CN101900525A - 一种射频微机电系统器件封装热应变的测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种射频微机电系统器件封装热应变的测量方法，其特征在于：在基片的指定位置与RF MEMS器件同步制作一组或多组测试单元，所述测试单元为由高阻抗共面波导和周期性跨接其上的若干双端固支梁组成的负载传输线；利用所述负载传输线的力学特性与电学特性之间的关系确定RF MEMS器件封装热应变。本发明采用微波测量手段测量RF MEMS器件封装热应变，测试单元的制作与RF MEMS器件的制作工艺兼容，可以同步进行。
Description
技术领域
本发明涉及一种射频微机电系统器件封装热应变的测量方法。
背景技术
射频微机电系统，简称：RF MEMS。现行的MEMS器件封装热应变的测量方法主要有：(1)光学显微测量法，其基本原理是测量特定测试结构如应力规在热应力作用下的形变来确定封装热应变，其缺点是测量精度受结构形貌和尺度的影响，测量误差较大；(2)光学干涉测量法如云纹干涉条纹法，基本原理是将制作在结构表面，随结构一起变形的试件栅与不随结构变形的参考栅互相接触重叠，从而因干涉而形成云纹，可以对云纹进行分析来测量封装热应变，其缺点是测量精度受光栅尺度和精度的影响，测量精度和灵敏度不高。并且上述光学方法都需要专门的测量仪器和测量方法。
发明内容
发明目的：本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种测量灵敏度高的射频微机电系统器件封装热应变的测量方法。
技术方案：本发明所述的射频微机电系统器件封装热应变的测量方法采用微波测量手段，测量封装前后测试单元的相移特性，所述测试单元为一组或多组由高阻抗共面波导和周期性跨接其上的若干双端固支梁组成的负载传输线，与RFMEMS器件同步制作在基片的指定位置；利用所述负载传输线的力学特性：双端固支梁的刚度系数和位置偏移与电学特性：双端固支梁的电容比、负载传输线的阻抗和负载传输线的相移之间的关系确定RF MEMS器件封装热应变。
本发明方法具体包含以下步骤：
(1)在基片的指定位置与RF MEMS器件同步制作一组或多组测试单元，所述测试单元为由高阻抗共面波导和周期性跨接其上的若干双端固支梁组成的负载传输线，双端固支梁的数目和分布周期根据测量要求而定；
(2)测量所述测试单元封装前的相移特性，作为测量基准；
(3)完成器件封装；
(4)测量所述测试单元封装后的相移特性；
(5)计算器件工作频率下的相对于基准相移的相移变化量；
(6)由于封装热应变会改变双端固支梁的刚度系数，进而改变给定激励下梁的偏移量、梁的电容比、负载传输线的阻抗，并最终改变负载传输线的相移量，因此可以根据封装前后测试单元的相移变化量计算其所在位置的应变。
有益效果：本发明与现有技术相比，其有益效果为：(1)本发明测试单元的制作与RF MEMS器件的制作工艺兼容，可以同步进行；(2)本发明测量方法和测量装置与所封装的RF MEMS器件的射频特性测量兼容，可以避免使用专门而复杂的光学测量设备，从而有效地简化测量过程，减小测量成本；(3)本发明方法可以实现动态、在线测量，测量灵敏度高。
附图说明
图1是本发明测试单元的总体布局图；
图2是本发明微波网络测量系统图；
图3是本发明测试单元的俯视图；
图4是本发明测试单元的主视图。
具体实施方式
下面结合附图，对最佳实施例进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
实施例：如图1、图3和图4所示，一种射频微机电系统器件封装热应变的测量方法，包括以下步骤：
(1)与RF MEMS器件同步制作测试单元：
在低损耗衬底上溅射金属膜并刻蚀形成共面波导；淀积一层绝缘介质薄膜并刻蚀只保留覆盖共面波导信号线与双端固支梁重叠区域的部分；旋涂牺牲层，在牺牲层上刻蚀出双端固支梁的锚区窗口；溅射金属膜并刻蚀以形成梁结构，然后电镀增厚；最后采用湿法腐蚀的方法移除牺牲层，释放梁结构；
(2)如图2所示，用由矢量网络分析仪、直流偏置电源、T型偏置接头组成的微波网络测量系统测量封装前测试单元的相移特性，作为基准参数；
(3)完成器件的封装；
(4)用上述微波网络测量系统测量封装后测试单元的相移特性；
(5)计算器件工作频率下相对于基准相移的相移变化量；
(6)根据负载传输线的力学特性(双端固支梁的刚度系数、位置偏移)与电学特性(双端固支梁电容比、负载传输线阻抗和负载传输线相移)之间的关系计算测试单元所在位置的应变。
熟知本领域的人士将理解，虽然这里为了便于解释已描述了具体实施例，但是可在不背离本发明精神和范围的情况下做出各种改变。因此，除了所附权利要求之外，不能用于限制本发明。
Claims (2)
1.一种射频微机电系统器件封装热应变的测量方法，其特征在于：在基片的指定位置与RF MEMS器件同步制作一组或多组测试单元，所述测试单元为由高阻抗共面波导和周期性跨接其上的若干双端固支梁组成的负载传输线；利用所述负载传输线的力学特性与电学特性之间的关系确定RF MEMS器件封装热应变。
2.根据权利要求1所述的射频微机电系统器件封装热应变的测量方法，其特征在于包含以下步骤：
(1)在基片的指定位置与RF MEMS器件同步制作一组或多组测试单元，所述测试单元为由高阻抗共面波导和周期性跨接其上的若干双端固支梁组成的负载传输线，双端固支梁的数目和分布周期根据测量要求而定；
(2)测量所述测试单元封装前的相移特性，作为测量基准；
(3)完成器件封装；
(4)测量所述测试单元封装后的相移特性；
(5)计算器件工作频率下的相对于基准相移的相移变化量；
(6)根据封装前后测试单元的相移变化量计算其所在位置的应变。
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