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Reliability issues of RF-MEMS switches. V. Peretti, A. Tazzoli, E. Zanoni, G. Meneghesso DEI, University of Padova, Via Gradenigo 6/B, 35131 Padova, Italy, tel. +390498277653, fax. +390498277699 R. Gaddi, A. Gnudi ARCES-DEIS, University of Bologna, Viale Risorgimento 2, 40136, Bologna, Italy. - PowerPoint PPT Presentation
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Ischia, 21-23 giugno 2006Riunione Annuale GE 2006
Reliability issues of
RF-MEMS switches
V. Peretti, A. Tazzoli, E. Zanoni, G. MeneghessoDEI, University of Padova, Via Gradenigo 6/B, 35131 Padova, Italy, tel.
+390498277653, fax. +390498277699
R. Gaddi, A. GnudiARCES-DEIS, University of Bologna, Viale Risorgimento 2, 40136,
Bologna, Italy
Ischia, 21-23 giugno 2006Riunione Annuale GE 2006
IntroductionIntroduction
HIGH-Q Inductors
MEMS Tunable filters
MEMS Micro Lens
Packaged MEMS
RF SWITCH
Ischia, 21-23 giugno 2006Riunione Annuale GE 2006
IntroductionIntroduction
MEMS Replaceable components 80% of area
Generico sistema di rice/trasmissione
From http://www.darpa.mil/MTO/MEMS
Ischia, 21-23 giugno 2006Riunione Annuale GE 2006
Switch RF resistivi di tipo serie
Circuito equivalente a stato solido LAYOUT
Non attuato Attuato
PAD di ATTUAZIONE
PORTE RF
Ischia, 21-23 giugno 2006Riunione Annuale GE 2006
Non attuato Attuato
Circuito equivalente a stato solido LAYOUT
PAD di ATTUAZIONE
PORTE RF
Switch RF MEMS Resistivi tipo shunt
Ischia, 21-23 giugno 2006Riunione Annuale GE 2006
MotivazioniMotivazioni
La presenza di movimenti meccanici introduce una nuova classe di problemi affidabilistici che sono stati affrontati solo raramente e marginalmente nei tradizionali dispositivi elettronici.
A causa della recente introduzione gli RFMEMS non sono ancora stati studiati approfonditamente sia dal punto di vista delle loro caratteristiche elettro/meccaniche che dal punto di vista affidabilistico.
Ischia, 21-23 giugno 2006Riunione Annuale GE 2006
Principali problemi affidabilistici della tecnologia RF MEMS:
• Variazione della resistenza di contatto
• Intrappolamento di carica nei dielettrici
• Massima Potenza operativa
• Umidità
• Usura ( fatigue )
• “Creep effect”
• ESD phenomena ….
Ischia, 21-23 giugno 2006Riunione Annuale GE 2006
Tempo di AttuazioneSwitch resistivi
Caratterizzazione Elettrica degli switch RF MEMS
Parametro di scattering S21
Switch Shunt
-30
-25
-20
-15
-10
-5
0
0.05 0.1 0.15 0.2 0.25
Time [s]
S21
[d
B]
40V Actuation
25V Actuation
Ischia, 21-23 giugno 2006Riunione Annuale GE 2006
-25
-20
-15
-10
-5
0
1 100 10000 1000000
Numero di cicli
Par
amet
ri S
[d
B]
S11
S21
Duty cycle = 25 %
Misure e risultati – Stress da 1,000,000 di cicli
