物联网射频收发组件开孔混合梁振动电磁自供电微传感器制造技术

本发明专利技术的物联网射频收发组件开孔混合梁振动电磁自供电微传感器，由一个固支梁、8个悬臂梁以及外围大电容和稳压电路组成。固支梁两侧的自由边上制作了八个尺寸相同悬臂梁。天线结构和压电材料层都设计在固支梁和悬臂梁上。本发明专利技术既实现了电磁能的收集又实现了振动能的收集，大大降低了射频收发组件的能量损耗，同时改善了电磁兼容的性能，抑制了不必要的抖动。而且，本发明专利技术的悬臂梁上的设计了不同的开孔方案来使得8个悬臂梁具有8种不同的固有谐振频率，增大了频率带宽，使得本发明专利技术在振动频率复杂多变的振动环境中具有更高的能量收集效率和供电能力。扩大了天线收集杂散电磁波能量的方向性范围。

IOT RF transceiver module opening hybrid beam vibration electromagnetic self powered micro sensor

IOT RF transceiver module of the present invention opening mixed beam vibration electromagnetic self powered micro sensor is composed of a fixed beam and a cantilever beam and 8 external capacitance and voltage stabilizing circuit. Eight cantilever beams of the same size are fabricated on the free edges of both sides of the clamped beam. Both the antenna structure and the piezoelectric material layer are designed on both the clamped beam and the cantilever beam. The invention not only realizes the collection of the electromagnetic energy, but also realizes the collection of the vibration energy, greatly reduces the energy loss of the radio frequency transceiver component, improves the electromagnetic compatibility performance and inhibits the unnecessary jitter. Moreover, the invention of the cantilever beam on the design of different opening schemes to make 8 cantilever beam with 8 different resonant frequencies, increases the frequency bandwidth, the invention has higher energy collection efficiency and power supply in vibration frequency in the complex. The directional range of the antenna to collect stray electromagnetic energy is enlarged.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术提出了物联网射频收发组件开孔混合梁振动/电磁自供电微传感器，属于微电子机械系统的

技术介绍
物联网技术的高速发展对射频收发组件在低功耗、微型化方面的要求越来越高，而降低射频收发组件的功耗的一个有效的方法就是减少其工作中不必要的能量损耗。射频收发组件的能量损耗来自各个方面，而组件振动和杂散波所造成的能量的损耗是其中的两大关键。振动能和电磁能的收集已经成为微能源领域的主要研究方向并迅速发展。现有的电磁能和振动能收集器具有绿色环保，结构简单，免维护，成本低等优点，具有巨大的应用前景。同时，得益于MEMS技术的发展，未来的微系统将具有更小的体积、更低的功耗和更高的集成度。因此，MEMS技术加工微机械能量收集器对于降低未来物联网系统的功耗将发挥巨大的作用。振动/电磁自供电微传感器即是基于振动能和电磁能收集器，利用收集振动能和电磁能的方式来为工作电路提供辅助电源的新型传感器。一般来说，有电磁式、压电式和静电式三种方式可以把振动能量转化为电能r>的。其中，压电式本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种物联网射频收发组件开孔混合梁振动电磁自供电微传感器，其特征是该微传感器由一个固支梁（1）和八个悬臂梁（2）构成，在外围辅以大电容和稳压电路（11），固支梁（1）两端的固支梁的锚区（3）分别固定在砷化镓衬底（4）上，固支梁（1）每一侧有四个并排排列的悬臂梁（2），悬臂梁（2）的锚区在固支梁（1）的两个侧边上；悬臂梁（2）上设计有两行圆孔（6），圆孔（6）以矩形阵列的形式排列，在同一个悬臂梁（2）上圆孔（6）的半径相同，且每一行或每一列相邻圆孔6之间的间距相同，固支梁（1）和悬臂梁（2）分为5层，分别是天线结构（12）、氮化硅层（5）、下极板(9)、压电材料层（7）和上极板(8)，第二层是氮化...

【技术特征摘要】
1.一种物联网射频收发组件开孔混合梁振动电磁自供电微传感器，其特征是
该微传感器由一个固支梁（1）和八个悬臂梁（2）构成，在外围辅以大电容和稳
压电路（11），固支梁（1）两端的固支梁的锚区（3）分别固定在砷化镓衬底（4）
上，固支梁（1）每一侧有四个并排排列的悬臂梁（2），悬臂梁（2）的锚区在固
支梁（1）的两个侧边上；悬臂梁（2）上设计有两行圆孔（6），圆孔（6）以矩形
阵列的形式排列，在同一个悬臂梁（2）上圆孔（6）的半径相同，且每一行或每
一列相邻圆孔6之间的间距相同，固支梁（1）和悬臂梁（2）分为5层，分别是天
线结构（12）、氮化硅层（5）、下极板(9)、压电材料层（7）和上极板(8)，第二
层是氮化硅层（5），氮化硅层（5）下面是一层金制作成天线结构（12），...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖小平，王凯悦，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32