[发明专利]微机电系统开关

说明书

技术领域

本发明涉及微电子机械系统技术领域，尤其涉及一种微机电系统开关。

背景技术

微机电系统(Microelectromechanical Systems，MEMS)开关，是利用MEMS技术制作的一种射频开关，它通过微机械结构的运动，来控制射频信号的导通与断开。由于与传统的PIN及FET微波开关器件相比，射频MEMS开关不但具有高隔离度、低损耗、高线性度、低功耗、宽频带等极其优异的微波性能，同时具有批量制作、尺寸小、易于与先进的微波射频电路相集成的特点，是实现小型化、低成本、高性能的微波收发前端系统的关键技术，在卫星通讯、雷达、汽车、仪器等领域有着广泛的应用。但传统射频MEMS开关容量较低、可靠性较差。

对于射频MEMS开关，其功率容量是指使开关完成一定循环次数而不发生失效的输入功率极限，而可靠性则是指开关在一定功率条件下能正常工作的循环次数。因此，功率容量与可靠性密切相关。对于传统的利用金属—金属之间的直接接触来控制信号导通与断开的接触式射频MEMS开关，大功率下开关导通时的接触点金属微熔焊或者开关烧毁的热失效问题是制约其功率容量和可靠性的主要因素。解决接触点热失效问题最直接的方法即增加接触点个数，但在射频微波频段，随着频率的增加，电流的趋肤效应会越来越明显，使得电流集中在外围的接触点上，从而增加接触点个数的效果将大打折扣。此外，开关闭和时悬臂梁不能保证和每个接触点都良好的接触。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种功率容量大、可靠性高、结构简单的射频微电系统开关。

为了实现上述目的，本发明实施例的射频微电系统开关，包括：基底；微波传输线，所述微波传输线设置在所述基底上；多通道条形极板，所述多通道条形极板的一端固定设置在所述基底上；信号功率分配过渡区，所述信号功率分配过渡区与所述多通道条形极板的固定端相连，用于实现对所述多通道条形极板的功率分配；驱动电极，所述驱动电极设置在所述基底上且位于所述多通道条形极板的正下方，所述驱动电极上电时驱动所述多通道条形极板弯曲以使所述多通道条形极板与所述微波传输线接触而形成通路。

根据本发明实施例的微机电系统开关，采用多通道条型极板，加上驱动电压后多通道条型极板与微波传输线形成接触，这样不仅增加了功率容量，还保证了多通道条型极板与微波传输线接触的完整性，进而提高开关功率容量和可靠性。通过信号功率分配过渡区实现射频信号电流与功率的优化分配，进一步改善其功率容量和可靠性。

在一些示例中，所述多通道条形极板由至少三根固定端相连、自由端相互独立的悬臂梁组成。

进一步地，在一些示例中，所述悬臂梁在施加驱动电压时与所述微波传输线形成接触点。

进一步地，在一些示例中，所述接触点可设置在所述悬臂梁下表面或所述微波传输线上。

在一些示例中，所述悬臂梁的材料为金属。

在一些示例中，所述基底的材料为玻璃、陶瓷和高阻硅。

在一些示例中，所述微波传输线为共面波导或微带线结构。

在一些示例中，所述驱动电极与所述信号线的边界为直线或突出结构。

在一些示例中，所述信号功率分配过渡区通过锚点或设置在所述微波传输线上与所述多通道条形极板相连。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的微机电系统开关的结构框图；

图2是本发明一个实施例的微机电系统开关示意图；

图3是图2的俯视图；

图4是图3中的A-A’的剖面图；

图5是图2的前视图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

图1是根据本发明一个实施例的微机电系统开关的结构框图。如图1所示，本发明实施例的微机电系统开关，包括：基底100、微波传输线200、多通道条形极板300、信号功率分配过渡区400和驱动电极500。