CN104810210A - 用于导引rf信号的微机电开关 - Google Patents

Abstract

本申请案针对于用于导引RF信号的微机电开关。开关包含具有伸长长度的梭动件，所述梭动件在其相对端处被弹性地支撑且经配置以响应于所施加电压而沿着运动轴移动。梭动开关部分包含从所述梭动件的相对侧横向延伸的多个梭动接触指形件。所述梭动件的共用端子侧处的共用触点包含分别与所述梭动接触指形件指状交叉的多个接触指形件。第一及第二端子触点邻近所述梭动件的切换端子侧，且包含分别与梭动接触指形件指状交叉的第一端子接触指形件及第二端子接触指形件。所述梭动开关部分经配置以将所述共用触点选择性连接到所述第一端子触点或所述第二端子触点。

Description

用于导引RF信号的微机电开关

技术领域

本发明布置涉及微机电系统(MEMS)及用于形成所述微机电系统的方法，且更具体来说涉及用于RF信号的双向开关。

背景技术

切换式滤波器架构在许多通信系统中常见，其用以辨别处于各种所关注频带中的所要信号。这些切换式滤波器架构具有例如在宽广频率范围(例如，1MHz到6.0GHz)内低损耗及高隔离的切换需要。由于对宽带通信系统的组件所强加的严格约束(例如大小、功率及重量(SWaP))而通常在此类系统中使用例如单片微波集成电路(MMIC)及MEMS开关的小型化开关。

三维微观结构可通过利用顺序建造工艺来形成。举例来说，第7,012,489号及第7,898,356号美国专利描述用于制作同轴波导微观结构的方法。这些工艺提供传统薄膜技术的替代方案，但也提出关于其有效利用以有利实施例如小型化开关的各种装置的新设计挑战。

发明内容

本发明的实施例涉及一种开关。所述开关包含形成于衬底上的相对的第一及第二基座部件。第一及第二弹性部件分别提供于所述相对的第一及第二基座部件处。具有伸长长度的梭动件在所述衬底上方延伸且在其相对的第一及第二端处分别由所述第一及第二弹性部件弹性地支撑。驱动部分经配置以响应于所施加电压而使所述梭动件沿着与所述伸长长度对准的运动轴选择性移动。所述驱动部分包含提供于沿着所述伸长长度的第一位置处的梭动驱动部分，所述梭动驱动部分包含从所述梭动件的相对侧横向延伸的多个梭动驱动指形件。所述驱动部分还包含与所述多个梭动驱动指形件指状交叉的多个动力驱动指形件。所述动力驱动指形件相对于所述衬底固定且安置于所述梭动件的所述梭动驱动部分的相对侧上。

梭动开关部分提供于沿着所述梭动件的所述伸长长度的第二位置处。所述梭动开关部分与所述梭动驱动部分以及所述相对的第一及第二基座部件电隔离。所述梭动开关部分包含由从所述梭动件的第一开关区段的相对侧横向延伸的第一多个梭动接触指形件形成的第一开关元件。所述梭动开关部分还包含由从所述梭动件的第二开关区段的相对侧横向延伸的第二多个梭动接触指形件形成的第二梭动开关元件。提供共用触点，其具有相对于所述衬底的固定位置且安置于所述梭动件的共用端子侧上。所述共用触点包含分别与所述第一多个梭动接触指形件及所述第二多个梭动接触指形件指状交叉的第一及第二多个共用接触指形件。

第一及第二端子触点固定在所述衬底的邻近于所述梭动件的切换端子侧的一部分上。所述第一及第二端子触点分别包含第一端子接触指形件及第二端子接触指形件，所述第一端子接触指形件及所述第二端子接触指形件分别与所述第一多个梭动接触指形件及所述第二多个梭动接触指形件指状交叉。在所述驱动部分使所述梭动件沿着所述运动轴移动到第一位置时，所述梭动开关部分在所述共用触点与所述第一端子触点之间排他地形成电连接。在所述驱动部分使所述梭动件沿着所述运动轴移动到第二位置时，所述梭动开关部分在所述共用触点与所述第二端子触点之间排他地形成电连接。

本发明还涉及一种用于切换电信号的方法。所述方法通过由安置于衬底上的多个材料层形成特定开关组件来开始。所述开关组件包含梭动件、驱动部分、共用触点以及第一及第二端子触点。所述梭动件具有伸长长度，其在所述衬底上方延伸且在其相对端处被弹性地支撑。所述驱动部分经配置以响应于所施加电压而使所述梭动件在与所述梭动件对准的两个相反方向上沿着运动轴选择性移动。梭动开关部分提供于沿着所述伸长长度的位置处，包含：第一开关元件，其由从所述梭动件的相对侧横向延伸的第一多个梭动接触指形件形成；及第二梭动开关元件，其与所述第一开关元件电隔离且由从所述梭动件的相对侧横向延伸的第二多个梭动接触指形件形成。所述共用触点相对于所述衬底固定且设置于邻近所述梭动件的共用端子侧处。所述第一及第二端子触点也相对于所述衬底固定但设置于邻近所述梭动件的切换端子侧处。

所述方法进一步涉及：在所述驱动部分施加第一静电力以使所述梭动件沿着所述运动轴在第一方向上从静止位置移动到第一位置时，借助所述梭动开关部分在所述共用触点与所述第一端子触点之间选择性排他地形成电连接。所述方法还包含：在所述驱动部分施加第二静电力以使所述梭动件沿着所述运动轴在第二方向上从所述静止位置移动到第二位置时，在所述共用触点与所述第二端子触点之间形成电连接。

附图说明

将参考以下绘制图描述实施例，其中遍及各图，相似编号表示相似物项，且其中：

图1是对于理解本发明有用的开关的透视图。

图2是其中梭动件处于静止位置中的图1中的开关的俯视图。

图3是图1的开关中所使用的梭动件的俯视图。

图4是其中梭动件处于第一开关位置中的图1中的开关的一部分的俯视图。

图5是其中梭动件处于第二开关位置中的图1中的开关的一部分的俯视图。

图6到19是对于理解构造图1中的开关的方法有用的一系列图式。

图20是沿着线20-20截取的图2中的开关的横截面图。

图21是沿着线21-21截取的图2中的开关的横截面图。

图22是对于理解传输线区段的构造有用的沿着线22-22截取的图2中的开关的横截面图。

图23是在光致抗蚀剂层已经溶解之后的沿着线22-22截取的图2中的开关的横截面图。

具体实施方式

参考附图描述本发明。所述图未按比例绘制且其仅经提供以图解说明本发明。为图解说明，下文参考实例性应用来描述本发明的数个方面。应理解，陈述众多特定细节、关系及方法以提供对本发明的完全理解。然而，相关领域的技术人员将容易地认识到，可在不使用所述特定细节中的一或多者或使用其它方法的情况下来实践本发明。在其它例子中，未详细展示众所周知的结构或操作以避免使本发明模糊。本发明并不受动作或事件的所图解说明次序限制，这是因为一些动作可以不同次序发生及/或与其它动作或事件同时发生。此外，实施根据本发明的方法未必需要所有所图解说明动作或事件。

各图描绘MEMS开关10。开关10可在共用组件与第一及第二电子组件(未展示)之间选择性建立及解除电接触。换句话说，所述开关为单极双掷种类。开关10具有大约0.2mm的最大高度(“z”维度)；大约1.0mm的最大宽度(“y”维度)；及大约1.6mm的最大长度(“x”维度)。仅出于示范性目的，将开关10描述为具有这些特定维度的MEMS开关。开关10的替代实施例可根据特定应用的需要(包含大小、重量及功率(SWaP)需要)而按比例增加或减小。

开关10包括接触部分12、驱动部分14及梭动件16，如图1中所展示。梭动件16通过相对的第一基座部件18及第二基座部件20弹性地悬置于衬底30上方。第一及第二电子组件借助于可形成为同轴传输线的过渡部分22、24电连接到接触部分12。共用电组件借助于过渡部分26电连接到接触部分12。过渡部分26也可形成为同轴传输线。更特定来说，共用电组件通过过渡部分26连接到共用触点28，第一组件通过过渡部分22电连接到第一端子触点31，且第二组件通过过渡部分24电连接到第二端子触点32。共用触点、第一端子触点及第二端子触点中的每一者相对于所述衬底固定在适当位置中。

如下文所论述，响应于驱动部分14中所包含的特定动力元件的选择性通电及断电，梭动件16在“x”方向上在第一位置、第二位置与静止位置之间移动。在梭动件16处于其第一或第二位置中时，梭动件16选择性促进电流流动穿过接触部分12。在第一位置中，梭动件促进电流在共用触点28与第一端子触点31之间的流动。在第二位置中，梭动件促进电流在共用触点28与第二端子触点32之间的流动。第一端子触点与第二端子触点总是电隔离。在梭动件16处于其静止位置中时，电流不流动穿过所述梭动件。因此，当梭动件16在其静止位置中时，第一及第二电子组件两者均与共用组件电隔离。

开关10包括由例如硅(Si)的电介质材料形成的衬底30，如图1及2中所展示。衬底30可在替代实施例中由例如玻璃、硅锗(SiGe)或砷化镓(GaAs)的其它材料形成。开关10还包含安置于衬底30上的接地平面34。开关10由例如铜(Cu)的导电材料的五个或五个以上层形成。每一层可具有(举例来说)大约介于10μm到50μm之间的厚度。其它不同层厚度范围也是可能的。举例来说，在一些实施例中，导电材料层的厚度范围可介于50μm到150μm之间或介于50μm到200μm之间。

开关也可包含一或多个电介质材料层，其可为形成开关的电绝缘部分所需的。这些电介质材料部分用于将开关的特定部分与开关的其它部分及/或与接地平面34隔离。本文中所描述的电介质材料层将大体具有介于1μm到20μm之间的厚度但也可介于20μm到100μm之间。导电材料层及电介质材料层的厚度及数目为取决于应用的，且可随例如设计的复杂度、其它装置的混合式或单片式集成、各种组件的整体高度(“z”维度)等等的因素而变化。根据本发明的一个方面，开关可使用类似于第7,012,489号及第7,898,356号美国专利中所描述的那些技术的技术来形成。

如图1及2中可观察，梭动件16具有由梁17形成的伸长长度，所述梁在“x”方向上在衬底34上方延伸。除非本文中另有注明，否则梭动件是由例如铜(Cu)的导电材料形成。梭动件在其相对的第一及第二端处分别由第一弹性部件36及第二弹性部件38弹性地支撑。弹性部件具备相对的第一基座部件18及第二基座部件20(例如，与所述基座部件整体地形成)。基座部件及弹性部件也可由铜形成。在本发明的实施例中，弹性部件36、38可形成为能够在“x”方向上挠曲的薄舌簧状结构。但是，本发明并不限于舌簧状结构且也可使用任何其它弹性结构，只要其能够将梭动件支撑于衬底上方且允许所述梭动件在+/-x方向上移动即可，如下文中所描述。梭动件优选地仅支撑于衬底的表面上面，使得其可在经受弹性部件36、38的约束的情况下沿着运动轴40自由地移动。驱动部分14经设计以响应于所施加电压而选择性施加使梭动件16沿着运动轴40移动的两个反作用力中的一者。驱动部分的操作将随着继续进行对其结构的详细描述而变得更明了。

如图2及3中所展示，驱动部分14包含提供于沿着梭动件的伸长长度的第一位置处的梭动驱动部分42。梭动驱动部分42包含第一多个梭动驱动指形件44，及第二多个梭动驱动指形件43。第一及第二多个梭动驱动指形件从梭动件的相对侧横向(在+/-y方向上)延伸。如图2中所展示，多个电极46a、46b、48a、48b在梭动驱动部分的相对侧上相对于衬底30固定于适当位置中。在本发明的实施例中，电极形成于衬底30的表面上。电极中的每一者包含多个动力驱动指形件。更特定来说，电极48a、48b包括分别与第一多个梭动驱动指形件44指状交叉的多个第一位置动力驱动指形件52，如所展示。类似地，电极46a、46b包括与第二多个梭动驱动指形件43指状交叉的多个第二位置动力驱动指形件50，如所展示。适合电连接(未展示)经提供使得电极48a、48b可以致动电压同时激发。类似地，电连接经提供使得电极46a、46b可以致动电压同时激发。

在梭动件处于图2中所展示的其静止位置中时，第一位置动力驱动指形件52及第二位置动力驱动指形件50在梭动驱动指形件44、43中的邻近者之间隔开不相等距离。换句话说，第一多个动力驱动指形件52中的个别者不在第一多个梭动驱动指形件44中的邻近者之间居中。类似地，第二多个动力驱动指形件50中的个别者不在第二多个梭动驱动指形件43中的邻近者之间居中。此偏中心间隔的目的为确保由特定电极的动力驱动指形件50、52施加到梭动件16的静电力将沿着运动轴40在一个方向上与相反方向相比较大。

举例来说，当在梭动驱动部分42与第一位置动力驱动指形件52之间建立电压电势时，将施加静电力于梭动驱动指形件44上。施加在最接近于第一位置动力驱动指形件52的每一梭动驱动指形件上的力与施加在位于相同第一位置动力驱动指形件52的相对侧上但间隔开较大距离的梭动驱动指形件44上的力相比将较大。因此，将施加净力于梭动件上，借此致使其移动。将了解，如果第一位置动力驱动指形件52在邻近梭动驱动指形件44之间相等地间隔开，那么其将施加相等但相反静电力于邻近梭动驱动指形件中的每一者上且梭动件将不移动。因此，在将电压施加到第一位置动力驱动指形件52时将在第一运动方向上将净力施加到梭动件16，所述力将致使梭动件沿着运动轴40在+x方向上移动。类似地，在将电压施加到第二位置动力驱动指形件50时将在相反方向上将净力施加到梭动件16，所述力将致使梭动件沿着运动轴40在相反(-x)方向上移动。

为实现上文所描述的双向运动，与和电极48a、48b相关联的指状交叉间隔相比，有意使与电极46a、46b相关联的指状交叉间隔为不对称的。特定来说，从第一位置动力驱动指形件52到第一多个梭动驱动指形件44中的邻近一者的间隔在+x方向上比其在-x方向上小。相反地，从第二位置动力驱动指形件50到第二多个梭动驱动指形件43中的邻近一者的间隔在+x方向上比其在-x方向上大。因此，第一位置动力驱动指形件52相对于第一多个梭动驱动指形件44的指状交叉间隔配置与第二位置动力驱动指形件50相对于第二多个梭动驱动指形件43的指状交叉间隔配置相比为不对称的。此不对称指状交叉间隔布置确保梭动件16将在将电压排他地施加到电极48a、48b时在+x方向上移动到第一位置(在图4中展示)。相反地，梭动件将在将电压排他地施加到电极46a、46b时在-x方向上移动到第二位置(在图5中展示)。在无任何电压施加到电极46a、46b、48a、48b时，梭动件将返回到其静止位置，如图2中所展示。结果，借助如所展示的驱动部分布置获得梭动件的有效双向运动控制。

如图3中所展示，梭动件16包含提供于沿着梭动件的伸长长度的第二位置处的梭动开关部分54。梭动开关部分通过绝缘体区段56与梭动驱动部分42电隔离。梭动开关部分借助于绝缘体部分60进一步电隔离。绝缘体部分60将梭动开关部分与相对的第一基座部件18及第二基座部件20电隔离。梭动开关部分54包含由从梭动件的第一开关区段的相对侧横向延伸的第一多个梭动接触指形件64形成的第一开关元件62及由从梭动件的第二开关区段的相对侧横向延伸的第二多个梭动接触指形件68形成的第二梭动开关元件66。绝缘体部分58将第一开关元件62与第二开关元件66电隔离。绝缘体部分56、58及60可由例如聚乙烯、聚酯、聚碳酸酯、醋酸纤维素、聚丙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚酰亚胺、苯环环丁烯、SU8等等的适合电介质材料形成，只要所述材料将在如下文所论述的开关10的制造期间不被用于溶解牺牲抗蚀剂的溶剂侵蚀即可。

如图2中所展示，开关10包含具有相对于衬底30的固定位置的共用触点28。举例来说，共用触点28可直接安置于衬底的表面上。共用触点28安置于衬底的一部分上，所述部分在梭动件的一侧上邻近于梭动件且在本文中应称作梭动件的共用端子侧70。共用触点28包含与在衬底的共用触点端子侧70上方延伸的第一多个梭动接触指形件64指状交叉的第一多个共用接触指形件72。共用触点还包含与在衬底的共用触点端子侧70上方延伸的第二多个梭动接触指形件68指状交叉的第二多个共用接触指形件74。

开关10还包含第一端子触点31及第二端子触点32，第一端子触点31及第二端子触点32提供于相对于衬底30的固定位置中。举例来说，第一及第二端子触点可直接安置于衬底的表面上。第一及第二端子触点安置于衬底的一部分上，所述部分在梭动件的一侧上邻近于梭动件且在本文中应称作衬底的切换端子侧76。第一端子触点31及第二端子触点32包括分别与第一多个梭动接触指形件64及第二多个梭动接触指形件68指状交叉的多个第一端子接触指形件78及多个第二端子接触指形件80。

明显地，第一多个共用接触指形件72经定位相对于第一多个梭动接触指形件64中的邻近者偏中心。如图2中所展示，共用接触指形件72经布置使得到梭动接触指形件64中的邻近一者的间隔在+x方向上与-x方向相比较大。第一端子接触指形件78相对于第一多个梭动接触指形件64中的邻近者在位置上以类似方式偏移或偏中心。特定来说，从第一端子接触指形件78到梭动接触指形件64中的邻近一者的间隔在+x方向上与在-x方向上的间隔相比较大。

第二多个共用接触指形件74经定位而相对于第二多个梭动接触指形件68中的邻近者偏中心。如图2中所展示，第二多个共用接触指形件经布置使得到梭动接触指形件68中的邻近一者的间隔在+x方向上与在-x方向上相比较小。第二端子接触指形件80相对于第二多个梭动接触指形件68中的邻近者在位置上以类似方式偏移或偏中心。特定来说，从第二端子接触指形件80到梭动接触指形件68中的邻近一者的间隔在+x方向上与-x方向相比较小。

依据前述内容，可了解第一多个共用接触指形件72相对于第一多个梭动接触指形件64中的邻近者的指状交叉间隔配置与第二多个共用接触指形件74相对于第二多个梭动接触指形件68中的邻近者的指状交叉间隔相比为不对称的。同样地，应了解，第一端子接触指形件78相对于第一多个梭动接触指形件64中的邻近者的指状交叉间隔配置与第二端子接触指形件80相对于第二多个梭动接触指形件68中的邻近者的指状交叉间隔配置相比为不对称的。前述不对称间隔配置促进双向开关操作，如下文将进一步详细解释。

如在图1及2中所展示，开关10还可包含在+z方向上从衬底的表面围绕开关的外围延伸的壁82。所述壁安置于衬底30上且由例如铜(Cu)的导电材料形成。壁完全或至少实质上围绕梭动件16，电极46a、46b、48a、48b，共用触点28以及第一端子触点31及第二端子触点32延伸。在一些实施例中，相对的第一基座部件18及第二基座部件20可集成到外围壁82中，如所展示，但本发明并不限制于此方面。壁82帮助电隔离可存在于由壁封围的开关内部组件中的任一者上的任何静电场及/或RF能量。如上文所注明，衬底30的表面可包含导电金属接地平面34。导电金属接地平面34优选地不存在于衬底的在壁82的边界内的区域中。

在图1到3中所展示的本发明的实施例中，过渡部分22、24、26的外屏蔽件84、86、88与壁82整体地形成且与其形成电连接。过渡部分22、24、26中的每一者也分别包含内导体90、92、94。内导体90、92、94中的每一者延伸穿过界定于壁82中的相应开口。内导体90与第一端子触点31形成电连接。内导体92与第二端子触点32形成电连接。内导体94与共用触点28形成电连接。在前述布置的情况下，在过渡部分26上传递的RF信号可通过开关10的操作来控制使得所述RF信号路由到过渡部分22或过渡部分24。RF信号路由将通过梭动件16的位置确定，如本文中所描述。

内导体90、92、94分别悬置在界定于过渡部分22、24、26的外屏蔽件84、86、88内的内部通道96、98、100内。内导体通过电绝缘突片102、104、106支撑于通道内，如图1中所图解说明。突片102、104、106由电介质材料形成。举例来说，突片可由聚乙烯、聚酯、聚碳酸酯、醋酸纤维素、聚丙烯、聚氯乙烯、聚二氯亚乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚酰亚胺、苯并环丁烯、SU8等等形成，只要所述材料将在如下文所论述的开关10的制造期间不被用于溶解牺牲抗蚀剂的溶剂侵蚀即可。突片102、104、106可各自具有(举例来说)大约15μm的厚度。每一突片跨越通道96、98、100的宽度，即，x方向维度。每一突片的端夹在形成接地外壳外屏蔽件84、86、88的侧的导电材料层之间。内导体90、92、94由外屏蔽件84、86、88的内部表面环绕，且通过气隙与外屏蔽件84、86、88的内部表面间隔开。所述气隙充当将内导体90、92、94与外屏蔽件电隔离的电介质。本文中关于图2所展示及所描述的传输线配置的类型通常称作“矩形同轴(recta-coax)”配置，或者称作微同轴。

现在将参考图4及5进一步详细地描述开关10的操作。如图4中所展示，在电极48a、48b与梭动驱动部分42之间建立电压差。举例来说，在所展示的实施例中，借助于第一引线108a及第二引线108b将电压+V施加到电极48a、48b中的每一者，且梭动驱动部分42连接到接地(例如，接地平面34)，如所展示。提供+V的示范性电压源将为120伏特直流(DC)电压源(未展示)。衬底的接地平面34与电极48a、48b电隔离。在以此方式施加电压时，在第一位置动力指形件52中的每一者与第一多个梭动驱动指形件44中的邻近者之间产生静电势。静电势致使一力施加到第一多个梭动驱动指形件44，此将梭动件16在+x方向上驱策到第一位置，如所展示。结果，致使第一多个梭动接触指形件64与第一多个共用接触指形件72接触。同时，也致使第一多个梭动接触指形件64与第一端子接触指形件78接触。因此，梭动开关部分54在处于第一位置中时在共用触点28与第一端子触点31之间形成电连接。明显地，在梭动件处于此第一位置中时，第二多个梭动接触指形件68在第二多个共用接触指形件74中的邻近者之间隔开，且也在第二多个端子接触指形件80之间隔开。梭动接触指形件68与共用接触指形件74之间的间隙内的空气及梭动接触指形件68与多个端子接触指形件80之间的空气充当在梭动件16处于第一位置中时将邻近指形件彼此电隔离的电介质绝缘体。因此，在梭动件处于其第一位置中时，共用触点28与第二端子触点32之间不形成任何电接触。

现在参考图5，梭动件16展示为处于其第二位置中。为使梭动件移动到第二位置，在电极46a、46b中的每一者与梭动驱动部分42之间建立电压差。举例来说，在所展示的实施例中，借助于第一引线110a及第二引线110b将电压+V施加到电极46a、46b中的每一者，且梭动驱动部分42连接到接地(例如，接地平面34)，如所展示。提供+V的示范性电压源将为120伏特直流(DC)电压源(未展示)。在以此方式施加电压时，在第二位置动力指形件50中的每一者与第二多个梭动驱动指形件43中的邻近者之间产生静电势。静电势致使一力施加到第二多个梭动驱动指形件43，此将梭动件16在-x方向上驱策到第二位置，如所展示。结果，致使第二多个梭动接触指形件68与第二多个共用接触指形件74接触。同时，也致使第二多个梭动接触指形件68与第二端子接触指形件80接触。因此，梭动开关部分54在处于第二位置中时在共用触点28与第二端子触点31之间形成电连接。明显地，在梭动件处于此第二位置中时，第一多个梭动接触指形件64在第一多个共用接触指形件72中的邻近者之间隔开，且也在第一多个端子接触指形件78之间隔开。梭动接触指形件64与共用接触指形件72之间的间隙内的空气及梭动接触指形件64与多个端子接触指形件78之间的空气充当在梭动件16处于第二位置中时将邻近指形件彼此电隔离的电介质绝缘体。因此，在梭动件处于其第二位置中时，共用触点28与第一端子触点31之间不形成任何电接触。

如将从前述描述了解，梭动件16将在如本文中所描述施加电压时沿着运动轴移动特定偏转距离(相对于梭动件的静止位置)。偏转距离与所施加电压之间的关系取决于第一弹性部件36及第二弹性部件38的刚度，第一弹性部件36及第二弹性部件38的刚度又取决于包含弹性部件的形状、长度及厚度以及形成弹性部件的材料的性质(例如，杨氏模数)的因素。这些因素可经修整以适应特定应用以便使所要致动电压最小化，同时提供用于在特定应用中支撑梭动件的足够强度；耐受预期水平冲击及振动的足够刚度；及在施加到驱动部分的电压电势被移除时促进梭动件16返回到其打开位置的足够弹性。所属领域的技术人员将了解，驱动部分14可具有除本文中所描述的所述配置外的配置。举例来说，在替代方案中可使用适合梳状、板状或其它类型的静电致动器。

现在将进一步详细地描述开关10的构造。开关10及其替代实施例可使用用于形成包含同轴传输线的三维微观结构的已知处理技术来制造。举例来说，第7,898,356号及第7,012,489号美国专利中所描述的处理方法可用于此用途，且那些参考文献的揭示内容以引用方式并入本文中。将关于图6到21描述开关的构造，图6到21展示如沿着图2中的线6-6及7-7所截取的构造的各种横截面图。

如图6及7中所展示，将由电介质材料形成的第一光致抗蚀剂层110施加到衬底30的上表面使得上表面的经暴露部分对应于待提供导电材料处的位置。第一光致抗蚀剂层(举例来说)通过在衬底30的上表面上沉积及图案化光可界定材料或光致抗蚀剂材料而形成。如图8及9中所展示，第一导电材料层112随后沉积在衬底30的经暴露部分上达预定厚度。导电材料层112形成共用触点28的第一层，包含第二多个共用接触指形件74，如所展示。导电材料层112也形成以下各项的第一层：电极46a、46b、48a、48b，第一端子触点31及第二端子触点32，基座部件18及20，壁82以及外屏蔽件84、86、88。如图9中所展示，导电材料层112也形成接地平面层34。导电材料的沉积是使用例如化学气相沉积(CVD)的适合技术完成。可在替代方案中使用例如物理气相沉积(PVD)、溅射或电镀的其它适合技术。可使用例如化学-机械平面化(CMP)的适合技术来平面化新形成的第一层的上表面。

沉积及图案化第二光致抗蚀剂材料层114，如图10及11中所展示。此后，沉积第二导电材料层116，如图12及13中所展示。第二导电材料层116形成共用触点层28的第二层，包含第二多个共用接触指形件74，如所展示。导电材料层116也形成以下各项的第二层：电极46a、46b、48a、48b，第一端子触点31及第二端子触点32，基座部件18及20，壁82以及外屏蔽件84、86、88。第二导电材料层116也形成梭动件16的部分，包含第二多个梭动接触指形件68。梭动件的由导电材料层116形成的其它部分包含：梁17、第一多个梭动接触指形件64、第一多个梭动驱动指形件43及第二多个梭动驱动指形件44。

如图14到17中所展示，通过添加第三光致抗蚀剂层118及第三导电材料层120来重复施加光致抗蚀剂及导电材料层的前述过程。添加光致抗蚀剂层及导电材料层的此过程继续直到获得图18及19中的结构为止。第三、第四及第五导电材料层120形成以下各项的额外部分：梭动件16，电极46a、46b、48a、48b，共用触点28，第一端子触点31及第二端子触点32，基座部件18及20，壁82，内导体90、92、94以及外屏蔽件84、86、88。

针对特定开关应用，可视需要沉积额外光致抗蚀剂及导电材料层。在已沉积最终层之后，使用适合技术，将从掩蔽步骤中的每一者剩余的光致抗蚀剂材料释放或以其它方式移除，如图20及21中所描绘。举例来说，可通过暴露到溶解光致抗蚀剂材料的适当溶剂来移除光致抗蚀剂。光致抗蚀剂的移除底切梭动件17的支撑于层110上的区域。光致抗蚀剂的移除也将电介质材料从基座部件18与弹性部件36之间的空间以及弹性部件38与基座部件20之间的空间溶解，借此使梭动件16沿着运动轴40自由移动。明显地，形成突片102、104、106，绝缘体部分56、58及60的电介质材料层未被溶剂移除。用于突片、绝缘部分等的电介质材料并非用于建造所述层的相同光致抗蚀剂材料。因此，电介质材料必须具有不与用于溶解光致抗蚀剂的溶剂兼容的性质。

图22中展示在已如本文中所描述沉积所有导电材料层及电介质材料层之后的沿着线22-22截取的过渡部分26的横截面图。图23中展示在移除光致抗蚀剂区域之后的沿着线22-22截取的过渡部分26的横截面图。注意，有意允许形成突片106的电介质材料存留且不被溶剂溶解。因此，内导体94支撑于由外导电屏蔽件88界定的通道100内。

虽然已关于一或多个实施方案图解说明及描述了本发明，但所属领域的技术人员在阅读及理解本说明书及所附图式后即刻将想到等效变更及修改。另外，尽管可能已关于数种实施方案中的仅一者揭示了本发明的特定特征，但此特征可与其它实施方案的一或多个其它特征组合，如对于任何给定或特定应用可能为合意的及有利的。因此，本发明的广度及范围不应受上文所描述实施例中的任一者限制。而是，本发明的范围应根据所附权利要求书及其等效范围来界定。

Claims (10)

1.一种MEMS开关，其包括：

相对的第一及第二基座部件，其形成于衬底上；

梭动件，其具有伸长长度，在所述衬底上方延伸且在其相对的第一及第二端处由所述相对的第一及第二基座部件弹性地支撑；

驱动部分，其经配置以响应于所施加电压而使所述梭动件沿着与所述梭动件对准的运动轴选择性移动；

梭动开关部分，其提供于沿着所述伸长长度的位置处，包含由从所述梭动件的第一开关区段的相对侧横向延伸的第一多个梭动接触指形件形成的第一开关元件，及由从所述梭动件的第二开关区段的相对侧横向延伸的第二多个梭动接触指形件形成的第二梭动开关元件；

共用触点，其相对于所述衬底固定且设置于邻近所述梭动件的共用端子侧处并且包括第一及第二多个共用接触指形件，所述第一及第二多个共用接触指形件分别与所述第一多个梭动接触指形件及所述第二多个梭动接触指形件指状交叉；

第一及第二端子触点，其相对于所述衬底固定且设置于邻近所述梭动件的切换端子侧处，所述第一及第二端子触点分别包括第一端子接触指形件及第二端子接触指形件，且分别与所述第一多个梭动接触指形件及所述第二多个梭动接触指形件指状交叉，所述第一端子触点与所述第二端子触点电隔离；

其中所述梭动开关部分在所述驱动部分使所述梭动件沿着所述运动轴移动到第一位置时在所述共用触点与所述第一端子触点之间排他地形成电连接，且在所述驱动部分使所述梭动件沿着所述运动轴移动到第二位置时在所述共用触点与所述第二端子触点之间排他地形成电连接。

2.根据权利要求1所述的MEMS开关，其进一步包括壁，所述壁由安置于所述衬底上的多个导电材料层界定且从所述衬底的主表面横向延伸，所述壁实质上封围含有所述梭动件、所述第一及第二端子触点及所述共用触点的区域。

3.根据权利要求2所述的MEMS开关，其进一步包括第一、第二及第三过渡部分，每一过渡部分包含与所述壁形成整体的外导电屏蔽件且每一过渡部分包含与所述导电屏蔽件电隔离的内导体，所述内导体延伸穿过所述壁且分别连接到所述共用触点、所述第一端子触点及所述第二端子触点中的一者。

4.根据权利要求1所述的MEMS开关，其中所述第一多个共用接触指形件相对于所述第一多个梭动接触指形件中的邻近者的指状交叉间隔与所述第二多个共用接触指形件相对于所述第二多个梭动接触指形件中的邻近者的指状交叉间隔相比为不对称的。

5.根据权利要求1所述的MEMS开关，其中所述第一端子接触指形件相对于所述第一多个梭动接触指形件中的邻近者的指状交叉间隔与所述第二端子接触指形件相对于所述第二多个梭动接触指形件中的邻近者的指状交叉间隔相比为不对称的。

6.根据权利要求1所述的MEMS开关，其中所述驱动部分由以下各项构成：

梭动驱动部分，其提供于沿着所述伸长长度的第一位置处，包含从所述梭动件的相对侧横向延伸的多个梭动驱动指形件，及

多个动力驱动指形件，其与所述多个梭动驱动指形件指状交叉，所述多个动力驱动指形件相对于所述衬底固定且安置于所述梭动驱动部分的相对侧上。

7.根据权利要求6所述的MEMS开关，其中所述多个动力驱动指形件由多个第一位置动力驱动指形件及多个第二位置动力驱动指形件构成，且所述第一位置动力驱动指形件与所述第二位置动力驱动指形件电隔离。

8.根据权利要求7所述的MEMS开关，其中所述梭动驱动部分经配置以在将电压施加到所述第一位置动力驱动指形件时使所述梭动件移动到所述第一位置，且经配置以在将所述电压施加到所述第二位置动力驱动指形件时移动到所述第二位置。

9.根据权利要求1所述的MEMS开关，其中所述基座部件、所述梭动件、所述第一及第二端子触点以及所述共用触点各自由沉积于所述衬底上的多个材料层界定。

10.根据权利要求1所述的MEMS开关，其中所述梭动件具有由分别安置于所述第一及第二基座部件上的第一及第二弹性部件确定的静止位置。