JP6944997B2 - 伝送線を一体化したmems膜 - Google Patents
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Description
・完全に金属製であるか、または金属で覆われているので、完全に導電性である。この場合、スイッチの入力と出力の間に生成される浮遊容量は、しばしば周波数制限をもたらす。さらに、コプレーナ直列構成では、基板上に配置されるRFグランドは、一般的に、適応を改善するためにMEMS膜でより大きくまたは狭くされるが、高い周波数で良好な性能を保証するには不十分である。
・または部分的に金属性である。この場合、RF信号を伝えることを可能にする導電線と、MEMSの起動を可能にする1以上の電極から構成されることが多い。したがって、大部分の場合、RFグランドは、起動電極の反対側の膜の下の基板上にもたらされる。この構成は高い周波数に達することを可能にするが、起動面を制限するので、高い接触力(100μN以上)を保証するために大きな膜を設計する必要があり、したがって信頼性が高い。さらに、このタイプのコンポーネントは常に直列に提示され、並列構成で実装するのが難しい場合がある。
基板上に形成された第1のRF信号線および第2のRF信号線と、
高抵抗材料から作られた変形可能な膜であって、膜が、非変形状態では、基板に固定された固定手段によって基板から離間し続けている変形可能な膜と、
膜をその非変形状態から変形させるように構成された作動手段と、
膜に対向して基板上に形成された基板トラックと、
膜トラックであって、膜に一体化され、膜の変形状態において基板トラックと膜トラックとの間で導電性接触を生成するように構成された基板トラックと対向する導電性接触ゾーンを支える膜トラックであって、第1のRF信号線および第2のRF信号線が、膜トラックおよび基板トラックの少なくとも1つによって接続され、スイッチが、信号が第1のRF信号線から第2のRF信号線へと循環できるときにオン状態にあり、信号が第1のRF信号線から第2のRF信号線へと循環できないときにオフ状態にある膜トラックと、
を含み、
膜RFグランドが膜内に一体化され、膜RFグランドが固定具によってRF基板グランドに電気的に接続され、膜RFグランドが、スイッチがオン状態にあるとき、第1のRF信号線から第2のRF信号線へのRF信号の伝搬を導くためにRF信号経路に緊密にしたがうように、膜RFグランドがフレーミングして膜トラックおよび基板トラックの少なくとも1つに平行に形成されることを特徴とする、マイクロ電気機械スイッチ(MEMS)に関する。
Claims (14)
- 基板(2、2’、2”、202、302、402)上に形成されたマイクロ電気機械スイッチ(MEMS)(1、1’、1”、101、201、301、401)であって、前記電気機械スイッチ(1、1’、1”、101、201、301、401)が、
前記基板(2、2’、2”、202、302、402)上に形成された第1のRF信号線(3、3’、3”、103、203、303、403)および第2のRF信号線(4、4’、4”、204、304、404)と、
高抵抗材料(5、5’、5”、105、205、305、405)から作られた変形可能な膜であって、前記膜(5、5’、5”、105、205、305、405)が、非変形状態では、前記基板(2、2’、2”、202、302、402)に固定された固定具(6、6’、6”、106、206)によって前記基板(2、2’、2”、202、302、402)から離間し続けている変形可能な膜と、
前記膜(5、5’、5”、105、205、305、405)をその非変形状態から変形させるように構成された作動手段(7、7’、7”、107、207、307、407)と、
前記膜(5、5’、5”、105、205、305、405)に対向して前記基板(2、2’、2”、202、302、402)上に形成された基板トラック(103)と、
膜トラック(8、8’、8”、208、308a、308b)であって、前記膜(5、5’、5”、105、205、305、405)に一体化され、前記膜(8、8’、8”、208’、308a、308b)の変形状態において前記基板トラック(103)と当該膜トラックとの間で導電性接触を生成するように構成された前記基板トラック(103)と対向する導電性接触ゾーン(8a、8a’、8a”、208a)を支える膜トラック(8、8’、8”、208、308a、308b)であって、前記第1のRF信号線(3、3’、3”、103、203、303、403)および前記第2のRF信号線(4、4’、4”、204、304、404)が、当該膜トラック(8、8’、8”、208、308a、308b)および前記基板トラック(103)の少なくとも1つによって接続され、前記スイッチ(1、1’、1”、101、201、301、401)が、信号が前記第1のRF信号線(3、3’、3”、103、203、303、403)から前記第2のRF信号線(4、4’、4”、204、304、404)へと循環できるときにオン状態にあり、信号が前記第1のRF信号線(3、3’、3”、103、203、303、403)から前記第2のRF信号線(4、4’、4”、204、304、404)へと循環できないときにオフ状態にある膜トラック(8、8’、8”、208、308a、308b)と、
を含み、
膜RFグランド(9、10、9’、10’、9”、10”、109、110、209、210、309a、309b、310a、310b、409a、409b、410a、410b)が前記膜(5、5’、5”、105、205、305、405)内に一体化され、前記膜RFグランド(9、10、9’、10’、9”、10”、109、110、209、210、309a、309b、310a、310b、409a、409b、410a、410b)が前記固定具(6、6’、6”、106、206)によってRF基板グランド(11、12、13、14、11’、13’、11”、13”、111、112、113、114、211、212、213、214、311、312、411、412)に電気的に接続され、前記膜RFグランド(9、10、9’、10’、9”、10”、109、110、209、210、309a、309b、310a、310b、409a、409b、410a、410b)が、前記スイッチが前記オン状態にあるとき、前記第1のRF信号線(3、3’、3”、103、203、303、403)から前記第2のRF信号線(4、4’、4”、204、304、404)への前記RF信号の伝搬を導くために前記RF信号経路に緊密にしたがうように、前記膜RFグランド(9、10、9’、10’、9”、10”、109、110、209、210、309a、309b、310a、310b、409a、409b、410a、410b)がフレーミングして前記膜トラック(8、8’、8”、208、308a、308b)および前記基板トラック(103)の少なくとも1つに平行に形成されることを特徴とする、マイクロ電気機械スイッチ(MEMS)(1、1’、1”、101、201、301、401)。 - 前記膜トラック(8、8’、8”、308a、308b)が、前記第1のRF信号線(3、3’、3”、303)に一端で接続され、前記基板トラックが、前記第2のRF信号線(4、4’、4”、304)に接続され、前記スイッチ(1、1’、1”、301)の前記オン状態が、前記膜(5、5’、5”、305)の前記変形状態で作られ、前記スイッチ(1、1’、1”、301)の前記オフ状態が、前記膜(5、5’、5”、305)の非変形状態で作られることを特徴とする、請求項1に記載のマイクロ電気機械スイッチ(MEMS)(1、1’、1”、301)。
- 前記第1のRF信号線(203)および前記第2のRF信号線(204)が、前記膜トラック(208)によって接続され、前記基板トラックが、前記RFグランド(209、210)に接続され、前記スイッチ(201)の前記オフ状態が、前記膜(205)の前記変形状態で作られ、前記スイッチ(201)の前記オン状態が、前記膜(205)の前記非変形状態で作られることを特徴とする、請求項1に記載のマイクロ電気機械スイッチ(MEMS)(201)。
- 前記第1のRF信号線(103、403)および前記第2のRF信号線(404)が、前記基板トラック(103)によって接続され、前記膜トラックが、前記RFグランド(109、401a、409b、410a、410b)に接続され、前記スイッチ(101、401)の前記オフ状態が、前記膜(105、405)の前記変形状態で作られ、前記スイッチ(101、401)の前記オン状態が、前記膜(105、405)の前記非変形状態で作られることを特徴とする、請求項1に記載のマイクロ電気機械スイッチ(MEMS)(101、401)。
- 前記膜RFグランド(9、10、9’、10’、9”、10”、209、210、309a、309b、310a、310b)が、前記膜トラック(8、8’、8”、208、308a、308b)のどちらかの側に配置された2つのRFグランドトラック(9、10、9’、10’、9”、10”、209、210、309a、309b、310a、310b)で構成されることを特徴とする、請求項2または3に記載のマイクロ電気機械スイッチ(1、1’、1”、201、301)。
- 前記膜RFグランド(109、409a、409b、410a、410b)が、前記基板トラック(103)のどちらかの側に配置された2つのRFグランドトラック(109、409a、409b、410a、410b)で構成されることを特徴とする、請求項4に記載のマイクロ電気機械スイッチ(101、401)。
- 前記膜トラック(8、8’、8”、208、308a、308b)および前記2つのRFグランドトラック(9、10、9’、10’、9”、10”、109、110、209、210、309a、309b、310a、310b、409a、409b、410a、410b)が、前記基板(2、2’、2”、202、302、402)と平行な同一平面にあることを特徴とする、請求項5または6に記載のマイクロ電気機械スイッチ(1、1’、1”、101、201、301、401)。
- 前記膜RFグランド(9、10、9’、10’、9”、10”、109、110、209、210、309a、309b、310a、310b、409a、409b、410a、410b)が、前記膜トラック(8、8’、8”、208、308a、308b)の上方に位置するRFグランドトラック(10’、10”)と、前記膜トラック(8、8’、8”、208、308a、308b)の下方に位置するRFグランドトラック(9、9”)との少なくとも1つをさらに含み、前記膜トラック(8、8’、8”、208、308a、308b)の上方に位置する前記膜RFグランド(9、10、9’、10’、9”、10”、109、110、209、210、309a、309b、310a、310b、409a、409b、410a、410b)の前記RFグランドトラック(10’、10”)が、前記固定具(6、6’、6”、106、206)と、前記接触ゾーン(8a、8a’、8a”、208a)に接続された前記膜トラック(8、8’、8”、208、308a、308b)の前記端部との間で前記膜(5、5’、5”、105、205、305、405)の幅の少なくとも一部の上に延在し、前記膜トラック(8、8’、8”、208、308a、308b)の下方に位置する前記膜RFグランド(9、10、9’、10’、9”、10”、109、110、209、210、309a、309b、310a、310b、409a、409b、410a、410b)の前記RFグランドトラック(9’、9”)が、前記固定具(6、6’、6”、106、206)と、前記接触ゾーン(8a、8a’、8a”、208a)に接続された前記膜トラック(8、8’、8”、208、308a、308b)の前記端部との間で前記膜(5、5’、5”、105、205、305、405)の幅の少なくとも一部の上に延在し、前記接触ゾーン(8a、8a’、8a”、208a)を自由にしておくことを特徴とする、請求項2、3、5、6のいずれか1項に記載のマイクロ電気機械スイッチ(1、1’、1”、101、201、301、401)。
- 前記膜トラック(8、8’、8”、208、308a、308b)の上方及び下方に位置する前記膜RFグランド(9”、10”)の前記RFグランドトラック(9”、10”)が、当該RFグランドトラック(9”、10”)間で前記導電性トラック(8”)のいずれかの側に形成された前記膜(15)内のビアによって接続されていることを特徴とする、請求項8に記載のマイクロ電気機械スイッチ(1”)。
- 前記膜(5、5’、5”、105、205、305、405)の前記接触ゾーン(8a、8a’、8a”、208a)が、前記膜(5、5’、5”、105、205、305、405)の下面から突出する接触ピン(8a、8a’、8a”、208a)であって、前記膜(5、5’、5”、105、205、305、405)の前記変形状態における前記基板トラック(103)との前記接触ピン(8a、8a’、8a”、208a)の導電性のある物理的接触を提供することを特徴とする、請求項1から9のいずれか1項に記載のマイクロ電気機械スイッチ(1、1’、1”、101、201、301、401)。
- 前記膜(5、5’、5”、105、205、305、405)が、5×104オーム・cmより大きい電気抵抗を有する誘電体材料からなることを特徴とする、請求項1から10のいずれか1項に記載のマイクロ電気機械スイッチ(1、1’、1”、101、201、301、401)。
- 前記膜RFグランド(9、10、9’、10’、9”、10”、109、110、209、210、309a、309b、310a、310b、409a、409b、410a、410b)が、前記基板(2、2’、2”、202、302、402)と対向する、前記膜(5、5’、5”、105、205、305、405)の下面にあることを特徴とする、請求項1から11のいずれか1項に記載のマイクロ電気機械スイッチ(1、1’、1”、101、201、301、401)。
- 第2の膜トラック(308a、308b)と、前記基板(302)に平行な平面に対して前記膜トラック(308a、308b)に対称に、かつ前記膜(305)の厚みに沿って中央に形成された第2の膜RFグランド(309a、309b、310a、310b)との少なくとも1つをさらに含み、前記第2の膜RFグランド(309a、309b、310a、310b)が、前記基板(302)に平行な平面に対して前記膜RFグランド(309a、309b、310a、310b)に対称で、かつ前記膜(305)の前記厚みに沿って中央にあることを特徴とする、請求項2、3、5のいずれか1項に記載のマイクロ電気機械スイッチ(301)。
- 前記第1のRF信号線(303、403)および前記第2のRF信号線(304、404)が、同一平面上にあり、前記膜(305、405)が、丸みを帯び、かつ前記基板(302、402)上に形成された5つの固定具によって前記基板(302、402)から離間を保たれており、前記作動手段(307、407)が、前記膜(305、405)に対向して前記基板(302、402)上に形成された静電起動電極(307、407)と、電力を供給する起動線(318、418)とからなり、前記起動電極(307、407)が、前記起動線(318、418)から供給される電力によって起動されると、前記膜(305、405)をその変形状態にするように構成されていることを特徴とする、請求項2、4から7、9から13のいずれか1項に記載のマイクロ電気機械スイッチ(MEMS)(301、401)。
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