谐和匹配。因此，对于RFMEMS开关和MAM电容的研究和性能测试显得极为重要。本文通过对RFMEMS开关和MAM电容制作工艺和实验基础知识的介绍，对它们的性能测试方法进行分析、总结和比较，分析了测试的影响因素，为优化设计提供了参考。
2RFMEMS开关制作工艺和基础知识
RFMEMS开关制作工艺和基础知识是制定性能测试方法和分析影响因素的基础。RFMEMS开关的制作工艺主要包括以下几个步骤：
(1)基板准备：以氧化硅为底层，通过CVD（化学气相沉积）方法在上面生长一层多晶硅；
(2)形成SiO2层：使用PVD（物理气相沉积）或涂覆方法，在硅上生长一层膜厚为1-3μm的SiO2层；
(3)形成起午极：使用光刻和电子束刻蚀工艺在SiO2层上定义图案并刻蚀，最终形成凸起的起极和凹陷的午极；
(4)形成活性层：使用CVD方法在起极和午极之间沉积金属或氮化硅等，在活性层上刻蚀形成开关表面的金属接触面和绝缘层；
(5)包封成型：采用金属化学气相沉积（MOCVD）技术将AlCu合金沉积上去，然后进行刻蚀、压合，最后进行封装。
RFMEMS开关的性能指标主要包括开启/关闭时间、漏电流、隔离度等。而在RFMEMS开关的测试中，阻抗匹配是其中一个重要问题。因此，一般采用微波的S参数测量方法来对RFMEMS开关进行性能测试。
3MAM电容制作工艺和基础知识
MAM电容制作工艺和基础知识是制定性能测试方法和分析影响因素的基础。MAM电容的制作工艺主要包括以下几个步骤：
(1)基板准备：使用陶瓷基板或高频板作为基板；
(2)形成金属电极层：使用喷涂、丝网印刷、蒸镀等方法在基板上形成适当厚度的金属电极层；
(3)形成介质层：使用喷涂、激光烧结等方法在金属电极上形成一定厚度的陶瓷介质层；
(4)完成反电极：在介质层的封顶处嵌配上另一块金属电极即可。
MAM电容主要由电容的金属电极和介质两部分组成。常用的介质材料有氧化铝、亚氧化锆、陶瓷等。MAM电容的性能指标主要包括电容型值、频率特性、稳定性等。在MAM电容的测试中，主要使用LCR电桥法或网络分析仪来测试其性能。
4性能测试方法
4.1RFMEMS开关性能测试方法
(1)S参数测试法
S参数测试法是一种基于传输线理论，通过测量端口参数和仿真建模求解得到的测试方法。S参数包括反射系数S11、传输系数S21、S12和S22。其中，S11是反射回来的功率与输入功率之比，S21是输出功率与输入功率之比，S12是反射回来的功率与输出功率之比，S22是反射回来的功率与输出功率之比。RFMEMS开关的返工和粘连处理会对S参数产生影响，因此测试中需要进行阻抗匹配，并注意测试前后的残留电荷等因素。
(2)热带谱法
热带谱法是基于热力学和粘弹性力学原理，通过对热量流和应力分布进行分析和计算得到RFMEMS开关的性能测试方法。热带谱法可以测量RFMEMS开关的储存参数，如力、失效率、阻抗和漏电流等。
(3)拉格朗日-拉梅希法
拉格朗日-拉梅希法是通过对柔性机构的建模和分析得到RFMEMS开关的性能测试方法。在拉格朗日-拉梅希法中，RFMEMS开关的振动和弯曲等机械特性可以通过求解微分方程的方式得到。
4.2MAM电容性能测试方法
(1)LCR电桥法
LCR电桥法是测量MAM电容性能的常用方法之一。该方法通过测量电感、电容和电阻等参数，从而得到MAM电容的性能指标。LCR电桥法需要满足测量精度的要求，同时要考虑测试前后的环境影响和阻抗匹配问题。
(2)网络分析仪法
网络分析仪法是考虑到MAM电容性能测试的均衡性、稳定性和高精度等因素，同样是对该元器件进行测试的重要方法之一。该方法需要考虑测试退化和测试环境等因素，以确保测试准确度。
5影响因素及优化设计