一个基于微热板的烤箱控制系统用于提高MEMS共振器的频率稳定性
Tianren Feng1, Duli Yu1, Bo Wu2
1College of Information Science and Technology, Beijing University of Chemical Technology, Beijing 100029, China.
Micromachines
|June 28, 2023
概括
本研究介绍了一种烤箱控制的MEMS共振器 (OCMR) 系统,该系统显著提高了温度稳定性. 这种新的设计实现了低频漂移3.5ppm,提高了MEMS设备的性能.
科学领域:
- 微电子机械系统 (MEMS) 是一种微电子机械系统.
- 固态物理 固态物理
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- MEMS共振器对温度波动敏感,影响其频率稳定性和性能.
- 对于MEMS设备的现有温度控制方法通常需要复杂的集成或设备重新设计.
研究的目的:
- 开发芯片级的烤箱控制系统,以提高MEMS共振器的温度稳定性.
- 提出一种新的OCMR结构,它是一般的,适用于各种MEMS设备.
主要方法:
- 设计了一个MEMS共振器和微热板,在芯片层面将它们与AlN转导和温度传感电阻集成.
- 使用空气凝隔热微热板作为一个由PID脉冲宽度调制 (PWM) 电路控制的加热器.
- 监控共振器温度和调节加热以保持恒定的工作温度.
主要成果:
- 在烤箱控制的MEMS共振器 (OCMR) 中实现了3.5ppm的频率漂移.
- 将工作温度范围从85°C扩大到125°C.
- 在不需要重新设计的情况下,证明了对MEMS设备的一般适用性.
结论:
- 拟议的芯片级OCMR系统有效地提高了MEMS共振器的温度稳定性.
- 空气凝绝缘和微热板的新集成为MEMS中温度控制提供了多功能解决方案.
- 这种方法提供了一种实用且广泛适用的方法,用于在不同的热条件下提高MEMS设备的可靠性.
