[发明专利]双通道射频MEMS开关及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及射频开关领域，特别是涉及一种双通道多用途微电子机械系统(MEMS)开关及其制造方法。

背景技术

射频微电子机械系统(MEMS)开关是利用MEMS技术的射频元件中最为基础的一种，通常被用于无线通信终端、信号传输等系统中。由于通信技术所采用的频率越来越高，相比于传统的固态射频开关，射频MEMS开关具有更大的线性响应范围、更低的微波损耗以及与IC工艺兼容等优点。

典型的射频MEMS开关具有3个主要组成部分：即微机械模块，驱动模块，以及微波信号传输模块。其中，所述微机械模块依靠驱动模块提供的动力能够在两个不同位置进行移动，分别对应于开关的断开位置和闭合位置。当微机械模块处于断开位置时，相对于射频信号不能通过开关进行传输，而微机械部分处于闭合位置时，射频信号能通过开关传输到下级电路中。所述驱动模块主要的作用是将开关外部能量(一般情况是通过施加电压)转换成静电力、压电、电磁、电热等形式，驱动微机械模块的运动。所述微波信号传输模块一般有两种形式：常开式，平时微波信号可以通过，施加偏置电压后，微波信号断开；常闭式，平时微波信号不能导通，施加偏置电压后，微波信号则可以通过开关。

在现有技术中，传统的射频MEMS开关主要有桥膜式和悬臂梁式开关两种类型，例如中国专利申请号200420111505.7公开的串联式射频MEMS开关，以及中国专利申请号200810102777.3一种应用于低频段的高隔离度宽带RF MEMS开关电路。但是传统的射频MEMS存在以下问题：第一，传统的射频MEMS开关只能用一个甚至多个微机械模块来控制一个微波传输线，此类开关如果要控制两个或者两个以上的微波信号传输线则是依靠开关阵列来实现。第二，上述开关中，采用静电力驱动的开关所需要的驱动电压很高，一般大于20V。第三，上述开关一般采用金属作为桥膜(可动微机械结构)，由于金属的杨氏模量低于硅，且在目前工艺条件下不能制作出很厚的金属桥膜厚度，从而使可动微机械结构的刚度降低，从而增大了开关的响应时间。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种双通道射频MEMS开关及其制造方法，以实现利用左右两个独立的驱动电极对单个可动机械结构驱动，可以各自独立的控制两个信号传输通道，可以组成多种传输模式以及利用可动微机械结构的扭转降低驱动电压，同时可动微机械结构采用单晶硅材料，还能消除残余应力及缩短开关的响应时间。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种双通道射频MEMS开关及其制造方法，其中，所述双通道射频MEMS开关至少包括：基座，其周缘具有多个引脚；衬底，设置在所述基座上，所述衬底上表面的相对两侧分别凸设有呈矩形的第一下电极及第二下电极，邻近所述第一下电极的纵向外缘具有第一微波传输线，邻近所述第二下电极的纵向外缘具有第二微波传输线，所述第一下电极的一横向外缘连接有第一下电极焊盘，所述第二下电极的一横向外缘连接有第二下电极焊盘，位于所述第一下电极与第二下电极之间并邻近所述第一下电极及第二下电极的横向外缘的相对两侧分别具有第一锚点及第二锚点，且所述第一锚点连接有一锚点焊盘，其中，所述第一、第二下电极焊盘及锚点焊盘分别藉由一金属引线与所述基座的引脚相连接；以及可动微机械结构，设置在所述衬底上，包括具有固定端及可动端的第一及第二折叠梁，所述第一及第二折叠梁的固定端分别与第一锚点与第二锚点连接，所述第一及第二折叠梁的可动端分别连接于一十字梁之中心位置的纵向两侧，所述十字梁的横向两侧分别连接有对应悬设于所述第一下电极上侧的第一上电极以及对应悬设于所述第二下电极上侧的第二上电极，所述第一上电极的纵向外缘通过第一弹性臂连接有对应悬设于所述第一微波传输线的上侧用以接触所述第一传输线的第一触点，所述第二上电极的纵向外缘通过第二弹性臂连接有对应悬设于所述第二微波传输线的上侧用以接触所述第二微波传输线的第二触点。