[发明专利]一种电可调式RLC串、并联MEMS谐振器

说明书

技术领域

本发明涉及微机电系统领域，具体的说，涉及一种电可调式RLC串、并联MEM谐振器。

背景技术

谐振器就是指产生谐振频率的电子元件，起产生频率的作用，具有稳定，抗干扰性能良好的特点，广泛应用于各种电子产品中，谐振器重要起频率控制的作用，所有电子产品涉及频率的发射和接收都需要谐振器。MEMS谐振器的主要应用领域包括便携式产品(如手机、MP4)，太阳能，汽车电子，工控以及网络路由器、通信基站等领域。据透露，中兴、华为等企业均已采用MEMS可编程振荡器到各自产品中。石英晶体谐振器运用很广泛。基于MEMS的谐振器件同石英器件相比，尺寸小，价格相当，可靠性高，特别是有极强的抗冲击和振动性能，可同时实现高Q值。

MEMS谐振器通过微加工的方式来实现RLC串并联结构，根据不用电路的要求可以改变相应的L来改变谐振频率，改变R的值可以控制和调节谐振时电流和电压幅度的作用。

经检索，现有申请号为200480027070.0(公开号为1853345)和200680048616.X(公开号为101346879)的发明专利申请，提出过MEMS谐振器及其制备方法，但是结构单一，适用范围小。

发明内容

本发明的目的在于，设计了一种可调式RLC串、并联MEMS谐振器，在不增加工艺复杂程度的同时通过MEMS工艺来加工完成。这种谐振器拥有较高的Q值，具备大功率输出的能力，还利用了传统谐振器频率固定，运用范围不够灵活的缺点，设计了可变谐振频率的结构，即通过电阻和电感可变的设计实现，这种设计是通过减小电阻丝的匝数和电感线圈的匝数来实现电阻和电感变化的。

为实现上述目的，本发明采用以下设计方案：

本发明提供了一种可调式RLC串、并联MEMS谐振器，包括：可变电阻R，可变电感L，以及固定电容C。

所述的可变电阻由多匝线圈组成，在每一个线圈都引出信号线，在实际使用的时候可以通过接入不同的线圈匝数来控制电阻的大小。所述的可变电感采用螺旋形结构，为了方便加工，螺旋结构采用矩形截面，每个螺旋单元分为两层线圈，上层线圈通过支撑柱子与下层线圈保持悬空和电连接，电感的匝数也为n，每个单元都引出信号传输线，使用时可以根据需要接入不用的匝数，控制电感的大小。电容采用固定电容设计，由上电极和下电极，上电极通过柱子与下电极保持悬空，电极和柱子之间通过横梁来连接，下电极和上电极分别引出信号传输线。

上述技术方案中，可变电阻的电阻丝采用多匝长方形电阻丝，且为了保证电阻丝连续性变化，在一定的范围内，匝数越大越大好，每一匝之间的距离越小越好。

上述技术方案中可变电感采用立体结构，为了保证工艺简单，采用截面矩形设计，且为了保证电感连续性大范围变化，在一定的工艺范围内，匝数越大越好，每一匝之间的距离越小越好，上层线圈和下层线圈的横截面积越大越好。

上述技术方案中，所述的可变电感上层线圈采用加厚设计保证刚度来抵制工作产生的变形。

上述技术方案中，电容器采用固定电容设计，电容极板采用正方形，且两个极板之间的距离很小。

上述技术方案中，所述的固定电容上电极采用T型梁来作为支撑，且为了使谐振器在工作时的稳定，T型梁和上电极采用高厚度设计以保证足够的刚度，抵制在电容器充放电时，上电极受到静电力导致其变形，从而引起电容值变化。

本发明上述可调式RLC串、并联MEMS谐振器，采用标准的MEMS工艺中的光刻、溅射、电镀、腐蚀等技术来实现的。悬空结构采用牺牲层技术来实现的。

本发明上述可调式RLC串、并联MEMS谐振器是基于硅基底或者玻璃基底加工出来的。

本发明上述可调式RLC串、并联MEMS谐振器，可变电阻，可变电感和固定电容器均采用MEMS工艺中的电镀来形成的，主要材料是镍，铜。在信号传输线的表面镀一层薄薄的金，便于焊接。

本发明上述可调式RLC串、并联MEMS谐振器，为了保证电感上层线圈和电容上电极的悬空，需采用牺牲层技术，为了释放时候能够腐蚀到牺牲层，由于电容上电极面积较大，在电容上电极设计一定数量的刻蚀孔。

与现有技术相比，本发明上述的一种可调式RLC串、并联MEMS谐振器，采用了电阻和电感可调设计，运用范围灵活，且加工工艺简单，对环境的适应性强，只需要接入不同的电阻和电感便可实现不用的电路要求，操作简单，且易于封装，成本低。

附图说明

图1是一种可调式RLC串、并联MEMS谐振器整体结构示意图。