[发明专利]一种直板型实用化射频MEMS开关

说明书

技术领域

本发明属于射频MEMS技术领域，具体涉及一种直板型实用化射频MEMS开关。

背景技术

射频MEMS开关具有插损小、功耗低、成本低、线性度高等卓越的优点，既可以用于可重构电路中，包括衰减器、移相器、滤波器和天线等，也可用于子系统中，包括信号路径选择、发射/接收(T/R)组件和波束成型天线阵列等。射频MEMS开关能够在很大程度上减小可重构系统的尺寸、重量以及成本，成为21世纪一项不可或缺的重要技术。

目前国内射频MEMS开关的研究机构主要有中电集团十三所、中电集团五十五所、清华大学、北京大学、东南大学、中北大学等单位。例如东南大学公开了一种热驱动RF MEMS开关(申请号：CN201510453346.1)，采用锁扣式开关结构，通过V形梁锁扣驱动悬臂梁，使得悬臂梁尾端的锁钩与另一悬臂梁尾端的锁钩相互配合发生锁扣，完成开关的导通或断开操作。清华大学设计的射频MEMS开关，采用一端固定另一端自由的非规则球拍型上电极结构，通过控制金属臂的运动，完成金属-金属触点间的导通或断开操作，从而完成信号的开关操作。但这两种开关的上电极结构相对复杂、工艺加工难度较大，容易降低开关的成品率。

一种直板型实用化射频MEMS开关，其外形简单规则，方便上电极与共面波导地线之间的特征阻抗匹配。在工艺加工中易于实现，适用于批量化生产，进而提高了开关的成品率。

发明内容

本发明的目的是针对背景技术的不足，设计一种直板型实用化射频MEMS开关，以提高开关的成品率。

本发明的具体技术方案如下：本发明主要结构由衬底、微波传输线、驱动电极、下电极、触点、上电极、固定锚点、空气桥、释放孔组成；微波传输线，驱动电极4和下电极5设置在衬底1上，驱动电极4位于上电极12的下方，上电极12为直板型结构，在上电极12开孔，形成释放孔13阵列，上电极12的固定端通过第一固定锚点8固定在微波传输线上，在下电极5上设有单触点9。

所述衬底1为长方体结构。

所述射频MEMS开关组件包括传递信号的微波传输线，控制信号通断的上电极12，驱动电极4、触点9、第一固定锚点8、第二固定锚点10、第三固定锚点11、及空气桥14。

所述直板型上电极12为长方体结构，并固定设置在所述微波传输线上方。

所述上电极12开孔，所述释放孔13直径大小为6-10μm，形成释放孔13阵列。所述释放孔阵列包括3-4排，按照所述信号线的长度方向排列，任意一排的释放孔数量为6-10个；释放孔间距为10-20μm。

在所述上电极12下方位置处，对应设置所述驱动电极4。

所述微波传输线固定设置在所述衬底1上面，所述微波传输线包括至少一条信号线及至少两条地线。

所述信号线设置在所述衬底1的中央位置，所述第一地线2、及第二地线7平行分置在所述第一信号线3、及第二信号线6两侧。

所述第一信号线3、及第二信号线6中间位置断开形成断口，并将两段信号线界定为第一信号线3、及第二信号线6。

所述上电极12设置在所述断口上方。

在所述第一信号线3接近断口端处，通过所述第一固定锚点8固定设置所述上电极12，所述上电极12与所述第一信号线3形成悬臂结构。

在所述第二信号线6接近断口端处，设置所述触点9，所述触点9个数是一个，并位于所述下电极5的上方。所述触点9的形状为长方体、半球体或者圆锥体中的一种。

所述空气桥14是长方形结构，并所述空气桥14通过所述第二固定锚点10、及第三固定锚点11固定所述第二地线7上，所述空气桥14与所述第二地线7构成可允许引线通过的空间。

有益效果

本发明与背景技术相比具有明显的先进性，其上电极为长方体结构，与传统开关上电极结构相比，其外形简单规则，方便上电极与共面波导地线之间的特征阻抗匹配,在工艺加工中易于实现，适用于批量化生产，提高了开关的成品率。本发明还采用单触点结构有效地改善了双触点虚接引起的可靠性问题，增强了开关接触特性，减小了弱接触，避免开关烧蚀和粘连，使开关的寿命得到较大的提高。

附图说明

图1为所述射频MEMS开关的整体结构图；

图2为所述射频MEMS开关的整体结构俯视图；

图3为所述射频MEMS开关的开关结构图；

图4为所述射频MEMS开关的开关结构俯视图；

图5为所述射频MEMS开关的开关结构主视图；