MEMS振蕩器有何特點(diǎn)?MEMS振蕩器的目標(biāo)是什么?

上篇文章中，小編對MEMS振蕩器的原理、MEMS振蕩器代替晶體振蕩器的理由有所闡述。為增進(jìn)大家對MEMS振蕩器的認(rèn)識，本文將對MEMS振蕩器特點(diǎn)、MEMS振蕩器目標(biāo)等內(nèi)容予以介紹。如果你對MEMS具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、MEMS振蕩器特點(diǎn)

與傳統(tǒng)石英相比，全硅MEMS振蕩器不管從生產(chǎn)工藝還是組件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)上，都更符合現(xiàn)代電子產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)，也是對傳統(tǒng)石英產(chǎn)品的升級換代。

* 高性能模擬溫補(bǔ)技術(shù)使全硅MEMS振蕩器具有優(yōu)秀的全溫頻率穩(wěn)定性，徹底解除溫飄問題;

* 可編程的平臺為系統(tǒng)設(shè)計(jì)和縮短新產(chǎn)品開發(fā)周期提供必要的靈活性;

* 完善的半導(dǎo)體生產(chǎn)鏈可讓全硅MEMS供貨期全面縮短，并提升需求應(yīng)急的能力;

* 全自動(dòng)生產(chǎn)的IC結(jié)構(gòu)在質(zhì)量和可靠性方面有無可置疑的優(yōu)良的一致性。

全硅MEMS振蕩器的全溫性能優(yōu)勢

頻率穩(wěn)定性，特別是在不同溫度下的穩(wěn)定性，是電子工程師在選擇振蕩器時(shí)考慮的主要參數(shù)之一。因?yàn)槊恳粋€(gè)設(shè)計(jì)，都需要保證系統(tǒng)在整個(gè)工作溫度范圍內(nèi)正常運(yùn)作。而溫飄(頻率隨溫度而顯著變化的現(xiàn)象)則是傳統(tǒng)石英產(chǎn)品的弱點(diǎn)，難以單純從制造上克服。

深黑色曲線顯示出一個(gè)工業(yè)級(-40?C-85?C)石英振蕩器要達(dá)到全溫頻率穩(wěn)定性25PPM在技術(shù)上的難度。從圖中可看到，在高低溫的情況下，石英作為參考時(shí)鐘其設(shè)計(jì)余量較不充分，由此也增加了整體系統(tǒng)在工業(yè)級全溫產(chǎn)生不穩(wěn)定運(yùn)行的可能性。

正由于全硅MEMS振蕩器利用溫度補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)，從振蕩器設(shè)計(jì)上解決了石英溫飄的煩惱，因此電子工程師在選料時(shí)有了更大的余地。他們可以選擇50PPM的MEMS振蕩器來替代很多25PPM的石英，既可滿足系統(tǒng)所需規(guī)格，又可降低成本?；蛘?，他們可采用25PPM的MEMS振蕩器來提升系統(tǒng)總體穩(wěn)定性。

二、MEMS振蕩器目標(biāo)

MEMS振蕩器可以利用現(xiàn)有硅半導(dǎo)體行業(yè)所使用的制造技術(shù)和設(shè)備，讓半導(dǎo)體行業(yè)能在代工環(huán)境中集成MEMS。Sitime公司將以MEMSFirst技術(shù)進(jìn)入時(shí)鐘管理器件市場，下一代集成度更高的解決方案將包括MEMS振蕩器和在同一硅晶圓上制造的超大規(guī)模集成電路控制功能。Sitime公司已與Jazz半導(dǎo)體公司合作，將SiTime公司的MEMS First工藝與Jazz半導(dǎo)體公司的0.18μm平臺相結(jié)合，這中間包括RF CMOS和SiGe BiCMOS工藝選項(xiàng)，從而把應(yīng)用拓展到802.11、藍(lán)牙及其它無線收發(fā)器的設(shè)計(jì)之中。

MEMS振蕩器的另一個(gè)發(fā)展方向就是進(jìn)入混合信號和RF應(yīng)用領(lǐng)域。Discera公司通過與Vectron International公司合作，為電子產(chǎn)品制造商提供基于PureSilicon CMOS MEMS振蕩器的時(shí)鐘產(chǎn)品。同樣不久前，無晶圓廠IC設(shè)計(jì)公司W(wǎng)iSpry也宣布著手生產(chǎn)基于MEMS技術(shù)的動(dòng)態(tài)可調(diào)諧射頻集成電路。

三、MEMS振蕩器、晶體諧振器質(zhì)量、可靠性分析

質(zhì)量和可靠性至關(guān)重要 - 不僅公司聲譽(yù)受到威脅，而且返工成本高昂且耗時(shí)。此外，部署在戶外并暴露于環(huán)境壓力下的系統(tǒng)必須特別堅(jiān)固。 石英諧振器雖然是一項(xiàng)成熟的技術(shù)，但涉及相當(dāng)復(fù)雜的制造過程，其中每個(gè)單獨(dú)的諧振器都被調(diào)諧到所需的頻率，通常是通過用離子束燒蝕金屬電極。該步驟發(fā)生在封裝晶體之前，并導(dǎo)致諧振器容易受到污染。 這一過程以及其他石英制造的復(fù)雜性導(dǎo)致石英的平均故障間隔時(shí)間 (MTBF) 低至 14 至 3800 萬小時(shí)。 最好的石英制造商的每百萬缺陷率 (DPPM) 高達(dá) 50，而二級石英供應(yīng)商的缺陷率高達(dá) 150。

與石英晶體的專業(yè)制造工藝相比，MEMS 振蕩器制造商使用標(biāo)準(zhǔn)的半導(dǎo)體批量模式技術(shù)。這包括諧振器和振蕩器 IC 的晶圓級生產(chǎn)，以及使用塑料封裝與標(biāo)準(zhǔn)引線框架進(jìn)行芯片鍵合。 SiTIme MEMS 諧振器芯片由純硅的單一機(jī)械結(jié)構(gòu)制成。 在 SiTIme MEMS 的制造過程中，使用 Epi-Seal? 工藝清潔諧振器，然后沉積多晶硅以密封結(jié)構(gòu)。 這種超潔凈的氣密真空密封可確保諧振器結(jié)構(gòu)受到保護(hù)且不受污染，從而消除老化機(jī)制。

因此，SiTIme 振蕩器的 DPPM 和 MTBF 比石英好大約 30 倍，提供了一個(gè)非?？煽康募夹g(shù)平臺，可以承受惡劣的環(huán)境壓力，并為最終用戶提供高質(zhì)量的產(chǎn)品。

以上便是此次小編帶來的“MEMS”相關(guān)內(nèi)容，通過本文，希望大家對MEMS振蕩器具備一定的了解。如果你喜歡本文，不妨持續(xù)關(guān)注我們網(wǎng)站哦，小編將于后期帶來更多精彩內(nèi)容。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day!