[发明专利]一种基于无释放孔上电极结构的射频MEMS开关

说明书

一种基于无释放孔上电极结构的射频MEMS开关，包括：衬底；微波传输线和驱动电极，微波传输线包括信号线和地线，微波传输线中部设有断口，驱动电极设置在断口处；设置在微波传输线上的上电极、下电极组件和空气桥，上电极一端与一侧的信号线连接，下电极组件与另一侧的信号线连接，上电极另一端悬空设置在驱动电极上方并延伸至下电极组件上方，空气桥连通地线；及一罩设上述各组件的封装帽。本发明有益效果在于，无需设计释放孔，具有简单实用、方便阻抗匹配、低插入损耗、高隔离度、低驱动电压的优点，适用于批量化生产，提高了开关的成品率，封装帽可以防止微波信号以辐射的形式泄露，可微波屏蔽，有助于开关微波性能的提升。

技术领域

本发明属于电子元器件领域，具体涉及一种基于无释放孔上电极结构的射频MEMS开关。

背景技术

射频MEMS开关是利用MEMS技术制作的一种微波开关，通过金属－金属接触或者金属－绝缘介质－金属形成的电容来传输或者隔离微波信号。与传统的固态电子器件相比，具有插损小、功耗低、成本低、线性度高等优点，可以广泛应用于手机通信、航空航天、雷达、天线等领域中。

目前，国际上已经有成熟的射频MEMS开关产品推向市场，国内还处于样机研制阶段。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。当前国外射频MEMS开关的工作频率可达60GHz，但在40GHz以上频段开关性能较差。而国内射频MEMS开关主要集中在DC-40GHz，从事40-60GHz射频MEMS开关的研究指标较低，在DC-60GHz频段低插入损耗和高隔离度无法同时满足，在高频段，通常选择并联开关来实现，无法保证低频段的性能，且无法同时满足低插入损耗、高隔离度、低驱动电压的需求。

因此提出一种基于无释放孔上电极结构的射频MEMS开关，无需设计释放孔，具有简单实用、方便阻抗匹配、低插入损耗、高隔离度、低驱动电压的优点，可以用在低于10GHz和高于40GHz的工作频率。

发明内容

本发明的目的是：提供一种基于无释放孔上电极结构的射频MEMS开关，解决现有射频MEMS开关高插入损耗、低隔离度、高驱动电压的问题。

本发明的具体技术方案如下：

一种基于无释放孔上电极结构的射频MEMS开关，包括：

提供支撑基础的衬底；

设置在所述衬底上的微波传输线和驱动电极，所述微波传输线包括信号线和地线，所述微波传输线中部设有断口，所述驱动电极设置在所述断口处；

设置在微波传输线上的上电极、下电极组件和空气桥，所述上电极一端与一侧的信号线连接，所述下电极组件与另一侧的信号线连接，上电极另一端悬空设置在所述驱动电极上方并延伸至下电极组件上方，所述空气桥连通所述地线；

及一罩设上述各组件的封装帽。

进一步的，所述上电极设置在所述信号线上并位于断口的相反于所述下电极组件一侧，所述上电极由两长片和两短片组成，两所述长片平行设置，一所述短片两端分别与两长片的中部连接，另一所述短片两端分别与两长片同一侧的端部连接形成封口端，所述上电极整体呈一端封口的“H”形，所述上电极相反于所述封口端的一端为开口端，所述上电极封口端与该侧信号线连接，所述上电极开口端悬空并延伸至所述下电极组件上方。

进一步的，所述微波传输线包括：至少一条信号线和至少两条地线，所述信号线设置在所述衬底的中央位置，所述地线与所述信号线平行设置并分别位于所述信号线两侧。

进一步的，所述信号线和地线中间位置断开形成断口，所述信号线和地线中部的断口共同形成一用于设置所述驱动电极的容纳空间，所述信号线和地线上靠近断口处均设置有固定锚点。