[发明专利]一种抗粘附的射频机械开关及其制备方法

说明书

本发明提供了一种抗粘附的射频机械开关及其制备方法，所述抗粘附的射频机械开关包括衬底；共面波导结构，设置于所述衬底上，用于传输射频以及微波信号；悬臂梁结构，包括悬臂梁、电感阵列以及触点；所述悬臂梁一端通过支架与所述共面波导结构连接，所述悬臂梁另一端设有触点；所述电感阵列设于所述悬臂梁上；驱动结构，包括电感以及焊盘，所述电感设置于所述衬底上；所述电感通过金属丝与所述焊盘连接。本发明通过悬臂梁结构实现了所述射频机械开关主动脱离粘附状态，避免了所述射频机械开关在使用的过程中随着功率的增大触点粘附问题造成的开关失效问题。

技术领域

本发明涉及电子器件技术领域，具体涉及一种抗粘附的射频机械开关及其制备方法。

背景技术

国际上对于射频微机械开关的研究已有二十多年。从开关方式上，射频微机械开关大致可以分为两类，(1)接触式开关的一般结构是：采用静电或其它驱动方式控制信号线的接触或断开，达到控制开关通断的效果，其隔离度决定于断开部分的寄生电容。接触式开关的寄生电容随着频率的上升，迅速增大，导致开关的隔离度随之迅速恶化；(2)电容式开关的一般结构是：采用静电驱动方式控制膜桥的运动，达到改变跨接在信号线和地线之间的电容的大小的效果，来控制信号的通断。与一般接触式开关相比电容式开关在某个频率范围表现出较高的隔离度，其隔离度决定于膜桥的寄生电阻。且由于趋肤效应，随着频率的上升，寄生电阻迅速恶化导致其隔离度下降。

因此，射频微机械开关的一个重要可靠性问题是触点的粘附问题。触点的表面态，接触疲劳和大电流等都容易导致触点的粘附，使开关失效。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种抗粘附的射频机械开关，通过悬臂梁结构实现了所述射频机械开关主动脱离粘附状态，避免了所述射频机械开关在使用的过程中随着功率的增大触点粘附问题造成的开关失效问题。

为了实现以上目的，本发明采取的一种技术方案是：

一种抗粘附的射频机械开关，包括：衬底；共面波导结构，设置于所述衬底上，用于传输射频以及微波信号；悬臂梁结构，包括悬臂梁、电感阵列以及触点；所述悬臂梁一端通过支架与所述共面波导结构连接，所述悬臂梁另一端设有触点；所述电感阵列设于所述悬臂梁上；驱动结构，包括电感以及焊盘，所述电感设置于所述衬底上，所述电感位于所述悬臂梁下方；所述焊盘设置在所述衬底上；所述电感通过金属丝与所述焊盘连接。

进一步地，所述共面波导结构包括设置于所述衬底上的输入信号线、输出信号线以及地线，所述输入信号线通过支架与所述悬臂梁连接；所述输出信号线位于所述触点下方；所述地线具有两条，所述输入信号线以及所述输出信号线位于两条地线之间，所述输入信号线、所述输出信号线以及所述地线相互平行。

本发明还提供了一种抗粘附的射频机械开关的制备方法，包括如下步骤：S10在衬底上溅射金属并刻蚀形成共面波导结构和驱动结构；S20在所述共面波导结构和所述驱动结构上涂覆一层牺牲层并在牺牲层上刻出触点的位置；S30在牺牲层上溅射一层金属并刻蚀出悬臂梁结构，然后电镀增厚；以及S40采用湿法腐蚀的方法去除牺牲层，释放结构，获得所述抗粘附的射频机械开关；其中，所述悬臂梁结构包括悬臂梁、电感阵列以及触点；所述悬臂梁一端通过支架与所述共面波导结构连接，所述悬臂梁另一端设有触点；所述电感阵列设于所述悬臂梁上。

进一步地，所述驱动结构，包括电感以及焊盘，所述电感设置于所述衬底上，所述电感位于所述悬臂梁下方；所述焊盘设置在所述衬底上；所述电感通过金属丝与所述焊盘连接。

进一步地，所述共面波导结构包括设置于所述衬底上的输入信号线、输出信号线以及地线，所述输入信号线通过支架与所述悬臂梁连接；所述输出信号线位于所述触点下方；所述地线具有两条，所述输入信号线以及所述输出信号线位于两条地线之间，所述输入信号线、所述输出信号线以及所述地线相互平行。

进一步地，所述牺牲层的材质为耐高温性能、绝缘性能和化学性质稳定的有机高分子材料。