[发明专利]高可靠性的电容式RF MEMS开关

说明书

本发明提供了一种高可靠性的电容式RF MEMS开关，包括基底、设于基底内部的驱动部件、设于基底上的滑动部件以及设于基底内的传输部件，滑动部件由驱动部件驱动运动，传输部件包括输入部和输出部，滑动部件于输入侧和输出侧之间运动。本发明提供的高可靠性的电容式RF MEMS开关，将传统的悬臂梁式的电容开关改为面内滑动式，利用滑动部件与传输部件之间耦合电容的变化，实现射频信号的通断，避免了由粘附力、冲击损伤、表面效应等引起的粘附失效问题，能够实现较高的使用寿命。同时，水平驱动方式可实现驱动部件与传输部件的空间解耦，显著提高开关的隔离度和操作功率，且解决驱动部件电路对传输部件信号输出的串扰问题。

技术领域

本发明属于射频器件的技术领域，更具体地说，是涉及一种高可靠性的电容式RFMEMS开关。

背景技术

射频开关用来对一路或几路射频信号进行切换和路由，包括接收与发射的切换、不同频段间的切换、共用天线等，是射频通路中最常用器件之一。其广泛应用于射频测试仪表、自动测试系统（ATE）、射频无线通信系统（手机、基站）、雷达通信系统、卫星通信系统等领域。

其中，RF MEMS射频开关与传统半导体开关相比，由于利用机械式切换来控制射频信号的通断，具有高线性度、低损耗、 高隔离度、小体积等、低能耗等优异特性，正逐渐成为未来射频开关的主流方案，有潜力成为下一代移动通信终端及系统、卫星通信系统、高性能相控阵雷达等国防和民用领域先进电子装备的关键技术之一。

尽管，RF MEMS开关有诸多优势，但是要实现大规模应用，亟待在可靠性方面取得突破。现有技术中的电容式RF MEMS开关一般采用两端或多端梁式结构，梁支撑极板架设在电极元件的上方，电极元件能够驱动极板或梁利用自身挠度实现垂直运动，极板和电极元件之间形成电容，随着极板的运动，电容的大小也随之变化。但是，由于多数电极元件需要同时实现驱动和传输，电极元件与传输部件存在物理耦合关系，制约电容开关射频开关器件的隔离度和操作功率能力，并且极板在垂直运动时，会与介质层接触并发生撞击，从而造成粘附和冲击损伤，影响整个RF MEMS开关的可靠性和寿命。

公开号为CN105788971A的中国专利申请公开了一种基于硅衬底的紧凑型MEMS电容式射频开关及制备方法，其包括一段叉指式共面波导传输线、可动极板、硅衬底和绝缘介质，可动极板在叉指式共面波导传输线中的固定极板上方，同时固定极板作为叉指式共面波导传输线的信号线，该信号线与外接射频电路连接；在可动极板和固定极板间设置一偏置电压，用以控制所述开关的通断，从而控制外接射频信号的接通与断开。

上述方案中通过信号线与偏置电压相分离的方式增加其隔离度，但是该结构的所有电路仍置在同一平面，此时偏置电压和可动极板仍会存在一定的耦合力，如果增加可动极板与信号线之间的距离，由于偏置电压与间距的平方关系，则开关的驱动电压会急剧增大，且反应时间也会随之降低。

因此，攻克电容式RF MEMS开关的高可靠性、高隔离度等关键核心技术难题需要从设计、结构、材料等多层面寻求彻底性的解决方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高可靠性的电容式RF MEMS开关，以解决现有技术中存在的可靠性差、隔离度低、功率小的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种高可靠性的电容式RF MEMS开关，包括基底、设于所述基底内部的驱动部件以及设于所述基底上的滑动部件，所述滑动部件由所述驱动部件驱动运动，其特征在于：还包括传输部件，所述传输部件设于所述基底内，所述传输部件包括输入部和输出部，所述基底的两侧分别为输入侧和输出侧，所述输入部位于所述输入侧，所述输出部位于所述输出侧，所述滑动部件于输入侧和输出侧之间运动。

进一步地，所述传输部件还包括传输地线，所述传输地线位于所述驱动部件和所述滑动部件的外侧。