CN209461308U - 一种翘板结构的rf mems接触式开关 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种翘板结构的RF MEMS接触式开关，包括有衬底，衬底上分布有微波传输线，微波传输线两侧分布有地结构，地结构内开设有驱动电极收纳槽，驱动电极收纳槽内设置有两两镜像分布的四个开关驱动电极，微波传输线上平行架设有悬臂梁，悬臂梁左右两侧对称设置有翘板组件，构成“T”型金属膜桥，微波传输线与悬臂梁之间有金属锚点连接，翘板组件的位置与电极收纳槽相对应，翘板组件的底部与衬底之间设置有支点构造。由此，采用翘板式结构，具有双稳态，开关可靠性更高。“ON”转“OFF”态时，由于有驱动力和悬臂梁自身回复力的双重作用，响应时间更快。在“OFF”态时，金属膜桥与地接触，使得开关隔离度更高。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种接触开关，尤其涉及一种翘板结构的RF MEMS接触式开关。
背景技术
射频开关作为通信器件的基本结构单元，在通信系统中有着举足轻重的地位。RFMEMS开关是利用MEMS技术制作的一种射频开关，通过微机械结构的运动，来达到控制信号的通与断的目的，且相较传统射频半导体开关具有插损低，隔离度高以及使用寿命长的优点。
目前RF MEMS接触式开关一般为单稳态结构，即“ON”态为有驱动电压的稳态，“OFF”态为没有驱动电压的非稳态；另外，传统RF MEMS接触式开关在 30GHz以上的频段隔离度普遍较差。有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种翘板结构的RF MEMS接触式开关，使其更具有产业上的利用价值。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种翘板结构的RF MEMS 接触式开关。
本实用新型的一种翘板结构的RF MEMS接触式开关，包括有衬底，其中：所述衬底上分布有微波传输线，所述微波传输线两侧分布有地结构，所述地结构内开设有驱动电极收纳槽，所述驱动电极收纳槽内设置有两两镜像分布的四个开关驱动电极，所述微波传输线上平行架设有悬臂梁，所述悬臂梁左右两侧对称设置有翘板组件，构成“T”型金属膜桥，所述微波传输线与悬臂梁之间有金属锚点连接，所述翘板组件的位置与电极收纳槽相对应，所述翘板组件的底部与衬底之间设置有支点构造。
进一步地，上述的一种翘板结构的RF MEMS接触式开关，其中，所述四个开关驱动电极中，接近微波传输线的一对驱动电极为“ON”态驱动电极，远离微波传输线的一对驱动电极为“OFF”态驱动电极。
更进一步地，上述的一种翘板结构的RF MEMS接触式开关，其中，所述“OFF”态驱动电极处设置有接地触点。
更进一步地，上述的一种翘板结构的RF MEMS接触式开关，其中，所述开关驱动电极包括有位于底层的金属基板，所述金属基板上叠加有介质层。
更进一步地，上述的一种翘板结构的RF MEMS接触式开关，其中，所述翘板组件为带孔翘板，分布有均匀的孔状结构。
更进一步地，上述的一种翘板结构的RF MEMS接触式开关，其中，所述微波传输线为共面波导，或是为微带线。
更进一步地，上述的一种翘板结构的RF MEMS接触式开关，其中，所述衬底为高阻硅衬底；或是为玻璃衬底(石英衬底)；或是为陶瓷衬底；或是为砷化镓衬底。
再进一步地，上述的一种翘板结构的RF MEMS接触式开关，其中，所述支点构造为绝缘锚点。
借由上述方案，本实用新型至少具有以下优点：
1、采用翘板式结构，具有双稳态，开关可靠性更高。
2、“ON”转“OFF”态时，由于有驱动力和悬臂梁自身回复力的双重作用，响应时间更短。
3、在“OFF”态时，金属膜桥与地接触，使得开关隔离度更高。
4、微波传输线正下方没有驱动电极，可减少信号泄漏，降低插入损耗。
5、带孔翘板的孔状结构既方便金属膜桥的释放，又减小了开关过程中的空气阻力，从而降低了开关响应时间。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本翘板结构的RF MEMS接触式开关的结构示意图。
图中各附图标记的含义如下。
1衬底 2微波传输线
3地结构 4悬臂梁
5翘板组件 6金属锚点
7绝缘锚点 8“ON”态驱动电极
9“OFF”态驱动电极 10接地触点
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
如图1至的一种翘板结构的RF MEMS接触式开关，包括有衬底1，其与众不同之处在于：考虑到信号的快速、准确传输，在衬底1上设置有微波传输线2。同时，在微波传输线2的两侧分布有地结构3，地结构3内开设有电极收纳槽，驱动电极收纳槽内设置有两两镜像分布的四个开关驱动电极。在微波传输线2 上架设有悬臂梁4，悬臂梁4的左右两侧对称设置有翘板组件5，构成“T”型的金属膜桥，令翘板组件5彼此连接，横跨微波传输线2形成整体。并且，在微波传输线2与悬臂梁4之间设置有金属锚点6，可通过金属锚点6作为金属膜桥与微波传输线2的连接，作为金属膜桥中悬臂梁4的支撑点。翘板组件5的位置与电极收纳槽相对应，翘板组件5的底部与衬底1之间设置有绝缘锚点7 所构成的支点构造，以实现杠杆运动。
结合本实用新型一较佳的实施方式来看，采用的开关驱动电极有多个，在这些开关驱动电极中，接近微波传输线2的一对驱动电极为“ON”态驱动电极8，远离信号线微波传输线2的一对驱动电极为“OFF”态驱动电极9。同时，“OFF”态驱动电极9处设置有接地触点10，能够使金属膜桥接地。
进一步来看，开关驱动电极包括有位于底层的金属基板，金属基板上叠加有介质层。同时，本实用新型采用的翘板组件5为带孔翘板，分布有均匀的孔状结构。这样，方便金属膜桥的释放，又减小了开关过程中的空气阻力，从而降低了开关响应时间。并且，为了适应不同的使用需求，微波传输线为共面波导，也可以为微带线。
再进一步来看，本实用新型采用的衬底1为高阻硅衬底。根据使用需求的不同，也可以为玻璃衬底(石英衬底)。当然，针对某些特殊情况的应用，还为陶瓷衬底1，或是为砷化镓衬底。
本实用新型的工作原理如下：
微波传输线2、地结构3、翘板组件5、悬臂梁4均可选取电阻率低的金属材料，优选为金。金属基板为铝，介质膜可用氮化硅。金属锚点6、微波传输线 2也可选用金材料。
当两“ON”态驱动电极8同时加电压，而“OFF”态驱动电极9不加电压时，在驱动力的作用下带孔翘板07内侧被拉向电极，此金属膜桥与微波传输线2的金属触点接触，微波传输线2导通。同时，由于杠杆原理，带孔翘板外侧翘起。
当“OFF”态驱动电极9同时加电压，而两“ON”态驱动电极8不加电压时，在驱动力的作用下带孔翘板外侧被拉向电极。此时，带孔翘板外侧与接地触点 10接触。金属膜桥接地，同时带孔翘板内侧翘起，金属膜桥与微波传输线2金属触点脱离，信号断开。
通过上述的文字表述并结合附图可以看出，采用本实用新型后，拥有如下优点：
1、采用翘板式结构，具有双稳态，开关可靠性更高。
2、“ON”转“OFF”态时，由于有驱动力和悬臂梁自身回复力的双重作用，响应时间更短。
3、在“OFF”态时，金属膜桥与地接触，使得开关隔离度更高。
4、微波传输线正下方没有驱动电极，可减少信号泄漏，降低插入损耗。
5、带孔翘板的孔状结构既方便金属膜桥的释放，又减小了开关过程中的空气阻力，从而降低了开关响应时间。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，并不用于限制本实用新型，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种翘板结构的RF MEMS接触式开关，包括有衬底，其特征在于：所述衬底上分布有微波传输线，所述微波传输线两侧分布有地结构，所述地结构内开设有驱动电极收纳槽，所述驱动电极收纳槽内设置有两两镜像分布的四个开关驱动电极，所述微波传输线上平行架设有悬臂梁，所述悬臂梁左右两侧对称设置有翘板组件，构成“T”型金属膜桥，所述微波传输线与悬臂梁之间有金属锚点连接，所述翘板组件的位置与电极收纳槽相对应，所述翘板组件的底部与衬底之间设置有支点构造。
2.根据权利要求1所述的一种翘板结构的RF MEMS接触式开关，其特征在于：所述四个开关驱动电极中，接近微波传输线的一对驱动电极为“ON”态驱动电极，远离微波传输线的一对驱动电极为“OFF”态驱动电极。
3.根据权利要求2所述的一种翘板结构的RF MEMS接触式开关，其特征在于：所述“OFF”态驱动电极处设置有接地触点。
4.根据权利要求1所述的一种翘板结构的RF MEMS接触式开关，其特征在于：所述开关驱动电极包括有位于底层的金属基板，所述金属基板上叠加有介质层。
5.根据权利要求1所述的一种翘板结构的RF MEMS接触式开关，其特征在于：所述翘板组件为带孔翘板，分布有均匀的孔状结构。
6.根据权利要求1所述的一种翘板结构的RF MEMS接触式开关，其特征在于：所述微波传输线为共面波导，或是为微带线。
7.根据权利要求1所述的一种翘板结构的RF MEMS接触式开关，其特征在于：所述衬底为高阻硅衬底；或是为玻璃衬底；或是为陶瓷衬底；或是为砷化镓衬底。
8.根据权利要求1所述的一种翘板结构的RF MEMS接触式开关，其特征在于：所述支点构造为绝缘锚点。
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| CN201920516004.3U CN209461308U (zh) | 2019-04-16 | 2019-04-16 | 一种翘板结构的rf mems接触式开关 |
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|---|---|---|---|---|
| CN109950063A (zh) * | 2019-04-16 | 2019-06-28 | 苏州希美微纳系统有限公司 | 基于杠杆原理的双稳态rf mems接触式开关 |
| CN113447150A (zh) * | 2021-06-25 | 2021-09-28 | 北京北方高业科技有限公司 | 一种微桥结构红外探测器 |
| CN115295362A (zh) * | 2022-07-05 | 2022-11-04 | 清华大学 | 一种静电式双稳态rf mems开关及其制备方法 |
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| CN113447150B (zh) * | 2021-06-25 | 2023-01-10 | 北京北方高业科技有限公司 | 一种微桥结构红外探测器 |
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