开题报告

世界因我们而不同开题报告导师：欧文研究员报告人：刘谨2012-3-12无源无线压力传感器研究世界因我们而不同内容提要1研究目标2选题背景3国内外研究情况4本研究主要内容5时间安排世界因我们而不同研究目标•提出一种CMOS兼容的无源无线传感器结构，通过谐振频率的变化来测量所受压力的变化。无源无线传感器及耦合结构世界因我们而不同选题背景：无源无线传感器—一种新型传感器技术•无源无线传感器是传感器家族的新成员，具有许多传统传感器不具备的优点：1•探头体积小，无需更换电池可应用于人体，酒瓶等密闭环境。2•能在发动机内部，螺旋桨顶端等恶劣环境中工作。3•符合节能低碳的科学发展观。世界因我们而不同与传统TPMS（轮胎压力传感器）相比，无源无线压力传感器无需把手持设备插入气嘴，因而更加方便快捷。如果把RF芯片一同植入轮胎，可以实现在驾驶途中获得轮胎的即时压力。传统胎压测量仪器无源无线TPMS传感器世界因我们而不同国外研究情况南加州大学和加州理工大学的实验人员设计了用来测眼内压力的无源无线传感器，并已经成功植入小白鼠眼内获得实验数据，但使用了聚对二甲苯基等材料，与CMOS工艺不兼容。密歇根大学和中东大学的实验人员完成了在玻璃上制作电感然后与硅片键合形成电容的设计，使用了电镀，键合等工艺，成品率比较低，工艺较复杂。世界因我们而不同国内研究情况研究单位研究内容重庆大学光电工程学院无源无线声表面波叉指换能器东南大学MEMS实验室压力，湿度传感器上海交通大学RFMEMS开关研究北京大学微电子学院射频电路模块和相关关键制造技术研究国内大学无源无线传感器研究集中在声表面波传感器上，无源无线压力传感器研究的许多方面还是空白状态。世界因我们而不同未来发展方向技术上：与CMOS工艺兼容，形成产业化批量生产小型化，便于植入特殊环境，不影响植入的系统自身的运行读数据的距离尽量远，增强抗干扰能力。应用上：形成传感网络，智能房间，智能大厦，成为物联网的一部分多传感器集成在同一芯片上，同时测量多种参数世界因我们而不同研究内容无源无线传感器谐振电感研究敏感电容的制作陷落测量读出数据设计世界因我们而不同•使用平面螺旋电感•TomasLee给出计算公式sself=+MLLM研究内容电感的制作方法以及参数优化世界因我们而不同•把2.5mm*2.5mm的电感代入公式中•其中铝条宽15um，铝条间的间隔10um，一共20圈，中间空心直径为1500um。•则L=562.5nH(精确度3%）•另外几种算法：粗估算公式：较精确方法：2s=nr=537.5nLH。22s10nr==451.8n9r+10lLH。世界因我们而不同寄生参数对Q值的影响线圈间的寄生电容，线圈自身电阻，线圈与衬底间的能量损耗是影响电感Q值的主要因素。世界因我们而不同电感参数对其性能的影响器件参数RsLsCindWQ电感扎数↑↑↑↓-金属厚度↓0↑↓-线间距↓0↑↓-绝缘厚度00↓↑↑优化总结：电感扎数尽可能多，厚度实现工艺可能的最大厚度，绝缘层3um以上线间距10-15um.绝缘层电感世界因我们而不同电容设计线性度在小范围内较优，此外电容大小与面积成正比。-320-38.85*10p/mm*1.5mm=4.32p4*10mmFCF（）此值与尺寸成平方关系•敏感原理：薄膜在压力作用下发生形变从而改变电容大小。上极板下极板世界因我们而不同响应率计算•把计算得到的所有尺寸，杨氏模量等常数代入，在50mmHg的压强下所以得到的分辨率谐振频率max01=0.3-0.5pf3WCCd3201(0.5)()290.62/0.01204/fCCPPLHzPaMHzmmHg01362()sfMHzLCC44max3930.0138a0.013850068951500==1.09umh1621030PWE世界因我们而不同支撑结构固定电极底部连线可变电极电感绝缘电介质压力入口使可变电极形变传感器部分结构图世界因我们而不同参数值整体尺寸2.5mm*2.5mm电感值562nH电容值4.32pf寄生电容？？电容面积≤1.5mm*1.5mm薄膜厚度30um电容极板间距4um电感扎数20谐振频率在≈30MHz量程0-200mmHg电容变化范围4.05-4.32pf压力响应率0.012MHz/mmHg器件所有参数：世界因我们而不同目前研究进展已经完成相应的结构设计和流程设计，准备开始流片。世界因我们而不同时间安排2011.9-2012.2电感的参数设计，拿出敏感电容方案2012.3-2012.8设计流程，开始流片2012.9-2013.2读出方案设计和测试2013.3-2013.6撰写论文，准备答辩世界因我们而不同THEENDTHANKYOU