2017 Fiscal Year Annual Research Report
Ultra-low power consumption MEMS antenna with automatic trace function
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16H02347
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
鈴木 健一郎 立命館大学, 理工学部, 教授 (70388122)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
谷川 紘 立命館大学, 総合科学技術研究機構, 教授 (00469199)
古塚 岐 立命館大学, 総合科学技術研究機構, 教授 (90555608)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | MEMSアンテナ / フェーズドアレイ / MEMSスイッチ / 移相器 / アレイアンテナ / 高周波特性 / 自動追尾 / 低損失 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々は、前年度にLTCC、シリコン、有機プラスチック基板上に作製した移送器評価を実施し、MEMSスイッチを利用した移送器の高周波特性が良好（低損失）であり、スイッチドライン移送器において180度の設計値通りの移送が実現できることを確かめた。それぞれに有利な点があるが、また同時に欠点があることが明らかになった。今年度作製したシリコン基板を使用した移送器の挿入損失の測定値は1.33dBであり、今までに我々が作成した中では最も小さかった（この値は今までに発表された他研究機関の研究成果の中でも最も小さな値に相当するレベルである）。一方、LTCC基板では挿入損失が3.0ｄBもあった。この原因を調査したところ、基板に作製したVIAの導通が不十分であること、また、VIAの導通不良はVIA作製後のMEMSスイッチ作製プロセスの影響によってVIAに充填したCuが溶けだしたためであることが判明した。また、シリコン基板の作製したVIAにおいても若干の導通不良の問題が発生していることが判明した。今後、プロセスの改良を進めていく必要がある。
アンテナの研究に関しては、今年度、基板上に作製した移相器とアンテナとの融合技術の開発を進めた。1次元にアレイアンテナを配置した基板と先の移送器を作製した基板を高周波ハイブリッド技術によって融合したデバイスの作製を行った。両者のデバイスをアルミワイヤを用いて互いに接続したために高周波特性に若干の劣化が見られたが、アンテナビームの指向角度の変化を確認することができた。今後、実装方法の改善を行い挿入損失を低減するための研究を進めていく。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
VIAの中の銅がプロセスの中で溶けだしてVIAの導通不良が発生するという問題が起こった。VIAをもつ基板を新しく作成しなおすという選択肢があったが、基板作製を発注した外部企業でもこの問題解決がうまくいくかどうかの確信がないという報告を受けた。このため、プロセスのどこでVIA導通不良が発生したかの詳細な検討を行い、Crエッチング液に含まれる硝酸によってCuが溶けだすことを見つけ出した。次に問題解決のために、プロセス変更とその条件を詳細に検討した。MEMSスイッチは基板との間に2umのギャップを形成してVIAの近傍に作製されていることから、プロセス条件出しは困難で多大な時間と労力を要するものであった。
現在、具体的な解決方法がみつかり、この方法を実施したデバイスを作製評価する計画である。
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| Strategy for Future Research Activity |
デバイス作製において問題が発生したために計画よりも遅れが生じた。しかし、この問題解決の方法が見いだされたために、これを利用したデバイス試作を早急にすすめていく。そして、ほん年度の前半にアンテナと移相器を融合したデバイスの試作評価を行って、計画の遅れを取り戻す予定である。
このデバイス試作とは別にシミュレーションと形状モデルを用いたアンテナ設計を進めており、この成果をMEMSデバイスの試作に応用する計画である。
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Research Products
(4 results)
