在电子设计领域，可能对部分音响发烧友的工程师朋友来说，黄金在电子产品中的应用印象大概来自那个音频信号“无损”传输高保真音响顶配的镀金音频线开始。更多的工程师，是从坊间芯片提炼黄金的媒体报道中获知。其实，我们身边不乏这样的“黄金芯片”，最近ADI发布的RF MEMS开关再次将黄金的优良金属性能在芯片中的应用发挥到极致。我们不妨来看看这些黄金造的芯片过人之处。神秘黄金结构件打造革命性的开关性能ADI发布宣称革命性的两款RF MEMS开关——带集成驱动器的0Hz至13GHz MEMS开关ADGM1004和集成驱动器的DC至14GHz单刀四掷MEMS开关ADGM1304。MEMS开关的关键优势是它在一个非常小的表贴封装中实现了0 Hz/dc精密性能、宽带RF性能以及比继电器优越得多的可靠性。此外，该系列MEMS开关设计固有的“逆天”性能还表现如下：精密直流性能：已实现 图1：MEMS开关芯片中的关键结构件——镀金MEMS悬臂开关梁。习惯于电路设计的工程师，可能并不习惯MEMS芯片内部的结构件，事实上每一个MEMS器件都拥有大量的机械结构部件。上图展示的就是被ADI工程师们私下称为“金手指”的黄金悬梁臂结构件显微图，仅厚6微米的小巧结构有5根手指（触点），而这是该开关器件能成为业界革命性产品的关键，ADI投入了大量资金研发镀金技术，借助专门的MEMS生产线打造这些高度一致的产品。“金手指”采用静电动作方式，在悬臂梁下方施加高压直流电压以控制开关导通。当导通时，静电吸引力将悬臂拉下来，全部5个触点都降下来，每个触点的导通电阻均为5欧姆，组合后，整体导通电阻会小很多，能让更大功率通过。经过测试，“金手指”的传输功率可达36dBm。悬臂梁由黄金制造，不过金对金的接触设计并不利于提升动作寿命，所以触点材料改用硬质合金金属，因此其使用寿命——即开关次数得到了大幅提升。“金手指”导通时的实际移动距离只有0.3微米，微小的移动距离、以及ADI专利的密封壳技术，均有助于提高可靠性，可靠性是机械设计的关键。由四组‘金手指’构成的MEMS继电器产品可以实现10亿次的开关寿命，单就动作次数而言，这已称得上是开关领域最具革命性的突破了！引线焊盘也是利用金线焊接将MEMS芯片连接到一个金属引线框，然后封装到塑料四方扁平无引线(QFN)封装中以便能轻松表贴在PCB上。芯片并不局限于任何一种封装技术。这是因为一个高电阻率硅帽被焊接到MEMS芯片，在MEMS开关器件周围形成一个气密保护外壳。无论使用何种外部封装技术，这种气密外壳都能提高开关的环境鲁棒性和使用寿命。图2：驱动器IC（左）和MEMS开关芯片（右）安装并线焊在金属引线框架上。采用黄金材料的合金在高温中经受“炼狱般的考验”上面的开关产品中很好地利用了黄金的良好导电性，而其实黄金的优良物理化学特性还包括具有极高的抗化学腐蚀和抗变色性能力，并且在1000摄氏度高温下不熔化、不氧化、不变色、不损耗，而其抗高温特性同样在电子产品中获得很多应用。许多应用需要能在125℃以上环境下工作的信号处理解决方案，但对于采用标准设计的集成电路其最高工作温度通常仅规定为125℃。无论是在地下一英里处操纵油钻还是对喷气式发动机进行精密测量，都需要在接近极端温度的环境下作业，因此需要借助专门的解决方案来保证性能和可靠性。对于这类要求严苛的应用，ADI提供了专为极端温度设计的产品，该产品系列经认证可在175℃至210℃高温环境下工作，特别适合对石油和天然气勘探、地热监测、工业引擎控制及其他应用。