压电微机电谐振器

本书特色

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本书主要介绍压电MEMS谐振器的各种制作材料、工艺、参数、特性、测试和评估方法等，并针对相关器件商业化难题进行了讨论，给出了两个成功案例。
本书共16章，包含4部分内容：第Ⅰ部分介绍了科研环境下广泛使用的MEMS谐振器压电材料；第Ⅱ部分介绍了相关谐振器的种类和特色；第Ⅲ部分介绍了压电MEMS谐振器的较为先进的设计理念以及建模、测试和评估方法；第Ⅳ部分介绍了压电MEMS谐振器的商业化问题，给出了相关案例。
本书面向致力于从事压电MEMS谐振器研究的工程师和科研人员，也可以作为相关专业师生的参考用书。

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内容简介

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本书作者领导了世界首款压电MEMS时间传感器件的研发工作，是该领域知名专家。他领导主编的本书，系统总结介绍了近几年压电MEMS谐振器的各种制作材料、工艺、参数、特性、测试和评估方法等，并接针对相关器件商业化难题进行了讨论，给出了两个成功案例。
压电MEMS谐振器具有更小、更经济、更高性能的品质，在商用化方面极具潜力。

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作者简介

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哈梅特·布格拉（Harmeet Bhugra），就职于美国IDT公司，领导了世界首款压电MEMS时间传感器件的研发工作。他拥有二十余项美国专利，发表了多篇学术论文，并进行了多次关于MEMS的演讲。
吉安卢卡·皮亚扎（Gianluca Piazza）教授，就职于美国卡内基梅隆大学电气与计算机工程系，负责压电MEMS的研究工作。

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目录

目录译者序原书前言作者名单第Ⅰ部分MEMS谐振器压电材料第1章AlN薄膜的基本性质与制造工艺31.1简介31.2反应磁控溅射沉积法制备AlN薄膜81.2.1用于c轴织构化的压电薄膜的生长工艺81.2.2衬底表面粗糙度的影响:薄膜生长与厚度的关系151.2.3其他生长问题:氧杂质和再生问题171.3性质和表征191.3.1从头计算法的研究261.4AlN-ScN合金薄膜26参考文献28第2章PZT在微纳机电系统中的应用322.1PZT压电薄膜322.1.1沉积工艺322.1.2刻蚀工艺382.1.3器件设计问题412.1.4基于PZT的谐振器件442.1.5小结55致谢56参考文献56第3章GaN在微纳机电系统中的应用613.1简介613.1.1简史613.1.2GaN技术613.1.3GaN的优势633.2GaN谐振器的换能原理643.2.1无源压电转换643.2.2压阻换能673.2.3GaN谐振体晶体管693.3应用733.3.1基于GaN的物理谐振传感器733.3.2基于GaN的频率合成器和计时器753.4对未来的展望76参考文献79第4章LiNbO3材料在微纳机电谐振器中的应用844.1LiNbO3材料和薄膜的发展历史854.2LiNbO3的材料特性874.3LiNbO3薄膜的体声波振动模态894.4LiNbO3薄膜的微加工工艺954.5LiNbO3器件的设计和性能1014.6LiNbO3器件的讨论和未来的应用105参考文献107第Ⅱ部分压电MEMS谐振器的设计第5章压电MEMS谐振器中的品质因数与耦合1155.1简介1155.2品质因数1155.2.1损耗的来源1165.2.2有关损耗的讨论1225.3耦合因数1235.3.1压电耦合因数1235.3.2有效机电耦合因数1245.3.3耦合因数的讨论1255.4优值（FOM）与小结126参考文献126第6章挠性压电谐振器1316.1简介1316.2层压板力学1316.2.1固有频率1326.2.2薄膜压电系数1336.3能量法振动分析1346.4一维谐振器1356.4.1双端固支梁分析1366.4.2固有频率1386.4.3双端口谐振器1386.5二维谐振器1406.5.1方形板1416.5.2圆形板1426.5.3示例——多振动模态的耦合预测145参考文献146第7章横向振动压电MEMS谐振器1487.1简介1487.2工作原理1487.3材料1537.4频率缩放1557.5制造技术1567.6原型器件示例157参考文献165第8章BAW压电谐振器1718.1简介1718.2BVD模型1718.3Mason等效电路1768.4谐振器结构1788.5材料选择1808.6横向波传播1818.7小结184参考文献184第9章剪切压电MEMS谐振器1869.1MEMS谐振器的介绍1869.2压电剪切模式1879.3压电厚度剪切原理1889.4石英晶体的切割角1919.5器件尺寸对频率的影响1929.6厚度剪切模式的仿真1929.7温度对谐振频率的影响1939.8等效电路1969.9厚度剪切器件的制造1979.10原型器件示例1999.11未来的发展2039.12小结203参考文献203第10章压电微谐振器的温度补偿20510.1简介20510.2谐振频率的温度灵敏度20510.3无源补偿技术20610.3.1基于谐振器组成设计的补偿方法20610.3.2基于材料特性的补偿方法20910.3.3其他无源补偿技术21110.4有源补偿技术212参考文献215第11章计算建模的挑战21711.1简介21711.2计算频率响应所面临的挑战21811.2.1动机21811.2.2频率响应计算22011.3能量损耗机制建模22411.3.1锚损耗22511.3.2热弹性耗散22711.3.3流体阻尼22911.4静态和动态非线性23111.4.1残余应力23111.4.2源自高功率的非线性23211.5小结233致谢234参考文献234第Ⅲ部分压电MEMS谐振器的制造工艺和可靠性第12章实现压电MEMS谐振器的制造工艺流程23912.1简介23912.2AlN压电材料的沉积24012.3纯压电谐振器的制造工艺流程24312.4衬底上压电谐振器的制造工艺流程24412.5MEMS谐振器三维转换的侧壁AlN工艺24612.6具有集成HEMT读出功能的AlGaN/GaN谐振器的制造工艺流程249参考文献250第13章可靠性与质量评估（稳定性与封装）25313.1谐振器需求的发展25313.2频率控制器件的挑战：器件寿命和关键性应用25413.3评估规则的制定25413.4IC和机电器件的挑战25513.5频率控制器件的前景25513.6美国军方标准25613.7JEDEC标准25613.8其他标准25713.9工艺与生产监控25813.10频率控制产品的其他规范25813.10.1对温度变化的反应25913.10.2扰动25913.10.3电源噪声敏感度25913.10.4系统注入噪声25913.10.5低频漂移25913.10.6长期老化26113.10.7EMI辐射26113.11对未来的展望26113.11.1器件尺寸26113.11.2器件电源电压和功率26113.11.3器件成本26213.11.4自检测262第14章大批量测试与校准26314.1生产测试的目的26414.2生产测试的考虑因素26514.3测试策略的形成26514.4剔除方法26614.4.1电学剔除方式26614.4.2视觉剔除方式27014.5测试和剔除分析流程27314.6在测试执行中的考虑27414.6.1缺陷编码系统27414.6.2测试程序的接口设计27514.6.3标定探针的设置27514.6.4数据处理与自动化27514.7测试时间的缩减27614.7.1多站点测试27614.7.2测试程序的优化27614.7.3硬件或软件27714.7.4数据文件格式27714.8校准27714.9小结278参考文献278第Ⅳ部分实际应用第15章用于移动设备的高频振荡器28115.1了解移动设备中时钟需求的多样性28315.2声学器件的重要性28515.2.1谐振器Q值的重要性28515.2.2目前阻碍使用集成电路解决方案来提供时钟和频率的原因28515.3振荡器中的相位噪声28615.4Sand 9压电MEMS谐振器的发展历史29015.4.1早期原型29015.4.2使用芯片级封装压电MEMS谐振器VC-TCXO29415.4.3125MHz VC-TCXO的压电MEMS概念29815.5集成MEMS谐振器30815.5.1集成蜂窝收发器31015.6成果31115.7了解商用的MEMS时钟31415.8MEMS蜂窝时钟器件的商用案例31515.9现状31715.9.1MEMS时钟革命何时发生31815.9.2如何用LLQ模拟Xtal 31815.10MEMS时钟的价值31915.11小结319致谢320参考文献321第16章用于移动通信的BAW滤波器和双工器32416.1简介32416.2BAW简史32416.3用于智能手机的滤波器的类型32616.4尺寸和性能的发展32816.5插入损耗33016.6端口的阻抗和匹配33116.7抑制和隔离33516.8功率承受和可靠性33716.9温度效应33816.10群延时34016.11滤波器和双工器的线性度34016.12封装和RF模块的集成34116.13滤波器的设计方法34216.14LTE载波聚合解决方案345参考文献346后记——关于压电微机电谐振器重要参数的讨论347参考文献351

封面

书名:压电微机电谐振器

作者:Bhugra

页数:351

定价:¥119.0

出版社:机械工业出版社

出版日期:2020-01-01

ISBN:9787111637639

PDF电子书大小:150MB 高清扫描完整版