一种直板型实用化射频MEMS开关制造技术

一种直板型实用化射频MEMS开关，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、驱动电极和下电极设置在衬底上，驱动电极位于上电极的下方，上电极为直板型结构，在上电极开孔，形成释放孔阵列，上电极的固定端通过固定锚点固定在微波传输线上，在下电极上设有单触点，本实用新型专利技术采用直板型上电极结构，具有简单实用、方便阻抗匹配的优点，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，本实用新型专利技术还采用单触点结构，可以有效地改善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。

【技术实现步骤摘要】
一种直板型实用化射频MEMS开关
本技术属于射频MEMS
，具体涉及一种直板型实用化射频MEMS开关。
技术介绍
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RFMEMS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。
技术实现思路
本技术的目的是针对
技术介绍
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。本技术的具体技术方案如下：本技术主要结构由衬底、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。有益效果本技术与
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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。本技术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；图6为所述射频MEMS开关的上电极结构图；图7为所述射频MEMS开关的上电极结构俯视图；图8为所述射频MEMS开关的长方体触点结构图；图9为所述射频MEMS开关的长方体触点结构俯视图；图10为所述射频MEMS开关的半球体触点结构图；图11为所述射频MEMS开关的半球体触点结构俯视图；图12为所述射频MEMS开关的圆锥体触点结构图；图13为所述射频MEMS开关的圆锥体触点结构俯视图；图14为所述射频MEMS开关的空气桥结构图；图15为所述射频MEMS开关的空气桥结构俯视图；图16为所述射频MEMS开关的空气桥结构主视图。图中所示，附图标记清单如下：1、衬底，2、第一地线，3、第一信号线，4、驱动电极，5、下电极，6、第二信号线，7、第二地线，8、第一固定锚点，9、触点，10、第二固定锚点，11、第三固定锚点，12、上电极，13、释放孔，14、空气桥，15、引线。具体实施方式下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的组合或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。另外，本技术实施例的描述过程中，所有图中的“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等器件位置关系，均以图1为标准。以下结合附图对本技术做进一步说明：如图1、2所示，为本技术实施例的整体结构图及俯视图，该实施例提供了一种直板型上电极12结构的射频MEMS开关，所述射频MEMS开关包括衬底1，微波传输线，驱动电极4，上电极12，触点9，第一固定锚点8，第二固定锚点10，第三固定锚点11，空气桥14，释放孔13。所述衬底1作为所述射频MEMS开关的载体结构，承载所述微波传输线，驱动电极4，上电极12，触点9，第一固定锚点8，第二固定锚点10，第三固定锚点11，空气桥14，释放孔13,在所述驱动电极4施加驱动电压时，所述上电极12与所述驱动电极4之间产生静电力，使得上电极12朝向所述微波传输线方向产生弯曲，与所述微波传输线接触，此时，所述射频MEMS开关处于开启状态；在所述驱动电极4未施加驱动电压时，所述上电极12与所述微波传输线相互断开，此时，所述射频MEMS开关处于关闭状态。所述衬底1为长方体结构，在所述衬底1的表面设置所述微波传输线，所述射频MEMS开关包括衬底1，微波传输线，驱动电极4，上电极12，触点9，第一固定锚点8，第二固定锚点10，第三固定锚点11，空气桥14，释放孔13。所述微波传输线包括第一信号线3、第二信号线6、第一地线2、及第二地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直板型实用化射频MEMS开关，其特征在于，所述开关包括：衬底，所述衬底为表面具有微波传输线的基座承载体；上电极，所述上电极为长方形结构，所述上电极固定端通过固定锚点固定在微波传输线上，所述上电极中部及另一端延伸于所述衬底水平上方；下电极，所述下电极上表面设置有单触点，所述单触点置于所述上电极的另一端下方，所述单触点形状包括但不限于长方体、半球体或圆锥体；驱动电极，所述驱动电极设置在衬底上表面中心处，所述驱动电极置于所述上电极下方，所述上电极对应所述驱动电极的位置处开设有释放孔阵列；所述上电极通过固定锚点固定在信号线上，下电极通过信号线固定在所述衬底上；所述释放孔阵列包括多个呈阵列状布置的释放孔；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；所述释放孔直径大小为6‑10μm，每排或每列任意相邻的两个释放孔之间间距为10‑20μm。

【技术特征摘要】
1.一种直板型实用化射频MEMS开关，其特征在于，所述开关包括：衬底，所述衬底为表面具有微波传输线的基座承载体；上电极，所述上电极为长方形结构，所述上电极固定端通过固定锚点固定在微波传输线上，所述上电极中部及另一端延伸于所述衬底水平上方；下电极，所述下电极上表面设置有单触点，所述单触点置于所述上电极的另一端下方，所述单触点形状包括但不限于长方体、半球体或圆锥体；驱动电极，所述驱动电极设置在衬底上表面中心处，所述驱动电极置于所述上电极下方，所述上电极对应所述驱动电极的位置处开设有释放孔阵列；所述上电极通过固定锚点固定在信号线上，下电极通过信号线固定在所述衬底上；所述释放孔阵列包括多个呈阵列状布置的释放孔；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；所述释放孔直径大小为6-10μm，每排或每列任意相邻的两个释放孔之间间距为10-20μm。2.根据权利要求1所述的一种直板型实用化射频MEMS开关，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：李孟委，刘秋慧，张一飞，吴倩楠，王莉，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：新型
国别省市：山西,14