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第一章 RF MEMS1

1.1 MEMS概述1

1.2 RF MEMS简介3

1.3 RF MEMS发展历史4

1.4 RF MEMS常用工艺9

1.4.1体硅工艺9

1.4.2表面硅工艺10

1.5 RF MEMS应用12

1.5.1在可重构电路中的应用13

1.5.2在手提式无线系统中的应用15

1.5.3在基站中的应用16

1.5.4在无线能量传输中的应用18

参考文献20

第二章 RF MEMS设计与仿真25

2.1 ANSYS25

2.1.1主要功能26

2.1.2分析实例：平行板电容26

2.2 CoventorWare28

2.2.1主要功能28

2.2.2分析实例：可调电容29

2.3 IntelliSuite31

2.3.1主要功能31

2.3.2分析实例：RF开关32

2.4 HFSS34

2.4.1主要功能34

2.4.2分析实例：矩形波导腔体天线36

2.5 CST Microwave Studio38

2.5.1主要功能39

2.5.2分析实例：喇叭天线39

2.6 GOMSOL40

2.6.1主要功能40

2.6.2分析实例：梳齿电容41

参考文献42

第三章 RF MEMS传输线43

3.1概述43

3.1.1传输线的基本原理43

3.1.2传输线的分类与参量44

3.1.3传输线的损耗46

3.2微带线47

3.2.1概述47

3.2.2有效介电常数、特性阻抗的计算49

3.2.3微带线的损耗50

3.2.4表面波和高次模式的影响50

3.3带状线51

3.3.1概述51

3.3.2传播常数、特征阻抗的计算52

3.3.3带状线的损耗53

3.4槽线54

3.4.1概述54

3.4.2波长及特性阻抗的计算54

3.5鳍线56

3.5.1概述56

3.5.2波导波长及特性阻抗的计算56

3.6共面波导58

3.6.1概述58

3.6.2特性阻抗、有效介电常数及介质损耗的计算59

3.7微机械平面传输线60

3.7.1薄膜支撑传输线60

3.7.2微屏蔽传输线62

3.7.3 LIGA微机械传输线64

3.7.4 V型槽共面波导和W型槽共面波导65

3.7.5抬高型和覆盖型共面波导67

3.7.6带隔离薄膜的有限接地共面波导68

3.7.7浅槽型共面波导68

3.8微机械波导69

3.8.1概述69

3.8.2内嵌于LTCC基板的微机械波导71

参考文献80

第四章 RF MEMS电感83

4.1 MEMS电感的分类83

4.1.1栅型电感83

4.1.2螺旋型电感84

4.1.3螺线管型电感86

4.1.4可调电感90

4.2电感的关键参数94

4.2.1电感量94

4.2.2品质因数95

4.2.3损耗机制95

4.3平面螺旋电感96

4.3.1平面螺旋电感的设计97

4.3.2平面螺旋电感的加工99

4.3.3平面螺旋电感的测试分析100

4.4螺线管电感102

4.4.1螺线管电感的设计103

4.4.2螺线管电感的加工107

4.4.3螺线管电感的测试分析110

4.5可调电感112

4.5.1可调电感的设计112

4.5.2可调电感的加工114

4.5.3可调电感的测试分析116

参考文献117

第五章 RF MEMS可变电容124

5.1可变电容的分类124

5.1.1平行板可变电容124

5.1.2三极板可变电容126

5.1.3梳齿式可变电容127

5.1.4其他类型的可变电容129

5.2可变电容的关键参数131

5.3平行板可变电容133

5.3.1可动极板的形变分析133

5.3.2可变电容的动力学分析140

5.3.3刻蚀孔对可变电容的影响144

5.4平行板可变电容的加工149

5.4.1关键工艺149

5.4.2工艺流程150

5.5平行板可变电容的测试分析152

参考文献154

第六章 RF MEMS开关158

6.1 RF MEMS开关的分类158

6.2 RF MEMS开关的关键参数160

6.3横向RF开关161

6.3.1横向RF开关的研究现状161

6.3.2横向热驱开关的工作原理164

6.3.3隔离结构设计165

6.3.4驱动结构设计168

6.3.5其他部分的设计172

6.4 RF开关的加工174

6.5 RF开关的测试方法176

6.5.1直流性能测试176

6.5.2 RF传输性能测试178

6.5.3可靠性测试180

6.6 RF开关的性能分析181

6.6.1直流性能分析181

6.6.2 RF性能分析183

6.6.3可靠性185

6.6.4 性能总结186

参考文献186

第七章 RF MEMS滤波器190

7.1 RF MEMS滤波器的分类190

7.2滤波器的关键参数194

7.3无源LC滤波器196

7.4 RF MEMS滤波器200

7.4.1设计思路200

7.4.2仿真计算202

7.5 RF MEMS滤波器的加工206

7.6测试分析208

参考文献212

第八章 RF MEMS移相器214

8.1移相器的分类214

8.2微机械移相器217

8.2.1非线性延迟线原理217

8.2.2分布式微机械移相器的电路模型、损耗和移相方式223

8.3微机械分布式移相器的器件设计229

8.3.1基于体硅微机械工艺的移相器基本单元设计229

8.3.2总体结构与参数的确定232

8.3.3 GND导体宽度有限时的CPW特性分析235

8.3.4模拟驱动时移相器的电路设计、性能分析及高频电磁仿真238

8.3.5移相器的数字驱动及其高频电磁仿真模型248

8.3.6微机械桥膜结构的机械特性分析250

8.3.7移相器的静态驱动特性分析253

8.4微机械分布式移相器的加工和测试254

8.4.1基于体硅工艺的微机械分布式移相器微加工流程及样品254

8.4.2应力和悬空桥膜厚度的检测及桥膜应力所致变形的测量255

8.4.3微机械移相器的静态驱动特性测试260

8.4.4微机械移相器高频测试原理264

参考文献272

第九章 RF MEMS天线275

9.1微带贴片天线275

9.1.1基本原理276

9.1.2馈电技术279

9.1.3带宽的扩展282

9.1.4圆极化技术288

9.1.5紧凑化天线291

9.1.6有源器件与天线的集成293

9.2微机械毫米波/亚毫米波/THz天线296

9.2.1平面化的微机械毫米波/亚毫米波天线298

9.2.2微机械毫米波喇叭天线301

9.2.3 THz天线304

9.3微机械可重构天线309

9.3.1基本原理311

9.3.2频率可重构天线312

9.3.3方向图可重构天线315

9.3.4频率和方向图可同时重构的天线316

9.3.5多功能可重构天线318

参考文献319

第十章 RF MEMS封装322

10.1 MEMS封装323

10.1.1 RF封装的特点和作用324

10.1.2 RF封装的主要类型325

10.1.3常用封装材料326

10.1.4片到封装及芯片内部的互连327

10.2器件级封装330

10.2.1常见封装形式330

10.2.2外观及引脚形式336

10.2.3基板技术340

10.2.4封装的内互连与I/O342

10.2.5气密性封装技术355

10.3圆片级封装技术374

10.3.1圆片级盖帽封装374

10.3.2微屏蔽和原位自封装380

10.4系统级封装381

10.4.1二维RF MCM384

10.4.2 3D RF SIP385

10.4.3可埋入有源/无源元件的柔性基板技术401

10.4.4集成无源器件403

10.5前沿技术与挑战404

参考文献405

索引408