微機電微波濾波器之設計與熱應力分析

Design of Micromachined Microwave Filter and Analysis of Thermal Stress

指導教授 : 黃榮堂    研究生 : 嚴國澍  機電整合研究所 88年


摘要

本論文的研究主旨在利用電腦的輔助設計分析,以及模擬,達到使用微機電的製程技術應用於高頻低功率的微波被動元件,並透過軟體的模擬,建立起整個元件的架構與電性/磁性的關係,並期望能夠設計任意的微波濾波器規格,且透過此電腦輔助設計的一系列流程,能夠快速達到所需要設計的濾波器。研究的主要內容是針對15GHz的狹帶帶通濾波器設計,加上4.7GHz以及27.85GHz、38GHz的帶通濾波器,而設計的方式是以指叉型(interdigital)帶通濾波器的方式來完成,並使用薄膜技術以及微機電製程技術,經過電腦輔助設計以及模擬,求證housing與響應間的關係,並設法在電腦的模擬中找出一些解決在實做中可能遇到的實驗誤差,並提出解決此誤差的補償性結構,使得日後以微機電製程技術設計濾波器時,能夠利用此電腦輔助的方式,得到最正確且迅速的設計方式。
此外,也利用ANSYS分析microshield line其薄膜部分因為溫度變化所造成的熱挫屈效應,對整個濾波電路特性的影響,及對應的方法。

ABSTRACT

The goal of this paper is to study high frequency and low power microwave passive element, using micro-machining techniques and computer aided simulation to establish the relationship between all the geometry of the ements and it's electrical/magnetial characteristics. The main contents are the designs of narrow-band bandpass filters of 15GHz, 4.7GHz and 27.85GHz by the intergigital method thin film and MEMs techniques. Through CAD and simulation, we get the relationships between the responses and housing, and we also suggest some methods to decrease the diffucuities in manufacturing processes. Finally we write a VB-based software program to help design a prototype interdigital filter. Then we can use CAD to get the tuning rules. According to these methods, we can decrease the times of designing filters.