[实用新型]一种驱动电极板、电容上极板分离式RF MEMS开关

说明书

技术领域

本设计涉及一种驱动电极板、电容上极板分离式RF MEMS开关，属于射频技术领域。 

背景技术

    RF MEMS开关通常采用静电驱动技术，具有能耗低(数微瓦)、偏置网络简单、开关时间较短(电极尺寸小、膜层薄)等优点，但也存在驱动电压高(30-80 V)等缺点。而移动通信设备的工作电压一般要低很多，如手机的工作电压为3．3 V，需要增加向上变换器。另外，电容式RF MEMS开关的寿命与驱动电压有很大关系，驱动电压每下降5--7V，开关的寿命可延长10年。如何降低驱动电压，不仅和开关的材料有关，还与开关的几何结构紧密相关。 

发明内容

本发明的目的是通过优化上极板的支撑结构，从而有效的降低微桥的弹性系数，从而降低电容式RF MEMS开关的驱动电压。 

为实现上述目的，本设计是通过以下技术手段来实现的： 

一种驱动电极板、电容上极板分离式RF MEMS开关，包括衬底、位于衬底上的缓冲介质层、接地线、共面波导传输线、锚点、绝缘介质层、弹性折叠梁、上电极，所述接地线、共面波导传输线、锚点设于缓冲介质层上，所述绝缘介质层覆于所述共面波导传输线上，所述上电极与所述绝缘介质层留有间隙，其特征在于：所述上电极分为电容上极板和位于电容上极板两端的驱动电极板，所述驱动电极板和电容上极板之间通过两套弯曲形状为n形、弯曲个数为1个的弹性折叠梁连接；所述驱动电极板通过弯曲形状为n形、弯曲个数为2个、套数为2个的弹性折叠梁与锚点连接。

    优选的，所述的一种驱动电极板、电容上极板分离式RF MEMS开关，其特征在于：所述衬底材料选用高阻硅(大于1000Ω·cm)，缓冲介质层材料为SiO₂，绝缘介质层材料为Si₃N₄。 

    优选的，所述的一种驱动电极板、电容上极板分离式RF MEMS开关，其特征在于：所述缓冲介质层厚为1μm,所述绝缘介质层厚度为150nm。 

优选的，所述的一种驱动电极板、电容上极板分离式RF MEMS开关，其特征在于：所述驱动电极板和电容上极板、所述弹性折叠梁材料为Si/Al合金。 

本发明的有益效果是：本设计通过采用2套弯曲形状为n形、弯曲个数为2个的弹性折叠梁结构的，同时将上电极分为通过双直梁连接的驱动电极板和电容上极板，有效地降低了微桥的弹性系数，从而有效地降低了降低开关的驱动电压，实验证明，驱动电压可低于3V。 

附图说明

图1为RF MEMS开关结构示意图，图2为弹性折叠梁结构形状示意图，图3为弹性折叠梁与上电极结构示意图。 

附图标号的含义如下：1弹性折叠梁,2上电极，3锚点，4缓冲介质层，5绝缘介质层，6共面波导传输线，7接地线，8衬底。 

具体实施方式

下面将结合说明书附图，对设计作进一步的说明。 

     如图1--3所示，一种驱动电极板、电容上极板分离式RF MEMS开关，包括衬底8、位于衬底上的缓冲介质层4、接地线7、共面波导传输线6、锚点3、绝缘介质层5、弹性折叠梁1、上电极2，所述接地线7、共面波导传输线6、锚点3设于缓冲介质层4上，所述绝缘介质层5覆于所述共面波导传输线6上，所述上电极2与所述绝缘介质层5留有间隙，其特征在于：所述上电极2分为电容上极板2-2和位于电容上极板两端的驱动电极板2-1，所述驱动电极板2-1和电容上极板2-2之间通过两套弯曲形状为n形、弯曲个数为1个的弹性折叠梁1-2连接；所述驱动电极板2-1通过弯曲形状为n形、弯曲个数为2个、套数为2个的弹性折叠梁1-1与锚点连接。 

    增加弹性折叠梁的弯曲个数可以降低弹性系数。但随着弯曲个数的增加，弹性系数降低的趋势逐渐减缓。过多的曲折个数，还会增加结构的平面尺寸，增大曲折梁折断、塌陷的概率。所以，本设计选取上述弹性折叠梁的弯曲个数。 

    优选的，所述的一种驱动电极板、电容上极板分离式RF MEMS开关，其特征在于：所述衬底8材料选用高阻硅(大于1000Ω·cm)，缓冲介质层4材料为SiO₂，绝缘介质层5材料为Si₃N₄。 

    优选的，所述的一种驱动电极板、电容上极板分离式RF MEMS开关，其特征在于：所述缓冲介质层4厚为1μm,所述绝缘介质层5厚度为150nm。