一种弹性微桥式RF MEMS开关制造技术

一种弹性微桥式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，所述上电极分为驱动电极板和电容上极板，所述驱动电极板位于所述电容上极板两侧，所述驱动电极板和电容上极板之间通过双直梁连接；所述弹性折叠梁一端与锚点连接，一端与驱动电极板侧面连接，所述弹性折叠梁弯曲形状为n形、弯曲个数为2个、套数为2个。通过优化上极板的支撑结构，有效地降低了微桥的弹性系数，从而降低电容式RF MEMS开关的驱动电压。实验证明，驱动电压可低于3V。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种弹性微桥式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，所述上电极分为驱动电极板和电容上极板，所述驱动电极板位于所述电容上极板两侧，所述驱动电极板和电容上极板之间通过双直梁连接；所述弹性折叠梁一端与锚点连接，一端与驱动电极板侧面连接，所述弹性折叠梁弯曲形状为n形、弯曲个数为2个、套数为2个。通过优化上极板的支撑结构，有效地降低了微桥的弹性系数，从而降低电容式RF?MEMS开关的驱动电压。实验证明，驱动电压可低于3V。【专利说明】一种弹性微桥式RF MEMS开关
本设计涉及一种弹性微桥式RF MEMS开关，属于射频
。
技术介绍
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 夕卜，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。
技术实现思路
本专利技术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： -种弹性微桥式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，所述上电极位于所述绝缘 介质层之上，所述上电极与所述绝缘介质层留有间隙，其特征在于：所述上电极分为驱动电 极板和电容上极板，所述驱动电极板位于所述电容上极板两侧，所述驱动电极板和电容上 极板之间通过双直梁连接；所述弹性折叠梁一端与锚点连接，一端与驱动电极板侧面连接， 所述弹性折叠梁弯曲形状为η形、弯曲个数为2个、套数为2个。 优选的，所述的一种弹性微桥式RF MEMS开关，其特征在于：所述衬底材料选用高 阻硅（大于1000 Ω · cm)，缓冲介质层材料为Si02，绝缘介质层材料为Si3N4。 优选的，所述的一种弹性微桥式RF MEMS开关，其特征在于：所述缓冲介质层厚为 1 μ m,所述绝缘介质层厚度为150nm。 优选的，所述的一种弹性微桥式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。 本专利技术的有益效果是：本设计通过采用2套弯曲形状为η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。 【专利附图】【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，9直梁。 【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，一种弹性微桥式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位于所述绝缘介质层5之上，所述上电极2与所述绝缘介质层 5留有间隙，其特征在于：所述上电极分为驱动电极板2-2和电容上极板2-2,所述驱动电极 板2-1位于所述电容上极板2-2两侧，所述驱动电极板2-1和电容上极板2-2之间通过双 直梁连接；所述弹性折叠梁1-1 一端与锚点3连接，一端与驱动电极板2-1侧面连接，所述 弹性折叠梁1-1弯曲形状为η形、弯曲个数为2个、套数为2个。 降低开关的驱动电压主要有三种措施：降低开关微桥的弹性系数；降低微桥与下 电极间的初始间距；增大驱动电极的面积。降低微桥与下电极间的初始间距，开关工作或受 到强烈振动时微桥易与信号线发生粘附而使开关失效，并且会降低开关的隔离度；增大驱 动电极的面积，会增加开关的几何尺寸。本设计主要是通过开关微桥弹性支撑结构的设计 优化，在保持其良好电气性能的同时，通过降低弹性系数降低开关的驱动电压。 本设计通过弹性折叠梁一端与上电极侧面连接，比与上电极端面连接，在不增加 结构平面尺寸的情况下，进一步降低了弹性支撑梁的弹性系数。 优选的，所述的一种弹性微桥式RF MEMS开关，其特征在于：所述衬底8材料选用 高阻硅（大于1000 Ω · cm)，缓冲介质层4材料为Si02，绝缘介质层5材料为Si3N 4。 优选的，所述的一种弹性微桥式RF MEMS开关，其特征在于：所述缓冲介质层4厚 为1 μ m,所述绝缘介质层5厚度为150nm。 优选的，所述的一种弹性微桥式RF MEMS开关，其特征在于：所述驱动电极板2-1 和电容上极板2-2、所述弹性折叠梁1材料为Si/Al合金。 以上显示和描述了本设计的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该 了解，本设计不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本设计的原 理，在不脱离本设计精神和范围的前提下，本设计还会有各种变化和改进，这些变化和改进 都落入要求保护的本设计范围内。本设计要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界 定。【权利要求】1. 一种弹性微桥式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，所述上电极位于所述绝缘 介质层之上，所述上电极与所述绝缘介质层留有间隙，其特征在于：所述上电极分为驱动电 极板和电容上极板，所述驱动电极板位于所述电容上极板两侧，所述驱动电极板和电容上 极板之间通过双直梁连接；所述弹性折叠梁一端与锚点连接，一端与驱动电极板侧面连接， 所述弹性折叠梁弯曲形状为η形、弯曲个数为2个、套数为2个。2. 如权利要求1所述的一种弹性微桥式RF MEMS开关，其特征在于：所述衬底材料选 用高阻硅，电阻率大于1000Ω · cm，缓冲介质层材料为Si02，绝缘介质层材料为Si3N4。3. 如权利要求2所述的一种弹性微桥式RF MEMS开关，其特征在于：所述缓冲介质层 厚为1 μ m,所述绝缘介质层厚度为150nm。4. 如权利要求1所述的一种弹性微桥式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。【文档编号】H01H59/00本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种弹性微桥式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，所述上电极位于所述绝缘介质层之上，所述上电极与所述绝缘介质层留有间隙，其特征在于：所述上电极分为驱动电极板和电容上极板，所述驱动电极板位于所述电容上极板两侧，所述驱动电极板和电容上极板之间通过双直梁连接；所述弹性折叠梁一端与锚点连接，一端与驱动电极板侧面连接，所述弹性折叠梁弯曲形状为n形、弯曲个数为2个、套数为2个。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨俊民，
申请(专利权)人：苏州锟恩电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32