Modellizzazione elettromeccanica e studio del transitorio di attuazione di interruttori RF-MEMS per incrementare l'affidabilita' in stress di ciclatura

Il lavoro sviluppato in questa tesi è focalizzato sulla modellizzazione elettromeccanica degli switch RF-MEMS. Come si farà vedere nell'ultimo capitolo il comportamento dinamico, in particolare nella fase di attuazione, di questi dispositivi, è legato strettamente alla loro affidabilità, in termini di degrado del contatto e delle prestazioni RF. Migliorare la dinamica di attuazione, senza pregiudicare la velocità di switching, è l'obiettivo principale del lavoro presentato in questa tesi. I primi due capitoli sono incentrati sulla modellizzazione elettromeccanica in generale degli switch RF-MEMS, sia a livello statico e sia a livello dinamico. In particolare si fa riferimento a una modellizzazione elettromeccanica 1D della struttura di attuazione dello switch, vista come un sistema massa-molla-smorzatore. L'equazione dinamica alla base di questo modello è l'equazione di d'Alembert. Nel terzo capitolo viene praticamente utilizzata questa modellistica, per prevedere la risposta dinamica di un dispositivo MEMS ad una generica forma d'onda di tensione. L'equazione di d'Alembert viene risolta con il metodo discreto Runge-Kutta, implementato con una funzione Matlab. In più viene gestito, in modo semplificato, l'urto con il contatto. Infine nel quarto e ultimo capitolo vengono presentati i risultati ottenuti riguardo al confronto tra ciò che prevede il modello e la risposta reale, e all'analisi del degrado del contatto in relazione al comportamento dinamico degli switch RF-MEMS. In particolare si è fatto riferimento a due tipologie di dispositivi: gli switch shunt con ponte a forma rettangolare e gli switch serie con ponte a forma circolare (OLTO). Entrambe le tipologie sono realizzate a Trento da FBK-IRST. Tramite stress di ciclatura si è studiato l'effetto che può avere la dinamica dello switch sul degrado del contatto, avendo come obiettivo l'aumento dell'affidabilità e quindi l'incremento del tempo di vita del dispositivo e contemporaneamente mantenere alte le sue prestazioni in termini di velocità di switching